Rechenmodell DC vs. AC zur Versorgung in der Stadt

[Fluencemobil]

edevil +1

und das Ganze noch auf Tankstellen und P+R Parkplätze bei den Öffis ausdehnen

In der DC Rechnung fehlt der Stromanschluss der gerne mal 250.000€ kosten kann.
Und ob auch nachtes jede Stunde einer zum Laden kommt wage ich zu bezweifeln.

Wenn man die Zahlen (70kwh pro Ladevorgang + ca. 10Kwh Verbrauch pro Tag) nimmt, würde 1 AC 11kw Lader 24 Autos versorgen können, wenn auch nachts geladen wird. Das geht ja mit AC.
7 Tage x 24h / 7h Ladezeit= 24

Und da es ja um das jetzt und hier gehen sollte, kann man was in 10-20 JAhren ist, getrost den Firmen überlassen die immernoch forschen und ankündigen.

Wenn mich jetzt jemand fragt, ob er Parkplätze (mit Verweildauer >1h) mit einem DC für 40.000€ (+ Anschluß) oder mit 15 AC mit Lastmangament (+Anschluß) bauen soll, sage ich lieber AC. Geht sicher auch ohne Lastmangement da 15x11kw weniger als die 350kw für DC sind.
Also könnten mit 15AC, 360 Autos theoretisch versorgt werden. Wenn an der DC jede Stunde einer kommt und nachts keiner, sind es 112. (16hx 7tage die Woche)
Wenn allerdings 1 DC und 1 AC defekt ist, sieht die Rechnung 336 zu 0 aus.
Deshalb kann man im Moment mit AC mind. doppelt so viele Autos laden, wie mit DC, wenn man die Zeit hat.
Was für das Stromnetz (DC 16x70KWh tagsüber + nachts fast gar nichts) günstiger ist, kann man ja seperat diskutieren.

Das man an jeder Ausfallstrasse (jetzt 1) später 2-4 DC haben sollte, ist ja selbstverständlich. Es gibt ja Leute die 1-2 am Tag die 70Kwh nachladen müssen.

[eIsNext]

Einiges hier im Forum liest sich ein wenig so, wie die deutsche Automobilbranche tickt. Also eher konservativ und fast schon pessimistisch.

Zum Beispiel die Prognosen zu Batteriekapazitäten. Immer wieder mal steht eine Aussage wie "2020 werden wir Batterien mit X kWh in EVs haben". Und das wird dann scheinbar oft wiederstandslos mal so angenommen. Tatsache ist dagegen, dass aktuell Milliarden in die Erforschung von Batterietechnologien gesteckt werden und keiner weiss, was wann passiert mit welchen Auswirkungen. Als Beispiel seien enmal die neusten Meldungen zu John Goodenough genannt, die oberflächlich betrachtet sehr interessant klingen. Wie viel da dran ist, habe ich persönlich noch nicht recherchiert.
Mein Punkt ist: Ja, vielleicht haben wir 2020 tatsächlich durchschnittlich 50, 60 oder 100kWh Batterien in den EVs.
Vielleicht aber auch 200kWh oder sogar noch mehr.

Daraus ergibt sich, dass wir eventuell eine völlig andere Ladekultur haben werden als heute. Eine, die viel näher an der des heutigen Verbrenners ist. Frag einmal 10 Autofahrer, wie voll ihr Tank gerade ist und 8 werden sagen, da müssen sie erst einmal nachgucken ... Frag 10 Autofaherer eines EV, wie voll ihre Batterie gerade ist und sie werden recht genau Auskunft geben können.
Mit grossen Batterien wird es völlig normal sein, mit einer teilgeladenen Batterie herum zu fahren und bei Gelegenheit eben anzustöpseln, aber im Großen und Ganzen gar nicht viel darauf zu achten. So wie eben heute mit dem 60-Liter-Tank im Heck.

Nehmen wir ein Auto mit durchschnittlich 18kWh pro 100km, so hätte dieses bei einer 200kWh immerhin eine Reichweite von 1100km. Für den typischen Autofahrer würde das bedeuten, er muss sich im Monat nur 1-2 mal überhaupt um das Thema Aufladen aktiv kümmern.
Menschen wie ich müssten sogar nur einmal im viertel Jahr laden.

Wenn der Fahrer das dann aber macht - und hier gebe ich umrath recht - dann wird er das vorzugsweise an 350kW + x DC Ladern machen. (Die bereits in Entwicklung sind, siehe beispielsweise ABB und EVgo)

Denn es gibt einen Aspekt, der hier noch nie genannt wurde - die menschliche Bequemlichkeit.

Wenn ich die Wahl habe zwischen:
- jeden Tag bei nahezu jedem Abstellen des Autos (sofern ich nicht bald wieder wegfahre) zum Kofferraum zu gehen, Ladekabel rausholen, einstöpseln, an der Säule anmelden, etc. etc.
und:
- ein- oder zweimal im Monat gezielt zu einem Schnell-Lader zu fahren und innerhalb von 45 Minuten vollzuladen (Im Idealfall steht diese Säule an einem Ort, der die Möglichkeit gibt, diese 45 Minuten sinnvoll zu nutzen), dann wird sich meiner Meinung nach das Letztere durchsetzen. Von Regen und Kälte will ich dabei aktuell mal noch gar nicht sprrechen.

Nochmals: ich spreche hier vom ein- bis zweimaligen Aufladen pro Monat bei Batteriekapazitäten im Bereich von 1000km Reichweite und mehr.

In der heutigen Zeit mit den aktuellen Batteriegrößen mag es uns normal vorkommen, das ständige Kabel-Rausholen-und-einstöpseln-und-wieder-ausstöpseln-und-wieder-in-den-Kofferraum-packen. Ich sehe das aber als ein Modell, das in Zukunft aussterben wird. Und über das unsere Kinder eines Tages ungläubig den Kopf schütteln werden. Einfach weil es nervig und umständlich und zeitaufwändig ist.
Und in dieser ganzen Überlegung ist Induktivladung ja mal noch ganz aussen vor ...

umrath sieht meiner Meinung nach völlig zurecht DC in der Zukunft als die Technologie, die sich viel stärker durchsetzen wird, als hier scheinbar von Vielen angenommen wird.
Mich beschleicht auch das leise Gefühl, dass viele feurige Verfechter der AC Ladung eher zur ersten Generation der EV-Fahrer gehören. Der Mensch ist eben Gewohnheitstier und was gestern toll war kann und darf ja morgen nicht überholt sein.

Verläuft die Entwicklung der Batteriekapazitäten linear, so mögen viele Prognosen richtig sein, die im Raum stehen. Kommen aber echte Schübe, schneller und stärker als angenommen, so werden wir dadurch eine andere Ladekultur entstehen sehen, die nichts mehr mit dem heutigen Aufwand des ständigen Kofferraum-auf-Kofferraum-zu Spiel zu tun haben wird. (Das ja Tesla-Fahrer bereits heute längst nicht so intensiv betreiben müssen, wie der Rest der EV-Fahrer - und das bei gerade mal mageren 100kWh in der Batterie)

Klar ist DC-Technologie teuer. Aber wenn erst einmal 30-50% der Autos auf der Straße EVs sind, dann wird die pure Masse an Ladevorgängen diese Kosten auch wieder einspielen. Nicht innerhalb von 3-4 Monaten, aber über ein paar Jahre hinweg schon.

[umrath]

Natürlich ist meine Rechnung stark vereinfacht und an einem sehr speziellen Beispiel festgemacht, dass auch durchaus gute Chancen hat, nicht einzutreten.
Daher finde ich die Betrachtung von elsNext wirklich gut, denn es zeigt im Grunde, dass das genaue Szenario gar nicht so wichtig ist, denn das Verhalten der Menschen ist der relevante Punkt.

Ich sehe es ja schon an mir selbst. Ich rechne aktuell durch, wie ich die 22 kW-Säule vor meiner Haustür (50m) möglichst so nutze, dass ich selten oder nie umparken muss, also entweder mit reduzierter Ladeleistung die Zeit etwas dehne, um dann morgens direkt zum Büro zu starten oder abends einfach später anstöpseln, wenn die meisten anderen ohnehin verschwunden sind.

Lieschen Müller und Otto Normalverbraucher werden da vermutlich noch weit weniger Optimierungswillen zeigen und schlicht erwarten, dass das so funktioniert, wie sie es gern hätten. Im Zweifel eben so, wie sie die letzten 40 Jahre getankt haben.

Ich gehe davon aus, dass es erheblich einfacher ist, die Technologie an die Menschen anzupassen, als die Menschen dazu zu bringen, ihr Verhalten den technischen Gegebenheiten anzupassen.

Und das heißt am Ende: DC als Standardlademöglichkeit wird kommen, muss kommen - völlig egal ob 50 oder 350 kW, ob Kabel oder per Induktion, ob 40 kWh-Akku oder 200 ...

[HubertB]

Ein Großteil der Abwägungen funktioniert nur wenn der Preis gleich ist.
Der Mensch ist schon viel eher bereit mal anzustöpseln wenn es wenig oder gar nichts kostet.
Das sieht man heute schon

[umrath]

Jein.

Der Umstieg auf Elektromobilität wird nur stattfinden, wenn die Preise stimmen. Das sorgt automatisch dafür, dass zwischen DC und AC kein großer Unterschied sein kann. Außerdem gibt es (wie oben schon vorgerechnet) auch praktisch keinen Grund für eine größere Differenz. Ja, die Investitionskosten sind bei DC höher. Aber dafür ist auch der Umsatz deutlich erhöht. Überproportional.

[Sewi]

Die Rechnung klingt schon ziemlich plausibel. Dafür spricht, dass überall Tankstellen rumstehen, die bei einem E-Anteil von 10 oder 25% einem ziemlichen Verdrängungswettbewerb unterliegen werden. Damit existieren Flächen, Autoversorgende Unternehmer und - am wichtigsten - es entspricht der aktuellen Gewohnheit der Leute.
Allerdings könnte am Ende alles durch Induktionslader anders kommen. Oder die Busladetechnik kommt auch für Autos und in Zukunft laden wir beim Warten an der Ampel mal schnell auf oder das Auto parkt die letzten Zentimeter bis zur Wand automatisch und läd über Kontakte in der Stoßstange ohne Stecker.

Aktuell ist aber AC das Mittel der Wahl: Die Investitionskosten sind (erheblich) niedriger und derzeit sind Ladestationen noch Image- bzw. Standortfaktor. Das wird sich in Zukunft (vielleicht) ändern.

Die Rechnung mit fallenden Stückkosten muss allerdings auch für AC-Lader gelten: Wenn eine 2x 22kW-Wallbox mit Lastmanagement um die 100 Euro kostet (Masseninstallation, nicht einzeln bei Tchibo), sehe ich viel eher selbstverständlich eine an jedem Parkplatz hängen. Neue Laternen könnten gleich mit entsprechender Stromversorgung ausgestattet werden. Das E-Autos im Smart Grid eingebunden werden, ist ohnehin schon lange bekannt.

[eIsNext]

Es ist ja nicht einmal so, dass das "Kabel-selber-einstöpseln" quasi zwangsabgeschafft wird, weil es Sitzblkockaden und Hungerstreiks deswegen geben wird.
Es ist einfach so, dass diese Technologie so umständlich und aufwändig und nervig ist, dass der Erste, der hier mit einer besseren Lösung/Idee aufkommen wird, erstens über Nacht steinreich werden wird, zum Zweiten die Lade-Welt explosionsartig verändern wird.
Solche Ideen sind immer nur eine Frage der Zeit.

Ich wage die Prognose: Die Vorstellung, EVs aufzuladen indem man ständig selbst mit einem Kabel herumgefuchtelt hat wird in 10 Jahren so betrachtet, wie wir heute darüber denken, dass man in der Anfangszeit der Autos mit Verbrennermotor das Benzin im 5 Liter Glas in der Apotheke gekauft hat.

Straßenlaternen sind schon mal ein guter Ansatz, davon stehen eine Menge herum. Jetzt noch die Technologie dazu wie das Auto quasi automatisch (auf Knopfdruck) das Aufladen beginnt, sobald es neben der Laterne parkt und wir sind einen Schritt weiter.

[Casanunda]

Interessante Rechnung.
Die Annahmen zu den jeweiligen Kosten lasse ich gerade mal so stehen (sind ja, wie du selbst sagst, Annahmen. Da kann sich auf beiden Seiten noch viel tun).

Eins möchte ich aber doch anmerken:
Wir betrachten hier die Versorgung der ganzen Stadt als Einheit.
Du zeigst in deiner Rechnung, dass die Investitionskosten für die Versorgung einer Stadt wie Regensburg für AC und DC sehr ähnlich sind.

Dazu vergleichst du 90 x 5 = 445 DC Ladesäulen mit 7.000 AC Ladesäulen.
Investition DC: 445 x 50.000,-€ = 22.250.000,-€ (also 22,25Mio.)
Investition AC: 7.000 x 3.000,-€ = 21.000.000,-€ (21 Mio.)

Der Erlös ("Gewinn" ohne die laufenden Kosten) dabei ist nach Deiner Rechnung:
DC: 90 x 25.200,-€ = 2.268.000,-€ im Monat (gerechnet mit den 90 Stationen)
AC: 7.000 x 336,-€ = 2.352.000,-€ im Monat (gerechnet mit den 7.000 AC- Ladesäulen).

Auf die Versorgung der ganzen Stadt gesehen, halten sich also die reine AC- Lösung und die reine DC- Lösung die Waage.

Damit kann ich also auch nicht sagen, dass die Investition in DC sich eher auszahlt als die in AC.


In der Summe läuft es glaube ich darauf hinaus, dass es weiterhin für beide Varianten ein passendes Szenario und damit auch ein Geschäftsmodell gibt.
Am Ende wird es für jeden Nutzer eine Einzel- Entscheidung sein, wo und wie er am besten lädt.
Dabei spielt die Bequemlichkeit sicher eine große Rolle.
Dabei ist DC Ladung (mit den hohen Leistungen) natürlich da im Vorteil, wo ich nicht sowieso länger rumstehen muss mit dem Auto. "Auf Strecke" also immer DC.
Zu Hause oder bei längeren Pausen (ob Kino, Einkaufen oder wasauchimmer) geht genau so gut langsam mit AC.
Und da nicht ein einzelner Investor vor der Wahl steht, entweder 445 DC Säulen oder 7.000 AC- Säulen aufzustellen, wird sich die Infrastruktur sinnvollerweise entsprechend verteilen.
Und ich vermute, dass sich schneller 17 Investoren für je eine 3.000,-€ Ladesäule finden als einer für eine 50.000,-€ Säule - die Schwelle ist schon ziemlich hoch.

Elektroautos ganz ohne AC Lademöglichkeit halte ich jedenfalls (bei den überschaubaren Kosten für dann mal in Masse gebauten Ladern) für kein gute Idee.
Autos ohne DC- Lademöglichkeit allerdings auch nicht, bzw. die sind dann eben nicht langstreckentauglich.

[Blue shadow]

Warum sollte dc laden nicht teuerer sein...es stellt einen mehrwert da...zur besseren auslastung wird es tageszeitabhängige tarife geben.

In parkhäusern wird es in einfahrtnähe dc lader geben für kurzzeit...oder fahrstuhl lösungen wie bei vw bei der auslieferung

Smart grid ist aber nicht über eine 100€ tischbo wallbox möglich....der stecker wird alleine um 500€ gehandelt

[phonehoppy]

...
Daraus ergibt sich, dass wir eventuell eine völlig andere Ladekultur haben werden als heute...

In weiten Teilen sehe ich das auch so, und wenn man sich z.B. die Pressemitteilungen von Fastned durchliest, gehen die von genau solchen Voraussetzungen aus.

Allerdings glaube ich trotzdem, dass auch das "Langsamladen" noch eine Zukunft hat (aber vermutlich auch eher als DC), weil es dezentral und zeitversetzt stattfinden kann, also z.B. zu Hause, am Arbeitsplatz und beim Einkaufen, und zu Zeiten, wo die Energienetze schwach belastet sind oder Überschuss produzieren. Selbst erzeugte Energie via PV o.ä. kann auf diese Weise sinnvoll und ohne große Verteilungsinfrastruktur genutzt werden, was wesentlich günstiger ist, als wenn wir jetzt mit dem EV das gleiche Verhalten provozieren, wie wir es bei den Verbrennern hatten. Da gibt es dann Stoßzeiten, wo alle Ladestationen besetzt sein werden und das Stromnetz viel Energie liefern muss, und nachts oder Sonntags stehen die Ladestationen leer, obwohl da die Energie wesentlich billiger wäre. Ich denke, diesen Vorteil der Elektromobilität sollte man auch in Zukunft nicht aus den Augen verlieren. Man darf nicht vergessen, dass das Aufladen von Fahrzeugen eine Form von Energiespeicherung ist, und dass man diese sehr gut ins gesamte Energiemanagement einer Gesellschaft integrieren kann. Auch die Rückspeisung von Energie aus Fahrzeugakkus wird ja bereits erprobt, und solche Dinge wie PowerWall & Co. machen so etwas noch attraktiver. Damit lässt sich der Gesamt-Energieverbrauch drastisch reduzieren, und die Kapazitäten für die Stromerzeugung können kleiner dimensioniert werden.

Und der menschlichen Bequemlichkeit kommt es ja auch entgegen, wenn man nicht extra eine Schnellladestation anfahren muss, auch wenn es nur 1x im Monat ist, sondern wenn (möglichst automatisch/induktiv) immer da geladen wird, wo das Auto sowieso gerade steht.