Positionspapier IKT für Elektromobilität

I Positionspapier IKT fr Elektromobilitt Verzeichnisse

Mit Beitrgen von: Eberhard Backer (Hochschule Kempten) Dr. Thomas Becker (DAKO Systemtechnik und Service GmbH) Dr. Thomas Becks (Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e. V.) Birgit Brand (ASEAG AG) Dr. Patrick Ester (Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e. V.) Claus Fest (RWE Effizienz GmbH ) Catrina Grella (Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e. V.) Florian Hacker (ko-Institut e. V.) Kristin Heller (Deutsches Dialog Institut GmbH) Dr. Harald Hempel (DAKO Systemtechnik und Service GmbH) Hauke Hinrichs (smartlab Innovationsgesellschaft mbH) Benedikt Jger (TU Mnchen) Dr. Cornel Klein (Siemens AG) Uwe Koenzen (Broedersdorff & Koenzen GmbH/Planungsbro Koenzen) Markus Kroner (TU Dortmund) Karl-Josef Kuhn (Siemens AG) Thomas Kwiecien (ESCRYPT GmbH) Paul Leibold (Vispiron GmbH) Sven Lierzer (BridgingIT GmbH) Norman Natzke (Carano Software Solutions GmbH) Prof. Dr.-Ing. Peter Pickel (John Deere European Technology Innovation Center) Joachim Pietzsch (Deutsches Dialog Institut GmbH) Ehsan Rahimzei (Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e. V.) Serge Runge (Energie-Forschungszentrum Niedersachsen) Ruth Schawohl (Stadtwerke Mnchen GmbH) Andreas Scher (PLANET IC GmbH ) Johannes Schmidt (Uni Gttingen) Frank Schnellhardt (INNOMAN GmbH) Dr. Christina Schober (EnBW Energie Baden-Wrttemberg AG) Michael Schygulla (PTV Planung Transport Verkehr AG) Matthias von Tippelskirch (Carano Software Solutions GmbH) Dr. Moritz Vogel (Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e. V.) Lars Walch (EnBW Energie Baden-Wrttemberg AG) Boris Wulff (HHLA Container-Terminal Altenwerder GmbH) Guido Zeller (AllguNetz GmbH & Co. KG) Geschftsstelle der Begleitforschung IKT fr Elektromobilitt II Bismarckstrae 33 10625 Berlin

Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis ...................................................................................................... II

Abbildungsverzeichnis ............................................................................................. III

Tabellenverzeichnis .................................................................................................. III

1 Einfhrung ..................................................................................................... 1

2 Technologieprogramm IKT fr Elektromobilitt II ..................................... 2

2.1 Wichtige Ergebnisse des Programmes .................................................................................. 3

2.2 Projektbergreifend bearbeitete Schlsselthemen .............................................................. 9

3 Studie ber gewerblich genutzte Elektromobilitt ..................................... 14

4 Handlungsempfehlungen ............................................................................ 17

4.1 Kundenfreundliche ffentliche Ladeinfrastruktur gewhrleisten ....................................... 17

4.2 Komplexitt senken Informationsdefizite beheben ......................................................... 17

4.3 Beschaffungskooperationen bilden Elektroflotten gemeinsam nutzen .......................... 18

4.4 Elektrofahrzeuge in die Energieversorgung einbinden ....................................................... 19

4.5 Die IKT der Mobilitt 2025 entwickeln ................................................................................ 20

4.6 Offene Datenschnittstellen definieren ............................................................................... 21

4.7 Der Kostensituation begegnen ........................................................................................... 22

4.8 Fahrzeugangebot an elektrischen Transportern erweitern ................................................ 22

4.9 Standards fr Busse setzen Kosten senken ...................................................................... 23

4.10 Die Elektrifizierung in Nischenbereichen vorantreiben ...................................................... 23

5 Ausblick ........................................................................................................ 25

Literaturverzeichnis ................................................................................................ 26

Anhang ..................................................................................................................... A

Projektbersicht IKT fr Elektromobilitt II .......................................................................... A

III Positionspapier Elektromobilitt Verzeichnisse

Abbildungsverzeichnis Abbildung 01: Das Frderprogramm IKT fr Elektromobilitt II verknpft die Bereiche Fahrzeugsysteme,

Energiesysteme und Verkehrssysteme, um die Systempotenziale nutzbar zu machen ...... 3

Abbildung 02: Verteilung der Projekte in Deutschland (Konsortialfhrer) und ihre Verbindung zu Schlsselthemen der IKT in der Elektromobilitt. .............................................................. 12

Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Relative Preiserhhungen bzw. -minderung zur Bildung eines optimistischen bzw.

pessimistischen Szenarios in Referenz zum mittleren Szenario (Hacker et al. 2015) ........ 14

1 Positionspapier IKT fr Elektromobilitt 1 | Einfhrung

1 Einfhrung Die Bundesregierung hatte in ihrem Nationalen Entwicklungsplan Elektromobilitt im August 2009 fr das Jahr 2020 ein ehrgeiziges Ziel von einer Million Elektrofahrzeugen in Deutschland formuliert. Deutschland soll zum Leitmarkt fr Elektromobilitt, deutsche Automobilhersteller zu Leitanbietern werden. Um dieses Ziel zu erreichen, hatte die Bundesregierung im Jahr 2010 die weltweit bis dahin einzigartige Nationale Plattform Elektromobilitt (NPE) initiiert. Sie soll die Krfte von Automobilindustrie, Energiewirtschaft und Elektrotechnikindustrie fr die Erreichung dieser beiden Ziele bndeln.

Die NPE hatte in ihrer ersten Phase eine Reihe von thematischen Leuchttrmen definiert, in denen die Forschung und Entwicklung fokussiert werden sollten. Das Technologieprogramm IKT fr Elektromobili-tt I ist vom Bundesministerium fr Wirtschaft und Energie (BMWi) als ein solcher Schwerpunkt Ende des Jahres 2010 initiiert und im Jahr 2012 in das Anschlussprogramm IKT fr Elektromobilitt II ber-fhrt worden.

Zum 1. Januar 2015 verzeichnete das Kraftfahrtbundesamt bei insgesamt 44,4 Mio. zugelassenen Perso-nenkraftwagen eine Zahl von 107.754 Hybridfahrzeugen (+25,9 % im Vgl. zum Vorjahr) und 18.948 Elekt-rofahrzeugen (+55,9 % im Vgl. zum Vorjahr): Der Markthochlauf findet also statt. Der Verband der Automobilindustrie sieht in Deutschland fr Elektrofahrzeuge und Plug-in-Hybridfahrzeuge einen jungen, noch kleinen Markt mit einer hohen Marktdynamik. Bis Ende 2014 brachten die deutschen Hersteller 17 Serienmodelle auf den Markt. Im Jahr 2015 werden zwlf weitere Modelle folgen.

Anfang des Jahres 2015 gab es in Deutschland laut NPE 4.800 ffentlich zugngliche Lademglichkeiten mit normaler und 100 mit schneller Ladegeschwindigkeit. Hinzu kommen Lademglichkeiten zu Hause und am Arbeitsplatz. Bundesregierung und Industrie wollen vor allem entlang der Autobahnen und in den Metropolregionen die Zahl der ffentlichen Ladestationen stark erhhen.

Die Infrastruktur wird aufgebaut, die Fahrzeugzahlen steigen, das im Jahr 2009 formulierte Ziel der Bun-desregierung von einer Million Elektrofahrzeugen im Jahr 2020 wird nach aktueller Prognose allenfalls um wenige Jahre verzgert erreicht werden.

Vor diesem insgesamt sehr positiven Hintergrund gibt das Positionspapier Elektromobilitt in 10 Hand-lungsempfehlungen Hinweise darauf, wie wichtige Teilthemen effizienter gestaltet werden knnen und wo kurzfristig Entscheidungen getroffen werden sollten, um die Zielerreichung zu beschleunigen. Die Empfehlungen kommen aus der Praxis von 18 Projekten mit ca. 150 beteiligten Partnern aus Industrie und Forschung aller involvierten Branchen. Sie beziehen sich vielfach auf komplexe systemische Fragestel-lungen, die an den Schnittstellen zwischen den Branchen liegen.

2 Positionspapier IKT fr Elektromobilitt 2 | Technologieprogramm IKT fr Elektromobilitt II

2 Technologieprogramm IKT fr Elektromobilitt II Das Bundesministerium fr Wirtschaft und Energie frdert in seinem Technologieprogramm IKT fr Elektromobilitt II 18 Projekte, die auf der Basis moderner Informations- und Kommunikationstechnolo-gien (IKT) neue Konzepte und Technologien fr das Zusammenspiel von intelligenter Fahrzeugtechnik im Elektroauto (Smart Car) mit einer intelligenten Energieversorgung (Smart Grid) und intelligenten Mo-bilittskonzepten (Smart Traffic) entwickeln. Die Frdersumme der laufenden Projekte betrgt rund 80 Mio. Euro. Zusammen mit den Eigenanteilen der Unternehmen stehen ca. 170 Mio. Euro fr die Beant-wortung gezielter Forschungs- und Entwicklungsfragen zur Verfgung.

Sowohl in den Teilbereichen als auch im gesamten System Elektromobilitt wirken IKT als starker Innova-tionsmotor. Im Themenschwerpunkt Smart Car ermglichen sie unter anderem fortschrittliche Steue-rungs- und Kommunikationssysteme in Elektrofahrzeugen bis hin zu zuknftigen Anwendungen wie etwa Drive-by-Wire, das heit im Idealfall zum Fahren oder Steuern von Fahrzeugen ohne mechanische Kraftbertragung der Bedienelemente auf die Stellelemente. Das Elektroauto kann auerdem mit der La-deinfrastruktur und Verkehrsmanagementsystemen kommunizieren. Hier liegen auch die Schnittstellen zu den Bereichen Smart Grid und Smart Traffic. Wichtige Themen des Projektschwerpunkts Smart Grid sind dementsprechend neue Ladekonzepte und die netzvertrgliche Einbindung von Elektrofahr-zeugen, die durch intelligente Steuerungsmechanismen als zustzliche Stromreserve und mobile Speicher genutzt werden. Dazu knnte zum Beispiel berschssiger Strom aus Windkraft- und Solaranlagen in den Fahrzeugbatterien zwischengespeichert bzw. nicht bentigter Fahrstrom in Zeiten hoher Nachfrage ins Verteilnetz zurckgespeist werden. Bei dem Schwerpunkt Smart Traffic stehen verkehrstrgerbergrei-fende Mobilittskonzepte, Flottenmanagement-Lsungen und ein individuelles Verkehrsmanagement fr den Fahrer im Vordergrund. Alle gefrderten Projekte zeichnen sich dadurch aus, dass sie nicht nur inno-vative Anstze fr einzelne Bereiche der Elektromobilitt liefern, sondern mehrere oder alle Systemberei-che miteinander verknpfen und auf diese Weise vielversprechende Systempotenziale fr die Zukunft entfalten.

Die Projekte arbeiten gemeinsam an bergreifenden Schlsselthemen, die in Abschnitt 2.2 beschrieben werden. In der folgenden Grafik ist die Einordnung der Projekte entlang der drei Themenschwerpunkte Smart Car, Smart Grid und Smart Traffic dargestellt.


Abbildung 01: Das Frderprogramm IKT fr Elektromobilitt II verknpft die Bereiche Fahrzeugsysteme, Energiesysteme und Verkehrssysteme, um die Systempotenziale nutzbar zu machen

2.1 Wichtige Ergebnisse des Programmes

Schon heute zeichnet sich ab, dass das Frderprogramm einen wichtigen Beitrag fr die Entwicklung der Elektromobilitt in Deutschland geleistet hat. Das lsst sich an zehn Ergebnissen aus verschiedenen Fr-derprojekten ablesen:

1. Flexible Leichtfahrzeuge fr die Stadt

Drei Personen und Gepck fr den Einsatz als Taxi oder als Lieferfahrzeug mit bis zu 140 km Reich-weite und einem alltagstauglichen, einfachen Batteriewechselsystem: Eckdaten eines neuen Fahr-zeugs, das in ein selbstlernendes IKT-System integriert ist.

Das Modell eines Leichtbau-Elektrotaxis, das durch den Austausch von Modulen schnell in ein Liefer-fahrzeug verwandelt werden kann, wurde auf der Hannover Messe 2014 prsentiert. Sein Maximal-


gewicht darf inklusive Ladung 550 Kilogramm nicht berschreiten. Es bietet Platz fr einen Fahrer und zwei Personen mit Gepck. Seine Hchstgeschwindigkeit betrgt 80 km/h, seine Reichweite liegt zwischen 120 und 140 Kilometern. Es ist mit einem zentralen Steuergert, Radnabenmotoren und Wechselbatterien ausgestattet. Der erste Prototyp dieses City eTaxis wird mit Ende der Projekt-laufzeit im Dezember 2015 fertiggestellt sein. In einem Folgeprojekt ist der Bau von acht seriennahen Fahrzeugen bis Ende 2017 geplant. Die Fahrzeuge sind von vorneherein als Teil eines IKT-verknpften Gesamtsystems fr den gezielten Einsatz in Stadtzentren entwickelt worden. Die Ver-netzung von Fahrzeugen, Batteriewechselstationen und Smartphones der Fahrer mit dem Backend der Zentrale sowie eine Echtzeitbertragung aller Daten gewhrleistet eine intelligente, sichere und wirtschaftliche Steuerung der Elektrotaxis als emissionsfreie Flotte im urbanen Raum.

2. Vollelektrische Traktoren fr eine energieautarke Landwirtschaft

Vollelektrische Hoftraktoren mit Batterie und Ackerschlepper mit zustzlichem Kabel, die ihre Energie aus erneuerbaren Quellen auf dem eigenen Hof erhalten: Vision eines modernen landwirt-schaftlichen Betriebs mit alten Tugenden.

Elektrisch angetriebene Traktoren sind zentrale Elemente fr die Entwicklung von landwirtschaftli-chen Betrieben, die sich vollstndig mit Energie aus eigenen erneuerbaren Quellen versorgen (Bio-gasanlagen, Solardcher, Windrder). Der selbst gewonnene Strom kann entweder in Batterien gespeichert und anschlieend mobil verwendet oder ber ein elektrisches Kabel dem Traktor zuge-fhrt werden. Beide Varianten werden in diesem von einem groen Landmaschinenhersteller ge-fhrten Frderprojekt erprobt. Der Prototyp eines batteriebetriebenen Traktors wurde gebaut. Seine Funktionalitt wurde erfolgreich demonstriert. Sein Batteriesystem wurde auf der Grundlage zuge-kaufter Zellen innerhalb des Projektes entwickelt, um es bestmglich an die Erfordernisse einer schweren Landmaschine anzupassen. Das Konzept eines kabelgefhrten Traktors, der auf eine groe Dauerleistung ausgelegt ist, wurde detailliert erarbeitet. Seine prinzipielle Umsetzbarkeit wurde nachgewiesen. Die Erkenntnisse aus dem E-Traktorprojekt werden auch in die Weiterentwicklung von Landmaschinen mit Hybrid-Antrieb einflieen.

3. Emissionsfreies Schwerlastfahrzeug fr Containerterminals

Container mit einem Gesamtgewicht von bis zu 60 Tonnen werden mit einer Geschwindigkeit von 16 km/h fahrerlos ohne Abgase und nahezu geruschlos durch den Hafen gefahren. Die Batterien bilden ein virtuelles Kraftwerk und erffnen neue wirtschaftliche Potenziale.

In den geschlossenen und weitgehend automatisierten Logistiksystemen von Hafenbetrieben trans-portieren fahrerlose Lastfahrzeuge (AGV Automated Guided Vehicles) mit hohem Energiebedarf rund um die Uhr bis zu 60 Tonnen schwere Container. Herkmmliche AGV werden diesel-elektrisch angetrieben. Im Containerterminal Altenwerder des Hamburger Hafens befinden sich bereits zwlf batteriebetriebene AGV mit einer dazugehrigen Batteriewechselstation im Einsatz. Eine IKT-gesttzte Steuerung der Ladevorgnge sorgt bidirektional dafr, dass die Batterien geladen werden, wenn kostromspitzen aus norddeutschen Windkraftwerken im Netz sind, oder aber bei Flauten Strom ins Netz zurckspeisen. So wird das Containerterminal zu einem Freiluftlabor der Energiewen-de. Zehn der eingesetzten AGV verfgen ber Bleibatterien, die heute bereits wirtschaftlich betrie-ben werden knnen, zwei ber unterschiedliche Lithium-Ionen-Batterietypen, die wesentlich teurer,


aber auch deutlich zyklenfester sind und viel schneller ge- und entladen werden knnen. Es ist anzu-nehmen, dass eine intelligente Ladestrategie auch beim Einsatz von Lithium-Ionen-Batterien zu Be-triebskosteneinsparungen fhren und damit richtungsweisend fr einen nachhaltigen Schwerlastverkehr sein wird.

4. Intelligente City-Logistik

Fahrerassistenzsysteme, automatisierte Frachtberwachung und aktive Schnittstellen zu vorhan-denen Verkehrsleitsystemen: die Fracht kommt schnell, sicher und kologisch zu ihrem Adressa-ten.

Je besser ihre Routen geplant und auf ihre Reichweiten abgestimmt sind, desto eher werden ge-werblich genutzte Elektrofahrzeuge in innerstdtischen Logistikketten nicht nur kologisch, sondern auch konomisch gegenber Verbrennungsfahrzeugen von Vorteil sein. Dafr ist die Entwicklung ge-eigneter Software-Applikationen notwendig, die Faktoren wie zum Beispiel den aktuellen Verkehrs-fluss, den Ladezustand und das Fahrverhalten in Echtzeit erfassen und mit den Bedrfnissen des Flottenmanagements abgleichen, um daraus optimale Touren zu errechnen. Eine prototypische IKT-Systemlsung dieser Art entsteht in Erfurt. Sie bezieht Fahrzeuge fr die Auslieferung von Express-waren, Paketen und Medikamenten sowie fr die Automatenbestckung ein. Der Austausch von Energie-, Fahrzeug- und Verkehrsdaten wurde dabei rechtskonform geregelt. Derzeit werden erfolg-reich getestete Lsungen fr den Aufbau von Demonstratoren verwendet, die 2016 erstmals erprobt werden sollen. In einem virtuellen Elektroflottenversuch, dessen Eingangsdaten aus konventionell angetriebenen Taxis und Nutzfahrzeugen stammen, wurden in Mnchen in kurzer Zeit eine Vielzahl vergleichbarer anwendungsbezogener Erkenntnisse gewonnen. Sie sollen den knftigen Elektroflot-tenaufbau von Taxizentralen und anderen groen Betreibern untersttzen.

5. Gemeinsame Fahrzeugflotten sind rentabel

Eine unternehmensbergreifende, dynamische Einsatzplanung mit einem effizienten Energiema-nagement macht Elektromobilitt rentabel. Das sind die Ergebnisse von Piloterprobungen in Stutt-gart, Mnchen und Magdeburg.

Fr kleine und mittlere Unternehmen wie auch fr die Behrden und Stadtverwaltungen lohnt sich der Einsatz von Elektrofahrzeugen erst dann, wenn sie sich diese mit anderen in einer gemeinsam genutzten Flotte teilen knnen. Von dieser Prmisse ausgehend, wurde eine Cloud-basierte IKT-Lsung konzipiert, die es erlaubt, ber Unternehmens- und Abteilungsgrenzen hinweg fr eine opti-male Auslastung von Elektroautos zu sorgen. Durch die private Nutzung der Fahrzeuge nach Dienst-schluss kann deren Auslastung weiter erhht werden. In Technologieparks in Stuttgart und Mnchen sowie von der Stadt Magdeburg wird dieses inzwischen weit ausgereifte Konzept bereits erprobt. Neben der bergreifenden und dynamischen Einsatzplanung fr Elektroautos, die fr jede Verwen-dung das aktuell am besten passende Fahrzeug zuweist, hat das Projekt auch Mglichkeiten zur intel-ligenten Ladesteuerung und fr eine Smart-Grid-Integration erarbeitet. Durch die flchendeckende Bereitstellung von Echtzeitdaten in seinen Fahrzeugen bietet es auch die Einbindung in intelligente Verkehrssysteme an. Partneringmodelle sollen darber hinaus das Anmieten von Elektrofahrzeugen aus Partnerpools an anderen Standorten samt Zugang zum dortigen PNV ermglichen.


6. Einfach Strom tanken

Mit e-clearing.net finden Kunden an 4500 angeschlossenen Ladepunkten in Belgien, Deutschland und den Niederlanden freie Ladesulen und knnen Strom datensicher tanken.

e-clearing.net heit die internationale E-Roaming-Plattform, ber die Elektromobilittsanbieter und Ladesulenbetreiber Daten zur Authentifizierung ihrer wechselseitigen Kunden und zur Abrech-nung der abgegebenen Strommengen austauschen knnen. Sie ging im Oktober 2014 anlsslich der Fachmesse eCarTec an den Start. Die Plattform wurde entwickelt, um es Nutzern von Elektroautos zu ermglichen, ihre Fahrzeuge mit einer einzigen Ladekarte oder Smartphone-App anbieterbergrei-fend und grenzberschreitend zu laden. Sie stellt Echtzeitangaben von bisher 4500 angeschlossenen Ladepunkten in Belgien, Deutschland und den Niederlanden bereit, so dass sich freie Ladesulen schnell finden lassen. Mit dem Open Clearing House Protocol (OCHP) wurde fr die Plattform eine of-fene Schnittstelle entwickelt, die ihre unkomplizierte Erweiterung erlaubt. Die B2B-Plattform1 finan-ziert sich ohne Gewinnerzielungsabsicht aus Beitrgen ihrer Mitgliedsunternehmen. Ein entscheidender Aspekt fr die Akzeptanz solcher Roaming-Angebote ist die Erfllung sehr hoher An-forderungen an die IKT-Sicherheit, sowohl an den einzelnen Ladesulen als auch in der Datenverar-beitung innerhalb des gesamten Systems. Entsprechende Security-Basistechnologien wurden in einem Frderprojekt gezielt entwickelt.

7. Elektroautos untersttzen erneuerbare Energien

Elektroautos als Zwischenspeicher fr private Energieerzeuger zur Netzglttung und Lastverschie-bung. Viele lokal auftretende Herausforderungen knnen mit Elektromobilen auch lokal gelst werden.

Elektroautos (bzw. Flotten) knnen dazu beitragen, bei Bedarf kurzzeitige Lasten im Stromnetz auf-zunehmen und somit Spitzen auszugleichen, die durch die Zufuhr stark fluktuierender Energien aus Sonnen- und Windkraft entstehen. Voraussetzung hierfr ist, dass die Batterien in lokalen Verteilnet-zen IKT-gesteuert und idealerweise als bidirektionale Pufferspeicher eingesetzt werden. Das zeigen die Ergebnisse von Frderprojekten in Bayern, Baden-Wrttemberg, Nordrhein-Westfalen und Th-ringen. In der Allguer Modellgemeinde Wildpoldsried (2500 Einwohner) zum Beispiel, wo der einge-speiste Anteil erneuerbarer Energien besonders hoch ist, sind Schwankungen in der Erzeugung von drei Megawatt innerhalb einer halben Stunde keine Seltenheit. Mithilfe intelligenter Messtechnik und Netzanalyse gelang es dort, Stromerzeugung und -verbrauch in einem selbstorganisierenden System automatisiert aufeinander abzustimmen und dabei das geregelte Laden von Elektrofahrzeu-gen einzubeziehen. Die technischen Grundlagen fr die Kopplung von Photovoltaikanlagen einzelner Haushalte mit den Traktionsbatterien eigener Elektrofahrzeuge ber eine zwischengeschaltete stati-onre Batterie wurden in einem anderen Projekt gelegt, das den Nutzen autarker lokaler Smart Grids

1 B2B: Business-to-Business


propagiert. Testreihen in Erfurt und Karlsruhe ergaben berdies, wie sich das husliche Energiema-nagement fr Smart-Home-Lsungen unter Einbeziehung der Elektrofahrzeugbatterie optimieren lsst.

8. Moderne Fahrzeugelektronik: das Fahrzeug als mobiles Endgert

Die gesamte Fahrzeugsteuerung fr Lenkung, Antrieb und Bremsen, das Infotainment alle Funk-tionen laufen ber eine redundante hardwareunabhngig ausgelegte IKT-Architektur. Dies spart Kosten und Gewicht und bringt Flexibilitt fr neue Apps und Dienste mit der Sicherheit von Flugzeugen.

Die Elektrik und Elektronik herkmmlicher Automobile wird ber historisch gewachsene CAN-Bussysteme gefhrt und verschaltet, die angesichts der zunehmenden Digitalisierung der Fahrzeug-technik an ihre Leistungsgrenzen stoen. Elektroautos untersttzen die Verwirklichung einer zentra-lisierten IKT-Architektur, die neue Fahr-, Assistenz- und Infotainmentfunktionen hardware-unabhngig als Software zuschalten knnen. Dank dieser Architektur kann auf viele Steuergerte verzichtet und die Datenverarbeitung ber wenige zentrale Recheneinheiten organisiert werden. In zwei Prototypen wurde diese neuartige IKT-Architektur zum einen vollstndig und potenziell zulas-sungsfhig umgesetzt (Revolution), zum anderen fr einen Migrationspfad validiert, der von her-kmmlichen Architekturen ausgeht (Evolution). Die Integration dieser Architektur soll in StreetScooter2-Fahrzeugen erfolgen, fr die wiederum eine offene Kommunikationsplattform entwi-ckelt wurde, die fortlaufend aktualisiert werden kann. Statt eines traditionell verwendeten festen Servers nutzt diese Plattform die Vorteile einer systembergreifenden Open Service Cloud. Das er-ffnet einen herstellerunabhngigen Markt fr Mehrwertdienste (Apps) und verbessert die Kom-munikation zwischen Fahrzeugen untereinander und mit ihrer Umgebung (z. B. Ladesulen). So ermglicht sie exakte Reichweitenberechnungen und erhht damit die Energieeffizienz der Mobili-tt. Die Cloud-basierte Plattform vereinfacht auch die Wartung durch Drittanbieter.

9. Individuelle, kologische Mobilitt ohne eigenes Auto

Per App unterwegs auf einem Marktplatz fr alle Mobilittsangebote einer Region. Intermodales Reisen mit einfacher Buchung und Abrechnung am Smartphone.

Intermodalitt ist vor allem fr Stdte mit hoher Verkehrsdichte ein wichtiger Schlssel fr die Ge-staltung ihrer Zukunft. Wenn es ihnen gelingt, den ffentlichen Nahverkehr nahtlos und nutzer-freundlich mit Fernverkehrszgen, Carsharingangeboten und Leihfahrrdern zu verknpfen, werden immer mehr Menschen auf ein eigenes Fahrzeug verzichten und dadurch zur Schonung der Umwelt und zur Erhhung der stdtischen Lebensqualitt beitragen. Wie ihnen das gelingen kann, wird der-zeit in der Region Aachen beispielhaft erforscht. Alle dort allgemein zugnglichen Mobilittsangebo-

2 siehe http://www.streetscooter.eu/ fr nhere Informationen


te werden auf einem web- und app-basierten Marktplatz zusammengefhrt. So mssen die Brge-rinnen und Brger nur noch ein einziges Medium kontaktieren, um ihre Fahrten zu planen, durchzu-fhren und abzurechnen. Ihre individuellen Prferenzen werden von der IKT-basierten In-Intermodalittsplattform beim Berechnen des optimalen Weges und beim Vorschlag der geeigneten Verkehrsmittel bercksichtigt. Das Projekt befindet sich erst am Anfang des zweiten Drittels seiner Laufzeit und hat Elektrofahrzeuge von vorneherein einbezogen. Es misst seine Fortschritte auch an kommerziellen Intermodalittsangeboten wie Moovel und Qixxit, die sich im Aufbau befinden.

10. Rahmenbedingungen pro Elektromobilitt

Untersttzung des Markthochlaufs durch den Abbau von Innovationshrden: von eindeutigen ID-Nummern in der Ladeinfrastruktur, ber das Laden am Arbeitsplatz bis zum Eichrecht.

Eindeutige Identifikatoren (ID-Nummern) fr Stromversorger und Ladesulenbetreiber sind eine un-erlssliche rechtliche Voraussetzung fr die regionen- und anbieterbergreifende Nutzung der Lad-einfrastruktur. Andernfalls knnten Nutzer ihre Elektroautos nur an den Sulen des Anbieters laden, dessen Vertragskunden sie sind. In einem Konsensbildungsverfahren im Rahmen der Begleitfor-schung des Frderprogramms einigten sich alle relevanten Akteure der Elektromobilitt auf eine neutrale Instanz zur bundesweiten Vergabe solcher ID-Nummern: Am 1. Mrz 2014 hat der BDEW Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e. V. diese Aufgabe bernommen.

Um der Elektromobilitt zum Durchbruch zu verhelfen, ist es unter anderem empfehlenswert, das Laden am Arbeitsplatz nicht als geldwerten Vorteil zu sanktionieren. Eine entsprechende Stellung-nahme, wonach das Vorhalten eines Parkplatzes mit Ladeinfrastruktur durch den Arbeitgeber als nicht steuerbare Leistung eingeordnet werden solle, wurde dem Bundesfinanzministerium im Febru-ar 2014 bermittelt. Auch die derzeit bestehende Deckelung des steuerlichen Nachteilsausgleichs fr Elektroautos auf eine Batteriekapazitt von 20 Kilowattstunden wird als hinderlich beurteilt. Die Aufhebung dieser Deckelung wird empfohlen, weil der Markthochlauf von Elektroautos zu einem groen Teil ber den Einsatz in Firmenflotten erfolgen werde, dort jedoch in der Regel Batteriekapa-zitten von mehr als 30 Kilowattstunden nachgefragt wrden.

Die Diskussionen der Fachgruppe Recht innerhalb des Frderprogramms haben berdies grundstzli-che Klarheit hinsichtlich der Anwendung des Eichrechts auf Ladevorgnge geschaffen.


2.2 Projektbergreifend bearbeitete Schlsselthemen

Die Frderprojekte haben sich projektbergreifend intensiv zu folgenden Schlsselthemen ausgetauscht, die auch fr die weitere Entwicklung der Elektromobilitt von besonderer Bedeutung sind:

Neue Dienstleistungen und Fahrzeugapplikationen

Das beschleunigte Zusammenwachsen von Internet, Smartphone und Fahrzeug fhrt zu vielen neuen Diensten, die immer einfacher im Fahrzeug verfgbar sind. Dabei beschrnkt sich diese Entwicklung kei-neswegs auf Elektrofahrzeuge sondern beschreibt einen allgemeinen Trend der Fahrzeugbranche unter dem Stichwort Konnektivitt.

Die nutzerfreundliche Verbindung von Smartphone bzw. Apps mit dem Fahrzeug treibt die Branche zu In-novationen und zu branchenbergreifenden Projekten an. So kooperieren die groen Softwarekonzerne wie Microsoft, Apple oder Google mit den Automobilherstellern, um vor allem In-Vehicle-Infotainment (IVI) auf einen Stand und Komfort zu bringen, den der Nutzer vom Smartphone her gewohnt ist.

(Elektro-)Fahrzeuge werden zuknftig virtuell mit einer webbasierten Dienstleistungsplattform verbunden sein, ber die sie diverse Daten schnell senden und empfangen knnen. Software-Applikationen, wie sie von Smartphones und Tablets vertraut sind, werden dann auch die Fahrzeugkommunikation regeln, von der Reservierung von Parkpltzen und Ladesulen ber die Ferndiagnose und -wartung bis hin zur indivi-duellen Reiseplanung. Datenplattformen, auf denen die Informationen vieler Fahrzeuge zusammenflie-en, werden das Verkehrs- und Energiemanagement optimieren.

Privates Energiemanagement

Das private (oder auch lokale) Energiemanagement beinhaltet die Bereitstellung von dezentral erzeugter Energie zur Ladung von Elektrofahrzeugen. Die zum Beispiel im privaten Haushalt (durch Photovoltaikan-lagen oder Blockheizkraftanlagen) erzeugte Energie sollte mittels geeigneter Steuerungsinstrumente in-telligent im Haus genutzt und dem Elektrofahrzeug zugefhrt werden. Gegenstand der Untersuchungen sind hier auch stationre Puffer-Speicher und die Mglichkeit der Schnellladung sowie einer netzvertrgli-chen Rckspeisung von Energie aus dem Fahrzeug. Im privaten Energiemanagement kann die Laststeue-rung mit lokal erzeugten erneuerbaren Energien gekoppelt werden. Nicht nur fr private Haushalte, sondern auch fr kleine Gewerbebetriebe bietet das Energiemanagement viele Vorteile. So knnen bei-spielsweise Bauernhfe Energie selbst erzeugen und mit elektrischen mobilen Arbeitsmaschinen und Nutzfahrzeugen verbrauchen. In beiden Fllen ist eine gute Prognose von Energieerzeugung sowie Ener-giebedarf notwendig. Die Fragestellung der netzvertrglichen Kopplung des Smart Home an das regionale Energienetz wird immer wichtiger.

(Halb-)ffentliches Energiemanagement

Durch die Energiewende befindet sich das Energienetz aktuell in einem starken Umbruch. Betroffen sind davon alle Bereiche: Erzeugung, Verteilung und Verbrauch. Trotz aller Vernderungen durch die Energie-wende muss die hervorragende Versorgungsqualitt unseres Netzes erhalten bleiben. Das (halb-) ffentliche Energiemanagement befasst sich mit dem Lastmanagement aus Sicht des Energieerzeu-gers/Verteilnetzes und nicht aus Sicht eines einzelnen Fahrzeugs/Haushalts.


Elektrofahrzeuge knnen der Energiewirtschaft dabei helfen, wenn sie in ausreichender Zahl (ggf. als bidi-rektionale Speicher) ans Netz angeschlossen sind. Dies setzt allerdings den Aufbau einer belastbaren f-fentlichen Ladeinfrastruktur voraus. Ferner mssen Steuerungsstrategien fr ein intelligentes Lastmanagement, das Schnelladevorgnge einbezieht, entwickelt und Geschftsmodelle verwirklicht werden, die fr Erzeuger und Verbraucher gleichermaen attraktiv und sicher sind. Viele gleichzeitig la-dende Fahrzeuge an einem Verteilerpunkt stellen aber eine enorme Belastung fr das Netz dar. Eine be-zglich des Netzes zeitlich optimierte Steuerung der Ladung kann dagegen die Integration von erneuerbaren Energien in das Energienetz erleichtern. Hierdurch knnen berregional erzeugte erneuer-bare Energien bestmglich mit den Bedrfnissen des lokalen Verteilungsnetzes abgeglichen werden.

Das (halb-)ffentliche Energiemanagement bietet die Mglichkeit, zwischen Erzeugung und Verbrauch zu vermitteln und damit die Netzqualitt nicht nur zu erhalten, sondern auch einen Beitrag fr einen kosten-optimierten Netzausbau zu leisten.

Neue IKT-Architektur im Fahrzeug

Die heutigen IKT im traditionellen Fahrzeugbau sind eine ber Jahre gewachsene Struktur, die aus ver-schiedenen Elektrik/Elektronik (E/E) Anstzen bestehen. Kommunikationsbasis sind verschiedene Bussys-teme (wie K-Line, CAN, FlexRay, MOST, Ethernet), die heute in der Regel parallel zur Anwendung kommen. So werden sicherheits- und zeitkritische Steuergerte (ABS, DSC, Motormanagement) mittels CAN-Bus gesteuert, whrend fr Infotainment und Multimediaanwendungen, die hohe Bandbreiten be-ntigen, MOST oder Ethernet verwendet werden.

Diese hohe Komplexitt gilt es zu reduzieren. Hierfr bieten gerade die Elektrofahrzeuge eine groe Chance. Ein Problem beispielsweise ist die Vielzahl an Steuergerten fr die unterschiedlichsten Funktio-nen eines Fahrzeugs, die ber die verschiedenen Bussysteme gesteuert werden. Ein Beispiel ist die Erset-zung aller Steuergerte durch wenige leistungsstarke Recheneinheiten und breitbandige Bussysteme wie Ethernet als Kommunikationsstruktur. Neben einer fahrzeugspezifischen IKT-Architektur spielen fr die Elektromobilitt insbesondere die Schnittstellen zur Umgebung eine entscheidende Rolle

Verkehrsmanagement

In das Thema Smart Traffic werden hohe Erwartungen gesetzt. Es soll dazu beitragen, das Verkehrsge-schehen effizienter, kologischer und sicherer abwickeln zu knnen. Ziel ist es, die vorhandene Infrastruk-tur optimal zu nutzen, die Verkehrsteilnehmer umfassend und aktuell zu informieren und den Verkehr gezielt und dynamisch zu steuern bzw., wo notwendig, zu verlagern. Voraussetzung hierfr ist die mg-lichst genaue Kenntnis der aktuellen Verkehrslage, die Meldung aktueller Ereignisse (Staus, Baustellen, Unflle, ) sowie Informationen zu den Reisezielen. Nur so knnen langfristige Prognosen der Verkehrssi-tuation und individuelle Routenvorschlge erstellt werden. In den Leitzentralen mssen groe Daten-mengen bewltigt und zu Informationen weiterverarbeitet werden.

Fr das intelligente Verkehrsmanagement der Zukunft im Sinne eines Smart Traffic bleiben Themen, wie taktile, sensorbestckte Straen und die Bewltigung groer Datenmengen (Big-Data) interessant. In die-sen Feldern werden Fragen der Machbarkeit in technischer und finanzieller Hinsicht, als auch Fragen der gesellschaftlichen Akzeptanz zu adressieren und zu lsen sein.


Neue Mobilittskonzepte

In vernetzten Mobilittsangeboten liegt die Zukunft. Sie bieten ein groes Potenzial, um dem hohen und spezifischen Bedarf sowie den steigenden kologischen Anforderungen an die Mobilitt der Zukunft ge-recht zu werden. Als vielversprechend gelten vor allem multi- und intermodale Mobilittsangebote sowie Flotten und Carsharing-Modelle. Mobilitt wird durch die intelligente Verknpfung von Carsharing, Zwei-radverleih und PNV fr die Kundschaft schneller und gnstiger als mit dem privaten Auto.

Whrend Elektrofahrzeuge auf Grund der hohen Anschaffungskosten und der geringen Nutzungsintensi-tt fr die Individualnutzung bislang wirtschaftlich nur begrenzt attraktiv sind, steigt die Nachfrage nach Carsharing-Angeboten in Grostdten zunehmend. Der Einsatz von umweltfreundlichen Elektrofahrzeu-gen bietet sich in diesem Rahmen besonders an.

Es werden sich voraussichtlich Bndelangebote durchsetzen, die Information, Buchung und Abrechnung mehrerer Teilleistungen wie PNV, Mietwagen, Taxi, Car- und Bike Sharing berregional durch ein einzi-ges Ticket (eine Mobilittskarte) abbilden.

Sicherheit

Die Vernetzung von Fahrzeugen mit ihrer Umgebung birgt Sicherheitsrisiken, die erkannt und gemindert werden mssen. Fahrzeuge und Infrastrukturen sind durch die Entwicklung neuer Security-Basistechnologien vor Hackerangriffen und viralen Schden durch Malware zu schtzen. Kostengnstige Verfahren der Personen- und Fahrzeugauthentifizierung sind wichtig, um zum Beispiel Ladevorgnge zu-verlssig abrechnen zu knnen. Dem Datenschutz muss Rechnung getragen werden, um beispielsweise zu verhindern, dass unerlaubt Bewegungsprofile von Nutzern erstellt werden. Sowohl im Sinne von Safety (Schutz von Menschen vor den IKT) als auch von Security (Schutz der IKT vor Menschen) kommt der Si-cherheit und dem Thema Security-by-Design eine besondere Bedeutung fr alle Schsselthemen des Frderprogramms zu.

Plattformtechnologien

Ein wesentlicher Mehrwert der IKT fr die Elektromobilitt liegt in der Mglichkeit zur intelligenten Ver-netzung von Plattformen durch multicastbasierte Cloud-Computing-Anstze, unter anderem auf der Basis neuer Mobilfunktechnologien. Auf solchen Plattformen knnen Daten aus Fahrzeugen, Stromnetzen und Verkehrszentralen ausgewertet werden, um daraus Empfehlungen fr optimale Reiserouten im Fernver-kehr oder innerhalb urbaner Mobilittsverbnde abzuleiten. Nicht nur in Bezug auf Netzabdeckung und bertragungsqualitt stellt das ungewohnt hohe automotive Anforderungen an die IKT. Auch Frame-work Konzepte zur Integration neuer Funktionen und Dienstleistungen sowie Security-Basistechnologien mssen entwickelt werden und hohen Performance-Ansprchen gengen.


Abbildung 02: Verteilung der Projekte in Deutschland (Konsortialfhrer) und ihre Verbindung zu Schlsselthemen der IKT in der Elektromobilitt.


Elektromobilitt im Wirtschaftsverkehr

Viele der 18 Projekte des Technologieprogramms beschftigen sich mit gewerblichen Anwendungen.

Unter einer Vielzahl von Treibern und mglichen Vorteilen einer Elektrifizierung sprechen insbesondere folgende Punkte dafr, dass sich Elektromobilitt in gewerblichen Anwendungen schneller durchsetzen wird als in der privaten Nutzung:

Wegfall der Mehrwertsteuer und Abschreibungsmglichkeiten: Die hheren Anschaffungskosten von Elektrofahrzeugen fhren auch zu hheren Mehrwertsteuer-abgaben. Diese entfallen jedoch beim gewerblichen Einsatz. Weitere Kostenvorteile entstehen dadurch, dass Wirtschaftsbetriebe das Fahrzeug als Investitionskosten steuerlich geltend machen knnen. Die hheren Investitionskosten der Elektrofahrzeuge fhren so zu hheren Steuereinspa-rungen, was den Anschaffungskostennachteil zumindest verringert.

Hhere mittlere Jahresfahrleistungen: In vielen gewerblichen Anwendungen sind die Jahresfahrleistungen im Durchschnitt hher als im Privatverkehr. Das ist ein wesentlicher Schlssel zur Wirtschaftlichkeit, weil die Betriebskosten von Elektrofahrzeugen gegenber Verbrennerfahrzeugen geringer sind.

Transparentere und gleichmigere Fahrprofile: In gewerblichen Anwendungen liegen oftmals transparentere und gleichmigere Fahrleistungen und somit eine bessere Planbarkeit vor. Festgelegte geografischen Einsatzgebiete oder gar wieder-kehrenden Touren begnstigen die Elektromobilitt, weil sie einer verminderten Nutzerakzeptanz entgegen wirken, die sonst durch die begrenzten Reichweiten und die langen Ladezeiten von Elektrofahrzeugen entstehen knnen.

Gemischte Flotten mit Verbrenner- und Elektrofahrzeugen: Auch durch den kombinierten Einsatz von Elektrofahrzeugen und Verbrennerfahrzeugen in Fahr-zeugpools lsst sich die Reichweitenproblematik entschrfen. Durch ein geschicktes Fuhrparkma-nagement kann die Einsatzhufigkeit der Elektrofahrzeuge auf den geeigneten Routen maximiert werden, um so eine hohe elektrische Jahresfahrleistung zu erzielen und die Betriebskostenvorteile zu optimieren

Trotz der Vorteile, die die gewerbliche Elektromobilitt gegenber der privaten Nutzung hat, stellt sich die Frage, ob und unter welchen Bedingungen batterie-elektrische Fahrzeuge unter wirtschaftlichen Ge-sichtspunkten mit konventionellen (Diesel-)Fahrzeugen konkurrieren knnen. Auf der Grundlage ihrer Vorarbeiten wurde daher die Studie Wirtschaftlichkeit von Elektromobilitt in gewerblichen Anwendun-gen Betrachtung von Gesamtnutzungskosten, konomischen Potenzialen und mglicher CO2-Minderung (Hacker et al. 2015) beim ko-Institut e. V. in Auftrag gegeben. Die Erstellung der Studie wurde aus dem Technologieprogramm IKT fr Elektromobilitt II heraus durch die Task Force Nutz-fahrzeuge begleitet. Die Studie ist auf der Programm-Homepage frei zum Herunterladen verfgbar (http://www.ikt-em.de/de/Downloads.php)

http://www.ikt-em.de/de/Downloads.php

14 Positionspapier IKT fr Elektromobilitt 3 | Studie ber gewerblich genutzte Elektromobilitt

3 Studie ber gewerblich genutzte Elektromobilitt In der Studie (Hacker et al. 2015) wird die Wirtschaftlichkeit von vollelektrischen Fahrzeugen im Vergleich zu konventionellen Fahrzeugvarianten fr verschiedene Fahrzeugkategorien und unterschiedliche ge-werbliche Anwendungsflle bis zum Jahr 2020 anhand von Gesamtkostenanalysen betrachtet. Auf Grund-lage des jeweiligen Kostenvergleichs werden konomische Potenziale fr die Elektromobilitt identifiziert und die mgliche Minderung der Treibhausgasemissionen quantifiziert. Die Analysen umfassen im Kern Pkw, leichte Nutzfahrzeuge, mittelschwere Lkw und Linienbusse.

Der Gesamtkostenvergleich basierte grtenteils auf bereits vorhandenen Rahmendaten wie zum Beispiel der Energiereferenzprognose im Auftrag der Bundesregierung (Schlesinger et al. 2014) fr die Entwick-lung des Strom- und Dieselpreises. Fr die Berechnung der Fahrzeugpreise wird im Total Cost of Ow-nership (TCO) Modell fr Pkw und leichte Nutzfahrzeuge die Batteriepreisentwicklung zugrunde gelegt, welche von der Arbeitsgruppe II der Nationalen Plattform Elektromobilitt angenommen wird (NPE 2011). Deren Annahmen bilden die Grundlage fr ein mittleres Szenario. Aufgrund der unsicheren zeitlichen Entwicklung dieser Einflussgren werden die Kostenbetrachtungen jedoch zustzlich um ein pessimisti-sches und um ein optimistisches Szenario ergnzt.

Optimistisches Szenario Pessimistisches Szenario

Batteriepreis - 10 % + 10 %

Strompreis - 10 % + 10 %

Benzin-/ Dieselpreis + 10 % - 10 %

Tabelle 1: Relative Preiserhhungen bzw. -minderung zur Bildung eines optimistischen bzw. pessimistischen Szenarios in Referenz zum mittleren Szenario (Hacker et al. 2015)

Ausgehend vom mittleren Szenario werden dafr die Batterie- und Energiepreise entsprechend Tabelle 1 variiert.

Die wichtigsten Ergebnisse der Studie lassen sich folgendermaen zusammenfassen:

Der batterieelektrische Antrieb kann bei hohen Jahresfahrleistungen und langer Haltedauer insbe-sondere bei Pkw und leichten Nutzfahrzeugen bereits kurzfristig Gesamtkostenvorteile gegenber dem jeweiligen verbrennungsmotorischen Vergleichsfahrzeug aufweisen.

Im Bereich der schweren Nutzfahrzeuge knnen Elektrofahrzeuge in den gewhlten Anwendungs-bereichen und unter den aktuellen Rahmenbedingungen hingegen noch nicht wirtschaftlich be-trieben werden, bedingt durch die hheren Anforderungen an die Batteriekapazitt und deutlich hhere spezifische Batteriepreise.


Die Wirtschaftlichkeit der Elektromobilitt bis zum Jahr 2020 hngt mageblich von der Entwick-lung der Rahmenbedingungen ab, die teilweise mit sehr hohen Unsicherheiten behaftet sind. Die wichtigsten Einflussgren stellen in allen Anwendungen die Entwicklung der Energie- und Batte-riepreise sowie die Restwertentwicklung der Elektrofahrzeuge dar.

Die unsichere Entwicklung zentraler Einflussgren wird in den Kostenbetrachtungen ber Szena-rien abgebildet. Im optimistischen Szenario lieen sich bis zum Jahr 2020 rund 700.000 batterie-elektrische Pkw und leichte Nutzfahrzeuge wirtschaftlich betreiben. Im mittleren Szenario reduziert sich die Anzahl auf 80.000 Fahrzeuge, im pessimistischen Szenario besteht kein konomi-sches Potenzial bis 2020.

Fr Stadtbusse ist das wirtschaftliche Potenzial im mittleren Szenario unter den getroffenen An-nahmen bis 2020 vernachlssigbar. Im optimistischen Szenario knnten bis zum Jahr 2020 etwa 40 Prozent des Gesamtbestandes an Stadtbussen wirtschaftlich mit Elektrobussen betrieben werden. Dieses Potenzial setzt jedoch niedrige Kosten fr die Ladeinfrastruktur voraus und bercksichtigt keine mglichen betrieblichen Restriktionen. Im pessimistischen Szenario besteht in diesem Zeit-raum kein konomisches Potenzial. Elektrische Lkw im stdtischen Verteilverkehr knnen unter den getroffenen Annahmen bis zum Jahr 2020 in keinem Szenario wirtschaftlich betrieben werden.

Knnte bis 2020 das aus dem optimistischen Szenario abgeleitete Potenzial von 700.000 batterie-elektrischen Pkw und leichten Nutzfahrzeugen erschlossen werden, so wre dies, unter der Vo-raussetzung einer vollstndigen Bereitstellung des Strombedarfs aus regenerativen Energien, mit einer Minderung der verkehrsbedingten Treibhausgasemissionen im Jahr 2020 um 2,6 Millionen Tonnen verbunden.

Wrde das aus dem optimistischen Szenario abgeleitete Potenzial an Elektrobussen des optimisti-schen Szenarios bis 2020 vollstndig realisiert und der Strombezug aus rein erneuerbaren Quellen sichergestellt werden, knnten im Jahr 2020 etwa 1,3 Millionen Tonnen Treibhausgasemissionen eingespart werden.

Bei der Betrachtung dieser Ergebnisse fallen insbesondere die groen Unterschiede im konomischen Po-tenzial von Elektromobilitt in den drei untersuchten Szenarien (pessimistisch/mittel/optimistisch) auf. Dies weist einerseits auf die hohe Relevanz der variierten Einflussgren hin, ist andererseits aber auch ein Indiz fr den teilweise relativ geringen Kostenunterschied zwischen der elektrischen und der konven-tionellen Fahrzeugvariante. Geringfgige nderungen der Rahmenbedingungen knnen somit zu verhlt-nismig starken Vernderungen im wirtschaftlichen Potenzial fhren.

Neben der Wirtschaftlichkeit ergibt sich bei gewerblichen Fahrzeugen insbesondere bei greren Fahr-zeugen grundstzlich die Problematik, dass dem ermittelten Potenzial bislang ein sehr begrenztes Model-langebot an Serien- bzw. Kleinserienfahrzeugen gegenber steht. Dies kann dazu fhren, dass das wirtschaftliche Potenzial nicht ausgeschpft werden kann.

Grundstzlich zeigt der Gesamtkostenvergleich auf, dass Elektrofahrzeuge in gewerblichen Anwendungen zum Teil heute oder schon bald wirtschaftlich betrieben werden knnen. Hauptursachen dafr sind im Vergleich zum privaten Einsatz besonders geeignete Fahrzeugnutzungsprofile sowie gnstigere finanzielle bzw. steuerliche Rahmenbedingungen. Die Analysen weisen jedoch auch auf die besondere Relevanz der Entwicklung der Energiepreise, des Batteriepreises und der Restwertentwicklung der Fahrzeuge fr die Wirtschaftlichkeit von Elektromobilitt hin. Verlsslichere Aussagen zu deren zuknftiger Entwicklung wrden die Unwgbarkeiten der Wirtschaftlichkeitsanalysen und damit die Investitionsrisiken fr Un-


ternehmen reduzieren. Ferner sind jedoch auch weitere nicht-monetre Nutzungsrestriktionen zu be-achten, die die Kaufentscheidung beeinflussen wie z. B. emotionale Faktoren, Risikoaversion, Markenbin-dung und Modellverfgbarkeit.

Wie die Realitt zeigt, werden die identifizierten frhen wirtschaftlichen Potenziale bestimmter Anwen-dungen bisher in der Praxis nur in einem sehr geringen Mae tatschlich erschlossen. Der Abbau von In-formationsdefiziten, die Verringerung von Vorbehalten bezglich der Fahrzeugnutzung sowie der verbleibenden Investitionsrisiken stellen daher wichtige Voraussetzungen fr den nachhaltigen Markter-folg von Elektrofahrzeugen im Wirtschaftsverkehr dar.

17 Positionspapier IKT fr Elektromobilitt 4 | Handlungsempfehlungen

4 Handlungsempfehlungen Aus den bisher hier dargelegten Ergebnissen des Frderprogramms IKT fr Elektromobilitt II ergeben sich spezifische Problemstellungen und Arbeitsfelder, fr die im Folgenden Handlungsempfehlungen for-muliert werden. In diese flieen auch Ergebnisse aus der Studie (Hacker et al. 2015) ein. Am 18. Februar 2015 fand in den Rumen des BMWi ein Workshop zu dieser Studie statt, bei dem rund 150 Experten vordefinierte Handlungsempfehlungen diskutierten und priorisierten.

4.1 Kundenfreundliche ffentliche Ladeinfrastruktur gewhrleisten

Das Vertrauen in eine verlssliche, ffentlich zugngliche Ladeinfrastruktur entscheidet mit ber den Er-folg der Elektromobilitt. Im aktuell frhen Marktstadium ist die Ladeinfrastruktur im ffentlichen Raum jedoch nur in geringem Ma verfgbar. Gem dem vierten Fortschrittsbericht der Nationalen Plattform Elektromobilitt hat sich der Ausbau der ffentlichen Ladeinfrastruktur in den vergangenen Jahren sogar verlangsamt (NPE 2014, S.22). Eine zustzliche Hrde stellen unterschiedliche Authentifizierungsverfah-ren beim Zugang zur Ladeinfrastruktur dar. Die Aktivitten fr einen systemoffenen und bergreifenden Zugang zur ffentlichen Ladeinfrastruktur sind bisher nicht flchendeckend aufeinander abgestimmt. ber den Kilowattstundenpreis fr den Verkauf von Strom an ffentlichen Ladesulen werden die Betrei-ber die hohen Kosten fr den Bau und die Wartung der Ladeinfrastruktur zudem kaum einspielen.

Die Politik hat mit dem Projekt SLAM Schnellladenetz fr Achsen und Metropolen Projekt positive Im-pulse fr den Aufbau von Schnellladestationen an Autobahnen gesetzt, die Metropolregionen miteinan-der verbinden. An Hauptverkehrsachsen knnen sich solche Schnellladesulen lohnen, da dort eine hhere Zahlungsbereitschaft der Kundinnen und Kunden besteht. Aufgrund fehlender tragfhiger Ge-schftsmodelle bleibt jedoch die Frage, wie es in der Flche mit der ffentlichen Ladinfrastruktur weiter-geht. Eventuell ist diese ohne Subventionierungen nicht umsetzbar.

Der Vision, der die ISO/IEC 15118 zugrunde liegt, nmlich die Authentifizierung des Nutzers ber den La-destecker mittels eines im Fahrzeug befindlichen elektronischen Schlssels, welcher auch eine automati-sche Abrechnung des Ladevorgangs ermglicht, sollte auch bei anderen technischen Lsungen gefolgt werden. D.h. die Nutzung eines ffentlichen Ladepunktes sollte sich fr den Fahrer eines Elektrofahrzeugs vergleichbar oder einfacher gestalten als der Tankvorgang eines konventionellen Fahrzeugs. Dafr ms-sen die unterschiedlichen Zugangssysteme sehr schnell vereinfacht und standardisiert werden, dies kann u. U. die kostenintensive Ausstattung von Ladepunkten mit mehreren Zugangssystemen zur Folge haben. Im Fokus sollte aber immer und konsequent der schnelle Abbau von Nutzungsbarrieren stehen. Im Rah-men einer freiwilligen Selbstvereinbarung sollten verpflichtende Termine gesetzt werden, bei deren Nichteinhaltung der Gesetzgeber ttig werden sollte.

4.2 Komplexitt senken Informationsdefizite beheben

Elektrofahrzeuge werden privat oder gewerblich gekauft oder genutzt. In der gegenwrtigen Markthoch-laufphase setzen sich die Kufer dieser Fahrzeuge Risiken aus, zu denen neben der unbekannten Restwer-tentwicklung auch zu erwartete Technologiesprnge zhlen, die bereits in naher Zukunft zu greren


Reichweiten und niedrigeren Anschaffungskosten fhren knnten. Zusammen mit der originren Kauf- oder Investitionsentscheidung sind aber weitere Entscheidungen zu treffen, die fr viele neuartig, auf-wendig oder ungewohnt sind. Im Vergleich zur Beschaffung von Verbrennerfahrzeugen bedeutet dies ei-ne wesentlich hhere Kaufschwelle.

Der Privatkufer eines Elektrofahrzeugs entscheidet sich mit dem Kauf zumeist auch fr eine bestimmte Batteriegre (Reichweite) und einen bestimmten Steckertyp fr die Schnellladefhigkeit. Will er zuhause laden, muss er einen elektrisch sicheren Ladepunkt errichten lassen und mit seinem Stromanbieter ber gnstige Ladetarife verhandeln. Will er zustzlich unterwegs die ffentliche Ladeinfrastruktur nutzen, muss er sich auf mindestens eins von mehr als zwei Dutzend Zugangssystemen und einen Stromanbieter festlegen. Beim Laden am Arbeitsplatz ist mit dem Arbeitgeber eine Regelung ber den gewhrten geld-werten Vorteil zu treffen.

In den Unternehmen und Behrden stehen die Einkufer zustzlich vor weiteren Fragen. Welche Anforde-rungen soll die Ladeinfrastruktur auf dem eigenen Betriebsgelnde erfllen? Wer baut diese mit welchen Ladesulen als zukunftssichere Investition auf? Wird der Ladesulenbetreiber bei der Abgabe von Strom an Besucher zum Stromhndler, mit den damit verbundenen organisatorischen und steuerrechtlichen Aufwnden? Wie rechnet ein Arbeitnehmer den heimischen Ladevorgang mit seinem Dienstfahrzeug kor-rekt ab?

Die beschriebene Komplexitt sollte auf der Ebene der Nationalen Plattform Elektromobilitt (NPE) in ei-nem konsensualen und mit Fristen versehenen Prozess abgebaut werden durch:

aus der Nutzersicht standardisierte, einfache Zugnge zur ffentlichen Ladeinfrastruktur (Stecker, Authentifizierung und Abrechnung) beispielsweise ber die Ladeverbindung,

bundesweit einheitliche Regelungen zur steuerlichen Behandlung von Laden und der identisch ausgelegten Definition von Stromhandel sowie

der Schaffung von transparenten Angeboten zum Aufbau von privaten oder gewerblich genutzten Ladepunkten.

In der bergangszeit knnte ein webbasierter Leitfaden fr (potenzielle) Nutzer von Elektrofahrzeugen helfen, Informationsdefizite zu beheben. Darin knnte ein Rechner fr die Lebenszykluskosten eingebun-den sein, mit dem der Anwender Verbrennerfahrzeuge und Elektrofahrzeuge objektiv vergleichen kann.

4.3 Beschaffungskooperationen bilden Elektroflotten gemeinsam nutzen

Zum 1. Januar 2015 verzeichnete das Kraftfahrtbundesamt bei insgesamt 44,4 Mio. zugelassenen Perso-nenkraftwagen eine Zahl von 107.754 Hybridfahrzeugen (+25,9 % im Vgl. zum Vorjahr) und 18.948 Elekt-rofahrzeugen (+55,9 % im Vgl. zum Vorjahr): Der Markthochlauf findet also statt. Der Verband der Automobilindustrie (VDA) sieht in Deutschland fr Elektrofahrzeuge und Plug-in-Hybridfahrzeuge einen jungen, noch kleinen Markt mit einer hohen Marktdynamik. In keinem anderen Land steht den Kunden dabei eine solche segmentbergreifende Fahrzeugvielfalt zur Auswahl. Bis Ende 2014 brachten die deut-schen Hersteller 17 Serienmodelle auf den Markt. Im Jahr 2015 werden zwlf weitere Modelle folgen. Das


im Jahr 2009 formulierte Ziel der Bundesregierung von einer Million Elektrofahrzeugen im Jahr 2020 wird allenfalls um wenige Jahre verzgert erreicht werden. Auch die ffentliche Hand kann dazu beitragen, dieses Ziel mglichst schnell zu erreichen.

Nach Schtzung von Experten sind in Deutschland gegenwrtig etwa drei Millionen Fahrzeuge in ffentli-chen Flotten und Fuhrparks unterwegs. Das ffentliche Auftragswesen ist verpflichtet, beim Kauf von Fahrzeugen nach dem Gebot der Wirtschaftlichkeit zu handeln. Dieses Gebot schliet die Einbeziehung innovativer Kriterien jedoch explizit ein. Unter Bercksichtigung des mittel- bis langfristigen Nutzwerts und der gesamten Lebenszykluskosten knnen mit dem Einkauf von Elektrofahrzeugen wirtschaftliche Vorteile verbunden sein. Grund sind die lngerfristig niedrigeren Betriebskosten, die Vorteile in der Total Cost of Ownership-Betrachtung bringen. Auch der vermiedene Schadstoffaussto muss in die Bewertung aufgenommen werden. ffentliche Auftraggeber knnen die Nachfrage verschiedener (zentraler) Be-schaffungsstellen in Beschaffungskooperationen und -initiativen bndeln, um dadurch Kosten zu sparen und ihre Verhandlungsposition aufgrund grerer Abnahmemengen zu strken. Der daraus erzielte nied-rigere Preis kann letztlich den Ausschlag zur Anschaffung innovativer Elektrofahrzeuge geben. Die ffent-liche Hand wrde hiermit positive Signale senden und Elektromobilitt fr viele erstmals erfahrbar machen.

Die Wirtschaftlichkeit von Elektrofahrzeugen resultiert auch aus ihrer tatschlichen Auslastung. Dazu kann die behrdenbergreifende, gemeinsame Nutzung von Elektrofahrzeugen wichtige Beitrge liefern. In einem Frderprojekt wurde eine Software fr die organisationsbergreifende, dynamische Einsatzpla-nung von Elektrofahrzeugen in gemeinsam genutzten Flotten entwickelt. Dadurch kann ein mobiles und einfaches Zugangs- und Identittsmanagement, sowohl fr den Zugang zu den gemeinsam genutzten Fahrzeugen als auch zur Ladeinfrastruktur ber Apps erfolgen.

4.4 Elektrofahrzeuge in die Energieversorgung einbinden

Die Wirtschaftlichkeit von Elektrofahrzeugen ist stark von den Stromkosten abhngig. Die Erschlieung von Stromkostensenkungspotentialen ermglicht somit eine schnellere Wirtschaftlichkeit, d.h. bei mode-rateren Jahresfahrleistungen. Eine intelligente Anbindung von Elektrofahrzeugen an das Stromnetz wrde eine Reduzierung der Anschlusskosten und des Netzausbaues ermglichen, gleichzeitig knnten Ladevor-gnge auf Zeiten gnstigerer Stromerzeugungskosten verlegt werden oder gar eine Teilnahme am Re-gelenergiemarkt ermglicht werden.

Durch eine Strompreisflexibilisierung ber variable Fahrstromtarife knnten diese Kostenvorteile an den Endkunden weitergegeben werden und somit einen Anreiz fr die intelligente Netzintegration von Elekt-rofahrzeugen darstellen. Variable Stromtarife nach 40(5) EnWG bedingen jedoch erweiterte Gestal-tungsspielrume durch flexible Preisbestandteile. Erste erfolgreiche Anstze ber die Integration von Elektrofahrzeugen als unterbrechbare Verbrauchseinrichtung nach 14a weisen in die richtige Rich-tung.

Es bedarf jedoch der Schaffung weiterer Anreizinstrumente fr ein netzdienliches Verbraucherverhalten. Dies knnte durch eine netzdienliche Flexibilisierung von Strompreiskomponenten erreicht werden. Da-her sollten folgende Handlungsoptionen geprft werden:


Einfhrung leistungsabhngiger Netzentgelte im Niederspannungsnetz

Reduzierung zustzlicher Preiskomponenten wie EEG-Umlage, Stromsteuer, etc. fr Fahrstrom-tarife

Konkretisierung des Rechtsrahmens fr unterbrechbare Verbrauchseinrichtungen nach 14a EnWG

Erweiterung des Rechtrahmens im Sinne steuerbarer Verbrauchseinrichtungen

Im Rahmen des Technologieprogramms wurde die Netz- und tarifgesteuerte Ladung von Elektrofahrzeu-gen untersucht und der verfgbare Rechtsrahmen fr unterbrechbare Verbrauchseinrichtungen nach 14a EnWG ausgeschpft.

4.5 Die IKT der Mobilitt 2025 entwickeln

Die Vernetzung von Fahrzeugen untereinander, aber auch mit der Verkehrsinfrastruktur sowie verschie-denartiger Clouds schreitet immer weiter voran. Das Fahrzeug wird immer strker in ein System der Mo-bilitt eingebettet, es interagiert mit seiner Umgebung. Der aktuelle Stand und die erwartete Entwicklung beim Zusammenwirken von Fahrzeug (inkl. Umfelderfassung), Verkehrsinfrastruktur und Kommunikation sowie die daraus entstehenden Dienstleistungen sollten regelmig neutral untersucht werden. Ziel ist die Schaffung geeigneter Rahmenbedingungen und Infrastrukturen, die eine fhrende deutsche Position ermglichen:

Smart Traffic: Es gilt die Verkehrsflsse der Zukunft zu optimieren, eine reine individuelle Routen-planung reicht nicht aus. bergeordnete Prognosen zur Verkehrsnetzkapazitt sind zu erstellen. Verkehrsleitzentralen mssen vernetzt werden, um die Fahrzeuge mit bergeordneten Routenvor-schlgen zu organisieren.

Infotainment: Im Fahrzeug der Zukunft wird Infotainment eine sehr groe Rolle spielen. Der Fahre-rin bzw. dem Fahrer werden laufend aktuelle Nachrichten und Informationen zur Verkehrssituati-on bereitgestellt. Weiterhin halten Video on Demand, Social Media und das Internet fr die Beifahrer Einzug ins Fahrzeug. Diese unterschiedlichen Datenstrme mssen priorisiert und sicher bertragen werden.

Autonomes Fahren: Das autonome Fahrzeug muss seine Umwelt genauestens erkennen und nutzt hierfr eine Vielzahl an Sensoren. Hohe Datenstrme mssen ausgewertet werden (im Fahr-zeug und in einer Cloud), um Objekte identifizieren zu knnen.

Internet der Dinge und Dienste: Das Auto wird Teil des Internet of Things". Es erhlt eine Anbin-dung an soziale Netzwerke, Reiseinformationssysteme, Carsharing-Dienste und Plattformen oder auch die Mglichkeit Stromladestationen und Parkpltze zu reservieren und zu blockieren.

Mindestens fr die vier genannten Anwendungsflle mssen sowohl die Informations- und Kommunikati-onstechnologien, als auch die organisatorischen und politischen Rahmenbedingungen auf den Prfstand gestellt werden. Es gilt, ein neues Feld der IKT fr Mobilitt 2025 zu gestalten.


4.6 Offene Datenschnittstellen definieren

Die IKT heutiger Fahrzeuge basieren auf der evolutionren Entwicklung von mikrocontrollerbasierten Steuergerten und Bussystemen, sowohl bei klassischen Verbrenner- als auch bei Elektrofahrzeugen. Die Kommunikation im Fahrzeug erfolgt ber Bussysteme, die auf standardisierten und genormten Technolo-gien wie CAN, LIN, FlexRay, MOST oder Ethernet basieren. Dateninhalte, die ber die standardisierten und genormten Bussysteme bertragen werden, sind jedoch proprietr, so dass i. d. R. ohne Informationen des Herstellers keine Informationen aus einem Fahrzeug in Klartext mitgelesen werden knnen. Um die Kommunikation zu verstehen, die im Fahrzeug stattfindet, wird die herstellerspezifische Kennmatrix des Bussystems bentigt.

Dem Gesetzgeber ist es mit Blick auf die gesellschaftliche Relevanz des Umweltschutzes gelungen, diese Abschottung der Fahrzeugdaten fr eine Anwendung aufzuheben und ber die sog. On-Board-Diagnosis-Schnittstelle (kurz OBD) eine genormte Kommunikationsschnittstelle zwischen Fahrzeug und extern zu re-alisieren. ber diese Schnittstelle, die weltweit fr alle Verbrennerfahrzeuge Pflicht ist, werden Informa-tionen ber den Zustand des Motors (Drehzahl, Last, Kraftstoffverbrauch, Abgase, u.v.m.) aber auch Fahrdaten bereitgestellt.

Aktuell existiert weder in den kommerziell erhltlichen noch in den in Frderprojekten entstehenden Elektrofahrzeugen eine frei verfgbare Schnittstelle, die Daten ber die aktuelle Fahrzeugsituation zur all-gemeinen Verfgung stellt und Prognoseinformationen aus externen Systemen entgegennehmen kann.3

Insbesondere im gewerblichen Einsatz ist das Wissen ber den aktuellen IST-Zustand eines Fahrzeugs (in-klusive Ladezustand und Leistungsparameter des elektrischen Antriebs), die angeschlossenen und betrie-benen Arbeitsgerte und die transportierte Fracht jedoch von groer wirtschaftlicher Bedeutung in Bezug auf die Planung, Optimierung und Kontrolle der Fahrten. Als Beispiel aus dem konventionellen Fahrzeug-bereich seien der FMS-Standard4 und die entsprechende standardisierte Schnittstelle in allen schweren Nutzfahrzeugen genannt.

Der Zugang zu Daten elektrisch betriebener Fahrzeuge ist also nicht mglich und stellt ein erhebliches In-novationshemmnis dar. Dies gilt sowohl fr Pkw, als auch fr Nutzfahrzeuge und Busse. Es wird daher dringend empfohlen, mit allen beteiligten Industriepartnern die Rahmenbedingungen fr einen solchen Standard zu diskutieren und umzusetzen.

3 Im Rahmen der Schaufenster Elektromobilitt und der Modellregionen wird aktuell ber die Nutzung des NOW Mi-

nimaldatensatzes zur zentralen Auswertung durch ein Projekt zum zentralen Datenmonitoring (ZDM) diskutiert. Diese Datenfreigabe ist aber auf die zentrale Auswertung der ffentlich gefrderten Projekte beschrnkt.

4 Die Flotten-Management-Schnittstelle (FMS; engl. fleet management system) ist eine standardisierte Schnittstelle zu Fahrzeugdaten von schweren Nutzfahrzeugen


4.7 Der Kostensituation begegnen

Elektrische Fahrzeuge sind in der Anschaffung teurer als entsprechende Fahrzeuge mit konventionellen Antrieben, weisen aber oft geringere Unterhaltskosten auf. Der Kostennachteil von elektrischen im Ver-gleich zu konventionellen Fahrzeugen wird daher mit zunehmender Fahrleistung kleiner. Die fr das Errei-chen der Wirtschaftlichkeitsschwelle ntige Jahresfahrleistung wird heutzutage jedoch nur in Ausnahmefllen erreicht (Hacker et al. 2015). Der in den letzten Monaten stark gefallene und bislang an-haltend niedrige lpreis verschrft momentan die wirtschaftlichen Nachteile von Elektrofahrzeugen im Vergleich zu herkmmlichen verbrennungsmotorischen Fahrzeugen zustzlich.

Um die Wirtschaftlichkeit von Elektrofahrzeugen bereits kurzfristig zu erhhen, werden unterschiedliche Manahmen diskutiert. So empfiehlt beispielsweise die Nationale Plattform Elektromobilitt im vierten Fortschrittsbericht die Einfhrung einer Sonder-AfA fr Elektrofahrzeuge als zentrale Marktanreizma-nahme (NPE 2014). Diese wrde gewerblichen Fahrzeughaltern erlauben, 50 % der Investitionskosten zu-stzlich zum regulren Abschreibungsvolumen bereits im Jahr der Anschaffung steuerlich geltend zu machen. Eine Sonder-AfA bietet durch die vorgezogene Abschreibung einen Liquiditts- und Zinsvorteil. Anders als bisher diskutiert, sind dies die einzigen steuerlichen Vorteile einer Sonder-AfA. In der bisheri-gen Darstellung wurde nicht bercksichtigt, dass bei einem Wiederverkauf des Fahrzeugs vor einer voll-stndigen Abschreibung (im Regelfall nach 6 Jahren) die Differenz zwischen Verkaufserls und Restbuchwert versteuert werden muss. Da bei einer Sonder-AfA der Restbuchwert schneller sinkt, muss beim Wiederverkauf ein hherer Erls versteuert werden.

Die Einfhrung einer Sonder-AfA bringt somit zwar steuerliche Vorteile fr Elektrofahrzeuge, die aller-dings kleiner ausfallen als bislang angenommen und nur in geringem Mae den Gesamtkostennachteil von Elektrofahrzeugen reduzieren. Daher sind zustzliche Anreize, wie beispielsweise attraktive Fahr-stromtarife (siehe 4.4 Elektrofahrzeuge in die Energieversorgung einbinden) ntig, um sich der Wirt-schaftlichkeitsschwelle von Elektromobilitt weiter anzunhern.

4.8 Fahrzeugangebot an elektrischen Transportern erweitern

Wie die Ergebnisse der Studie des ko-Institutes e. V. zeigen, kann der Einsatz von elektrischen Fahrzeug-varianten bei leichten Nutzfahrzeugen unter realistischen Rahmenbedingungen wirtschaftlich sein (Ha-cker et al. 2015). Auch im ersten Zwischenbericht der Nationalen Plattform Elektromobilitt (NPE 2010) wurden leichte Nutzfahrzeuge als einer von drei elektrischen Fahrzeugtypen genannt, die zur Erreichung des Ziels von einer Millionen Elektrofahrzeuge bis 2020 erforderlich sind.

Bisher sind jedoch kaum elektrische Serienfahrzeuge verfgbar. Insbesondere bei leichten Transportern der Sprinter-Klasse, welche z. B. fr Paketzusteller interessant sind, gibt es aktuell kein entsprechendes Elektrofahrzeug deutscher Volumenhersteller. Es stellt sich die Frage, wie die Hersteller einer Vielzahl von Nutzungsmglichkeiten verschiedener Anwender mit einer mglichst absatzsicheren groe Fahr-zeugcharge begegnen und in der Entwicklung und Produktion schneller voranschreiten knnen. Die Her-ausforderung auf der Herstellerseite sind die finanziellen Risiken, die mit der Konzeption und Produktion neuer Fahrzeuge einhergehen, sei es durch hohe Entwicklungskosten oder durch Investitionen in neue Fertigungslinien.


Um diese Herausforderung zu lsen, knnte ein runder Tisch von groen deutschen Flottenbetreibern und Herstellern einberufen werden. Sein Ziel wre es, eine Wunschkonfiguration fr ein leichtes elektri-sches Nutzfahrzeug zu erarbeiten und ein gemeinsames Interesse, samt der damit verbundenen Stckzah-len zu bekunden.

4.9 Standards fr Busse setzen Kosten senken

Ein wichtiges Ergebnis der Studie (Hacker et al. 2015) ist auf den ersten Blick ernchternd: Fr elektrische Stadtbusse ist das wirtschaftliche Potenzial unter den im mittleren Szenario getroffenen Annahmen bis 2020 vernachlssigbar gering. Im pessimistischen Szenario besteht berhaupt kein konomisches Poten-zial in diesem Zeitraum. Im optimistischen Szenario knnten jedoch bis zum Jahr 2020 etwa 40 Prozent des Gesamtbestandes an Stadtbussen wirtschaftlich mit Elektrobussen betrieben werden. Dieses Potenzi-al setzt jedoch niedrige Kosten fr die Ladeinfrastruktur voraus, die der Bus im Linienbetrieb nutzt.

Fr Anwendungen im stdtischen Umfeld besitzen Elektrobusse jedoch eine Reihe von Vorteilen, wie zum Beispiel weitgehende Lrm- und Schadstoffemissionsfreiheit. Gerade im Bereich von hochfrequentierten Haltestellen stellt ein geruscharmer Betrieb der Busse fr Anwohner und Wartende einen hohen Mehr-wert dar. Diese Vorteile sollten monetr bewertet und bei der Beschaffung bercksichtigt werden. Die hheren Kosten der Beschaffung knnten ber kostenpflichtige Zufahrtsregelungen fr konventionelle Busse in Innenstdte ausgeglichen werden. Angesichts der hohen spezifischen Batteriekosten bietet die Option kleinerer Batterien, die hufiger nachgeladen werden mssen, wirtschaftliche Betriebsvorteile ge-genber der Variante einer groen Batterie, die ausschlielich nachts geladen wird.

Weiterhin gilt es, die Gesamtkosten der Nutzung (TCO) ber folgende Manahmen zu reduzieren:

Einigung auf standardisierte Second-Life-Konzepte zur konsequenten Erschlieung des Batterie-restwertes.

Organisation einer berregionalen Kooperation von Verkehrsbetrieben zur Identifikation geeigne-ter Strecken fr Elektrobusse. ber eine hohe Anzahl von Bussen und Strecken knnen Anschaf-fungspreise, Installationskosten fr die Ladeinfrastruktur und laufende Kosten gesenkt werden.

Einigung auf technische Standards zur Ladeschnittstelle. Ein Gebrauchtmarkt fr Elektrobusse wird nur dann mglich, wenn eine standardisierte Ladeschnittstelle vorhanden ist.

Die Klimatisierung des Innenraums (Heizung und Khlung) der Elektrobusse sollte effizienter wer-den. Zudem sollten Nebenaggregate und Leistungselektronik effizient und langlebig/robust wer-den. Hier sollte in Forschung und Entwicklung investiert werden.

4.10 Die Elektrifizierung in Nischenbereichen vorantreiben

Die innerhalb der Studie durchgefhrten Rechnungen und recherchierten Informationen zu einer Elektri-fizierung des Flughafenvorfeldes weisen darauf hin, dass sich in diesem Bereich auch heute schon wirt-schaftliche Vorteile ergeben. Im Rahmen der Technologieprogramms IKT fr Elektromobilitt II wird in einem hnlichen Anwendungsfeld die Vollelektrifizierung von autonomen Schwerlasttransportern fr


Container in einem Hafen untersucht. Oftmals mssen derartige Spezialfahrzeuge ein hohes Eigengewicht besitzen, so dass ein hohes Batteriegewicht sogar von Vorteil ist.

Trotz mglicher Kostenvorteile und weiterer Vorteile in der Nutzung (wie beispielsweise emissionsfreier Betrieb, hohes Drehmoment des Motors und geringe Wartungsintensitt) spielen reine Elektrofahrzeuge in diesen Anwendungsfeldern bisher noch eine untergeordnete Rolle. Um die bereits bestehende hohe Elektrifizierungsquote in der Intralogistik bei Flurfrderfahrzeugen auf weitere Einsatzgebiete (z. B. Hfen, Flughfen, Containerumschlagspltze an Bahnhfen ...) auszudehnen sollten folgende Punkt bercksich-tigt werden.

Die Ergebnisse von entsprechenden Pilotvorhaben sollten transparent gemacht, und die Wirt-schaftlichkeit dieser Anwendungen sollte diskutiert werden.

Bis das ntige Vertrauen geschaffen ist, sollte der ergnzende Einsatz dieser neuen Technologie (z. B. zu Spitzenzeiten) empfohlen werden.

In Zusammenspiel der elektrischen (Spezial-)Fahrzeuge mit dem Energiesystem des Betreibers und ggf. vorhandener lokaler Stromerzeuger ergibt sich in solch abgeschlossenen Systemen ein beson-ders hohes Potenzial fr Lastmanagement (Demand Side Management). So knnen sich Einspa-rungspotentiale bei Anschluss- und Energiekosten ergeben.

In der Intralogistik liegen auch besonders gnstige Bedingungen fr Batteriewechselsysteme vor. Hier gilt es ber modulare Batteriesysteme und neue Standards marktfhige Angebote bereitzustellen.

25 Positionspapier IKT fr Elektromobilitt 5 | Ausblick

5 Ausblick Nicht nur die Elektromobilitt allein bewegt derzeit viele Akteure in Wirtschaft, Wissenschaft, Politik und Gesellschaft auch ihr erfolgskritischer Zusammenhang mit Informations- und Kommunikationstechnolo-gien wird immer besser begriffen und in zahlreichen Forschungs- und Entwicklungsprojekten auf nationa-ler und internationaler Ebene adressiert.

Auch wegen der starken Einbeziehung der IKT finden sich in Deutschland sehr gute Voraussetzungen da-fr, in absehbarer Zeit tatschlich zum weltweiten Leitmarkt und Leitanbieter fr Elektromobilitt zu werden. Allerdings haben sich die entsprechenden Forschungsaktivitten in Deutschland im Lauf der ver-gangenen Jahre so vielfltig entwickelt und breit aufgefchert, dass ein berblick ber bereits gewonne-ne Erkenntnisse nicht einfach zu gewinnen ist, wenngleich die Nationale Plattform Elektromobilitt weltweit ihresgleichen sucht.

Es ist unbestritten, dass die Elektrifizierung des Antriebsstrangs von Fahrzeugen zu tiefgreifenden Vern-derungen in der gesamten automobilen Wertschpfungskette fhren wird. Das Fahrzeug wird immer mehr in ein System der Mobilitt integriert, in dem der Wandel nicht nur die Fahrzeug- und Zulieferin-dustrie selbst betrifft, sondern auch weitreichende Auswirkungen auf andere Industriebranchen wie die Energiewirtschaft oder die IKT-Branche hat.

Insbesondere gewerblich genutzte Fahrzeuge bieten fr die Elektromobilitt ein groes, bisher noch we-nig genutztes Potenzial. Verschiedene Nutzfahrzeugtypen sind nicht nur unter Umweltgesichtspunkten, sondern auch in wirtschaftlicher Hinsicht perspektivisch vorteilhaft. Ihre Fahrstrecken sind meist planbar und sie kehren immer wieder an ihren Ausgangspunkt zurck, so dass sie nicht auf eine ffentliche Lad-einfrastruktur angewiesen sind und relativ einfach als Pufferspeicher in das Stromnetz eingebunden wer-den knnen. So fallen die im Vergleich zu konventionellen Fahrzeugen geringeren Betriebskosten strker ins Gewicht, was dazu beitrgt, die hheren Anschaffungskosten elektrisch angetriebener Fahrzeuge aus-zugleichen. Das krzlich vom Bundesministerium fr Wirtschaft und Energie ausgeschriebene Technolo-gieprogramm IKT fr Elektromobilitt III setzt genau an dieser Stelle an. Es zielt auf die Einbindung von gewerblichen Elektrofahrzeugen in Logistik-, Energie- und Mobilitts-Infrastrukturen.

Nach dem ersten groen Hype und der darauffolgenden Anpassung der Erwartungen gegenber der Elektromobilitt nimmt deren Umsetzung in Deutschland Fahrt auf. Die Mglichkeiten einer konvergen-ten IKT untersttzen diese dabei mageblich. Als Impulsgeber und Integratoren beschleunigen sie die Fahrt in eine elektromobile Zukunft mit Sicherheit.

26 Positionspapier IKT fr Elektromobilitt Literaturverzeichnis

Literaturverzeichnis (Hacker et al. 2015): Hacker, F.; von Waldenfels, R; Mottschall, M. Wirtschaftlichkeit von Elektromobilitt in gewerblichen Anwendungen. ko-Institut e. V., 2015.

(NPE 2010): Nationale Plattform Elektromobilitt (NPE). Zwischenbericht der Nationalen Plattform Elekt-romobilitt, Berlin, 2010.

(NPE 2011): Nationale Plattform Elektromobilitt (NPE). Zweiter Bericht der Nationalen Plattform Elekt-romobilitt, Berlin, 2011.

(NPE 2014): Nationale Plattform Elektromobilitt (NPE). Fortschrittsbericht 2014 Bilanz der Marktvorbe-reitung, Berlin, 2014.

(Schlesinger et al. 2014): Schlesinger, M.; Hofer, P.; Kemmler, A.; Kirchner, A.; Koziel, S.; Ley, A.; Pigsa, A.; Seefeldt, F.; Straburg, S.; Weinert, K.; Lindenberger, D.; Knaut, A.; Malischek, R.; Nick, S.; Panke, T.; Pau-lus, S.; Tode, C.; Wagner, J.; Lutz, C.; Lehr, U. & Ulrich, P. Entwicklung der Energiemrkte Energierefe-renzprognose. Endbericht. Basel, Kln, Osnabrck: Prognos AG; Energiewirtschaftliches Institut an der Universitt zu Kln (EWI); Gesellschaft fr Wirtschaftliche Strukturforschung mbH (GWS), 2014

A Positionspapier IKT fr Elektromobilitt Anhang

Anhang Projektbersicht IKT fr Elektromobilitt II

Adaptive City Mobility Vision einer neuen Mobilitt in Grostdten

Flexibles Leichtfahrzeug fr die Stadt Manuelles Batteriewechselsystem Selbstlernende IKT-Einbindung Skalierbares Geschftsmodell mit Stadtlizenzen

Konsortialpartner: VISPIRON CARSYNC GmbH (Konsortialfhrer), BMZ Batterie-Montage-Zentrum GmbH, Fraunhofer-Gesellschaft e. V., Heinzmann GmbH & Co. KG, Roding Automobile GmbH

BESIC Wirtschaftliche und umweltfreundliche Elektromobilitt im Containerterminal

Containertransport mit kostromspitzen Intelligente Betriebsweisen und Ladestrategien Batterieelektrische Schwerlastfahrzeuge (Nutzlast: 70 t) Vergleichender Test von Blei- und Li-Ionen-Batterien

Konsortialpartner: HHLA Container-Terminal Altenwerder GmbH (Konsortialfhrer), Carl von Ossietzky Universitt Oldenburg, Georg-August-Universitt Gttingen, Terex MHPS GmbH, TU Clausthal, Vattenfall Euro-pe Innovation GmbH

econnect Germany Stadtwerke machen Deutschland elektromobil

Integration in intelligente Stromnetze Roaming-Plattform e-clearing.net Intelligente Ladevorgnge und Flottenmanagement Elektrobusse fr den PNV Parkhaus der Zukunft Dynamische Tarifierung

Konsortialpartner: smartlab Innovationsgesellschaft mbH (Konsortialfhrer), ABB AG, Allguer berlandwerk GmbH, Energieversorgung Sylt GmbH, FH Kempten, HaCon Ingenieurgesellschaft mbH, Hochschule Trier, John Deere GmbH & Co. KG, Kellendonk Elektronik GmbH, MSR-Solutions GmbH, Phoenix Contact Electronics GmbH, PSI AG, RWTH Aachen, Schleupen AG, Siemens AG, Soloplan GmbH, STAWAG Stadtwerke Aachen AG, Stadtwerke Duisburg AG, Stadtwerke Leipzig GmbH, Stadtwerke Osnabrck AG, Stadtwerke Trier AR, Universitt Duisburg-Essen

B Positionspapier IKT fr Elektromobilitt Anhang

IRENE Integration regenerativer Energien und Elektromobilitt Elektrofahrzeuge knnen in vergleichbaren Netzen mit der in 2020 fr Deutschland erwarteten

bzw. gewnschten Dichte ohne weiteren Netzausbau betrieben werden. Aktive Verteilernetze mit Echtzeit-Messung und -Regelung knnen signifikant Netzausbaukosten

sparen und die Aufnahmefhigkeit fr erneuerbare Energien massiv erhhen. Fr eine wirksame und stabile Regelung eines intelligenten Verteilernetzes ist eine aufwndige

Smart Meter Infrastruktur nicht notwendig. Batteriespeichersysteme erffnen viele neue Mglichkeiten zur Netzbetriebsfhrung, stellen

aber heute keine wirtschaftlich sinnvolle Alternative fr die ausschlieliche Lsung von Spannungs- und Leistungsproblemen dar.

Standardisierte Lsungen knnen in vielen Fllen eingesetzt werden, erfllen aber derzeit nicht vollumfnglich die fr intelligente Netze notwendigen Anforderungen

Konsortialpartner: Allguer berlandwerk GmbH (Konsortialfhrer), Hochschule Kempten, RWTH Rheinisch-Westflische Technische Hochschule Aachen, Siemens AG

iZEUS Intelligente Verkehrsplanung und -lenkung mit Strom Verbindung von Verkehrs- und Energiesystemen Innovative Netzintegrationskonzepte mit bidirektionalen Ladegerten Flottenenergiemanagement Stationrer Li-Ionen-Batteriespeicher

Konsortialpartner: EnBW Energie Baden-Wrttemberg AG (Konsortialfhrer), Adam Opel AG, ads-tec GmbH, Daimler AG, Fraunhofer-Gesellschaft e. V., Karlsruher Institut fr Technologie (KIT), PTV Planung Transport Verkehr AG, SAP AG, TWT GmbH Science & Innovation

LokSMART Jetzt! Kraft-Wrme-Kopplung, regenerative Quellen und Elektromobilitt

Pufferung lokal erzeugter Energie in Batteriespeicher Bidirektionale Gleichstrom-Schnellladung mit dem Elektroauto Fokus auf gewerbliche Anwendungen Analyse und Prognose des Marktpotenzials

Konsortialpartner: Planungsbro Koenzen (Konsortialfhrer), Hochschule Osnabrck, SenerTec Center Sachsen e. K., Stadtwerke Hilden GmbH, Westschsische Hochschule Zwickau (FH)

C Positionspapier IKT fr Elektromobilitt Anhang

Mobility Broker Per App unterwegs: Mobilitt inter- und intraregional gestalten

Digitaler Marktplatz fr alle Mobilittsangebote einer Region Systemarchitektur fr Buchung und Abrechnung Standardisierte Schnittstellen Pilotversuch: Mobilpunkte an der RWTH Aachen University

Konsortialpartner: ASEAG Aachener Straenbahn und Energieversorgungs-AG (Konsortialfhrer), IVU Traffic Technolo-gies AG, regio iT gesellschaft fr informationstechnologie mbH, RWTH Aachen, Stadtwerke Osnab-rck AG

Open ECOSPhERE Elektrofahrzeuge als Verbraucher und Speicher erneuerbarer Energien

Energiemanagementlsungen zur Ladeplanung fr Fahrzeugpools Einsatzstrategien fr Systemdienstleistungen durch Elektrofahrzeuge Neue Services wie bargeldlosen Zahlen, Plug & Charge Umsetzung von 1-click-Anwendungen

Konsortialpartner: RWE Effizienz GmbH (Konsortialfhrer), Continental Automotive GmbH, Ewald Consulting GmbH & Co. KG, Power PLUS Communications AG, RWTH Aachen, SAP AG, TU Dortmund

O(SC)2ar Mehrwertdienste dank cloudbasierter Smartphone-Apps

Neue offene IKTEE-Architektur fr Elektrofahrzeuge Funktionserweiterung der Elektrofahrzeuge durch Apps Verbesserte Diagnosemglichkeiten und Vorabdiagnose Verbesserte Reichweitenprognose durch Cloud-Daten Integration der RACE Architecture in StreetScooter

Konsortialpartner: StreetScooter GmbH (Konsortialfhrer), DEE Drxlmaier Elektrik- und Elektroniksysteme GmbH, FEV GmbH, Forschungsinstitut fr Rationalisierung (FIR) e. V., Hans Hess Autoteile GmbH, QSC AG, regio iT gesellschaft fr informationstechnologie mbH, RWTH Aachen

D Positionspapier IKT fr Elektromobilitt Anhang

RACE Neue IKT-Architektur fr Elektrofahrzeuge Einheitliche, offene Basisplattform fr eine Komplexittsreduktion der IKT-Architektur Untersttzung neuer, komplexer Funktionen (z. B. autonomes Parken) Plug & Play- und Zulassungsfhigkeit Darstellung eines Migrationspfades Zusammenarbeit mit ACM und O(SC)2ar

Konsortialpartner: Siemens AG (Konsortialfhrer), AVL Software and Functions GmbH, fortiss GmbH, Fraunhofer-Gesellschaft e. V., Lucas Varity GmbH, RWTH Aachen, TU Mnchen, Universitt Stuttgart

SecMobil IT-Sicherheit fr Elektromobilitt

Technologien zur vertrauenswrdigen, kostengnstigen Stromerfassung Sichere Zusatzdienste durch Security-Basistechnologien im Fahrzeug Security-Basistechnologien fr die Infrastruktur und fr Dienste Support fr alle Projekte im Technologieprogramm

Konsortialpartner: ESCRYPT GmbH Embedded Security (Konsortialfhrer), Daimler AG, ELMOS Semiconductor AG (bis 2012), Ruhr-Universitt Bochum, smartlab Innovationsgesellschaft mbH, Westflische Hochschule Gelsenkirchen Bocholt Recklinghausen

SESAM Ein Traktor fr die Stromernte

Vision des energieautonomen landwirtschaftlichen Betriebs Aufbau und Erprobung eines voll(-batterie-)elektrischen Traktors Entwicklung und Netzanbindung des Batteriesystems Konzeptstudie fr einen kabelgefhrten Traktor

Konsortialpartner: John Deere GmbH & Co. KG (Konsortialfhrer), B.A.U.M. Consult GmbH, TU Kaiserslautern

E Positionspapier IKT fr Elektromobilitt Anhang

Shared E-Fleet Die grnen Dienstwagenflotten von morgen Cloud-basiertes Management unternehmensbergreifender Flotten Dynamische Einsatzplanung und Energiemanagement Intelligente Ladesteuerung und komfortables Buchen Integration in intelligente Verkehrssysteme Transparentes Trustcenter basiertes Berechtigungsmanagement

Konsortialpartner: Carano Software Solutions GmbH (Konsortialfhrer), baimos technologies gmbh, Fraunhofer-Gesellschaft e. V., Ludwig-Maximilians-Universitt Mnchen, Marquardt GmbH, MGH-Mnchner Gewerbehof- und Technologiezentrumsgesellschaft mbH, Siemens AG, STEP Stuttgarter Engineering Park GmbH, TWT GmbH Science & Innovation

SMART CITY LOGISTIK Erfurt Elektrofahrzeuge in der innerstdtischen Logistik IT-Systemplattform fr das intelligente Flottenmanagement mit serviceorientierter Architektur Konfigurierbare Schnittstellen in Bestandssysteme und die Einbindung externer Datenquellen

(Verkehr und Wetter) Fahrerassistenzsystem und automatisierte Frachtberwachung Geschftsmodelle fr verschiedene logistische Anwendungsszenarien Kooperation mit sMobility zu Routing und Verkehrsflussanalyse

Konsortialpartner: DAKO Systemtechnik und Service GmbH & Co. KG (Konsortialfhrer), BTF GmbH & Co. KG, ELOG Systembetrieb GmbH, EPSa Elektronik & Przisionsbau Saalfeld GmbH, FH Erfurt, Friedrich-Schiller-Universitt Jena, Navimatix GmbH, TVT Tabakwarenvertriebsgesellschaft Thringen mbH & Co. KG

sMobility Smart Nutzung vorhandener Strukturen

Cloudbasierte offene System- und Serviceplattform zur Vernetzung vorhandener Infrastrukturen Navigationslsung mit lokalen Verkehrslagedaten aus der Verkehrs-Infrastruktur taktile Strae Netzdienliches, gesteuertes Laden im huslichen Umfeld Kooperation mit SMART CITY LOGISTIK Erfurt zu Routing und Verkehrsflussprognose

Konsortialpartner: INNOMAN GmbH (Konsortialfhrer), ACX GmbH, Bauhaus-Universitt Weimar, envia Mitteldeutsche Energie AG, EPSa Elektronik & Przisionsbau Saalfeld GmbH, Fraunhofer-Gesellschaft e. V., HKW-Elektronik GmbH, IMMS GmbH, Landeshauptstadt Erfurt, TAF mobile GmbH

F Positionspapier IKT fr Elektromobilitt Anhang

sms&charge Zeitabhngiges Abrechnen von Ladevorgngen ber die Mobilfunkrechnung

Diskriminierungsfreier Zugang zur Ladesule ohne Registrierung Kostengnstige und transparente Abrechnung ber die Mobilfunkrechnung Individuelle Tarifierung und zeitbasierte Bezahlung Steuerung des Ladevorganges ber das Mobiltelefon

Konsortialpartner: Elektro-Bauelemente GmbH (Konsortial fhrer), Allguer berlandwerk GmbH, EWE AG, sunhill technologies GmbH, TU Dortmund

VEM Mit dem E-Taxi durch die Stadt Simulation des Verhaltens von Elektrofahrzeugen inkl. der notwendigen Infrastruktur Vergleich von Fahrzeugarchitekturen Evaluation vielfltiger Anwendungsszenarien Akzeptanzuntersuchung mit direktem Anwenderfeedback Routing und Verkehrsflussanalyse

Konsortialpartner: Stadtwerke Mnchen GmbH (Konsortialfhrer), Handwerkskammer fr Mnchen und Oberbayern, Taxi-Verband Mnchen e. V., TU Mnchen

TitelAutorenInhaltsverzeichnisAbbildungsverzeichnisTabellenverzeichnis1 Einfhrung2 Technologieprogramm IKT fr Elektromobilitt II2.1 Wichtige Ergebnisse des Programmes2.2 Projektbergreifend bearbeitete Schlsselthemen

3 Studie ber gewerblich genutzte Elektromobilitt4 Handlungsempfehlungen4.1 Kundenfreundliche ffentliche Ladeinfrastruktur gewhrleisten4.2 Komplexitt senken Informationsdefizite beheben4.3 Beschaffungskooperationen bilden Elektroflotten gemeinsam nutzen4.4 Elektrofahrzeuge in die Energieversorgung einbinden4.5 Die IKT der Mobilitt 2025 entwickeln4.6 Offene Datenschnittstellen definieren4.7 Der Kostensituation begegnen4.8 Fahrzeugangebot an elektrischen Transportern erweitern4.9 Standards fr Busse setzen Kosten senken4.10 Die Elektrifizierung in Nischenbereichen vorantreiben

5 AusblickLiteraturverzeichnisAnhangProjektbersicht IKT fr Elektromobilitt I

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