Skip to main content

Energie und Autarkie für ländliche Räume

18.09.2018

Am 20. und 21. Juli 2018 fanden in Triesdorf am Fachzentrum für Energie und Landtechnik die ersten E-Mobilitätstage statt. Zwei Tage für zwei Interessengruppen – einmal für die Verantwortlichen in den Kommunen und einmal für interessierte Privatleute. Die Themenkomplexe E-Fahrzeuge, Argumente und Test-Ergebnisse verschiedener Herstellern befinden sich in breiter Diskussion. In Triesdorf hatten Interessierte die Chance, sich unabhängig zu informieren und eigene E-Erlebnisse zu machen. Vorträge von Vertretern der N-ERGIE (Energieversorger mit Hauptsitz Nürnberg) und des Fachzentrums für Energie und Landtechnik brachten geballte Information und Hintergründe. Die Botschaft ist eindeutig: Lässt man sich darauf ein, ist E-fahren ein Gewinn. Die technischen Möglichkeiten haben sich in den letzten Jahren enorm verbessert. Die Reichweiten der E-Fahrzeuge konnten deutlich gesteigert werden. Die Reichweiten und ein flächendeckendes Netzwerk von Ladestationen schaffen die Voraussetzungen für E-Mobilität. Die Bedingungen sind heute so gut, dass Jeder umsteigen kann. Die Hürde ist, 100 Jahre Erfahrung und Erleben der Automobilität mit Verbrennungsmotoren zu überwinden und neue Denkmuster zu gestalten. Man bedenke, die erste mobile Fahrt, die Berta Benz von Mannheim nach Pforzheim brachte, bewältigte damals stolze 106 km. Seitdem ist viel geschehen.

Wichtig ist der erste Schritt: Mann oder Frau setzt sich bewusst mit eigenen Fortbewegungsmustern auseinander. Wann und für welche Strecken will ich mobil sein und welche Ansätze bieten sich dafür? Schnell wird klarer, welches E-Mobil zu mir und meiner Familie passt. So steigen viele Menschen in das Thema ein. Chancen persönliche Erfahrungen mit E-Autos zu sammeln gibt es viele. So hatten Interessierte am E-Mobilitätstag in Triesdorf die Chance verschiedene Modelle auszuprobieren. Andere Angebote gibt es von Händlern. Die Empfehlung ist, E-Autos über mehrere Tage Probe zu fahren. Erfahrene E-Mobilisten berichteten von alten und neuen Denkmustern. Ein Erkenntnisgewinn sei, man überprüfe seine Fahrten, lerne diese zu optimieren und würde dabei automatisch sein Leben entschleunigen. Attraktiv sind E-Fahrzeuge für Pendler im ländlichen Raum und für Zweitfahrzeuge.

Sobald ich mich für ein E-Auto entschieden habe, kommt die Frage nach den Lademöglichkeiten und den Steckern. Grundsätzlich kann mit einem Schuko-Stecker an jeder normalen Steckdose z.B. im Haushaltsnetz geladen werden. Die N-ERGIE gibt zu bedenken, dass z.B. ein Wasserkocher nur 3 Minuten am Netz hänge, ein E-Golf für den Ladevorgang bis zu 17 h am Netz brauche. Das normale Netz ist für normale Geräte ausgerichtet. Deshalb empfehlen Vertreter der N-ERGIE die Installation einer Wandladestation. Hier kann mit einem Typ 2-Stecker und entsprechender Spannungsversorgung sicher und schnell geladen werden. Die dritte Option sind externe Ladesäulen, die es inzwischen in großer Anzahl gibt. Zugegeben, andere Länder sind da schon weiter. So teilen sich in Oslo (Norwegen) durchschnittlich 500 Personen eine Ladesäule – in Frankfurt a.M. ca. 10000 Personen eine Ladesäule. Hier besteht ein deutlicher Nachholbedarf. Gefragt sind Energieversorger, Kommunen und private Einrichtungen (z.B. Parkhaus- und Immobilienbetreiber). Positiv ist die Entwicklung, dass sich Betreiber von Ladesäulen zu Netzen zusammenschließen. Ein Beispiel ist der „Ladeverbund+“ für Franken. In diesem Verbund haben sich 54 Stadtwerke zusammengeschlossen und bieten 217 Ladestationen an. Ziel ist, den Ausbau einer flächendeckenden, einheitlichen Ladeinfrastruktur zu sichern und die Abrechnung zu erleichtern. Stromkunden von Mitgliedern des „Ladeverbunds+“ können nach voriger Registrierung einen ermäßigten Tarif nutzen und bekommen einen SMS-Zugang für alle Ladestationen des Ladeverbunds. Durchschnittlich gibt es alle 10x10 km eine Ladestation. Die Sicherheit praktisch überall nachladen zu können ist eine Grundvoraussetzung für E-Einsteiger.

Um die geforderten Klimaschutzziele zu erreichen, geht das im Sektor Verkehr nur mit erneuerbaren Energien. Hier kommt den PV-Anlagen, vor allem im ländlichen Raum eine Schlüsselrolle zu; egal ob bestehende oder neue Anlagen.

So stellt sich die Frage: Habe ich eine bestehende PV-Anlage, bei der die EEG-Nutzung ausläuft oder kommt die Installation einer neuen Photovoltaikanlage für mich in Betracht?

Hier gilt es den individuellen Bedarf zu ermitteln und folgende Faktoren zu beachten. Entscheidend ist die jährliche Fahrleistung und wie hoch ist der durchschnittliche Stromverbrauch pro 100km? Welche Ladeverluste sind zu berücksichtigen? Welchen Autarkiegrad strebe ich an? Wie stark und zu welchen Zeiten werde ich das E-Fahrzeug laden und nutzen? Welche PV-Leistung steht zur Verfügung und wie hoch ist der Wirkungsgrad der PV-Anlage? Als Beispiel wurde ein E-Fahrzeug mit folgenden Basis-Daten genommen: 20000 km/Jahr Fahrleistung, Verbrauch 15 kWh/100 km, 12% Ladeverluste, zu 75 % wird das Fahrzeug zu Hause, sonst unterwegs geladen, 75% des Stroms soll selbst erzeugt werden (Autarkiegrad), 10% Systemverluste PV-Anlage und Batterie, PV-Aufdachanlage mit Südausrichtung und 40° Dachneigung. So errechnet sich ein Energiebedarf von ca. 3400 kWh pro Jahr. Wenn wir zu 75% den Bedarf autark decken wollen und mit 20% Systemverlusten rechnen, ergibt sich eine erforderliche Erzeugungsmenge von 3024 kWh pro Jahr. Im Sommer würde eine 1,6 kWPeak -Anlage reichen, im Winter, bei geringerer Sonneneinstrahlung, wären 8,7 kWPeak erforderlich. Für eine Neuinvestition sind ca. 1250 € pro kWPeak anzusetzen, inklusive Wechselrichter und Montage.

Als Speichermedien werden derzeit hauptsächlich zwei Varianten realisiert: Blei-Gel-Speicher oder Lithium-Speicher. Entscheidend sind Volumen und Gewicht. Mit einem Energiegehalt von 22 kWh liegt der Blei-Gel-Speicher zwar vorn, doch schlägt er auch mit Gewicht (740kg) und Volumen zu Buche. Im Vergleich bietet der Lithium Speicher 16,3 kW, wiegt 127 kg und braucht nur ein Drittel des Volumens. Wichtig ist, der Speicher hat frostfrei zu stehen. Für Speicher sind ca. 1000 € pro kWh zu kalkulieren.

Den Investitionskosten für das Auto in Höhe von ca. 35000 € können die staatliche Förderung und weitere Einsparungen entgegengesetzt werden. Vielfältige Anreize beflügeln die E-Mobilität. Auf zehn Jahre sind E-Fahrzeuge von der Kfz-Steuer befreit und sollen anschließend günstige Konditionen erhalten. Derzeit liegt die staatliche Förderung bei 2000 € pro Fahrzeug. E-Fahrzeuge sind deutschlandweit von der Maut befreit. Die Wartungs- und Reparaturkosten sind im Vergleich zu Verbrennungsmotoren deutlich geringer. Und für Viele ein wichtiges Kriterium, E-Fahrer machen sich unabhängig von Rohölpreisen.

Interessante Denk- und Rechenwege bieten sich auch für Kommunen und Dienstleister. Verbrennungsmotoren raus aus den Städten und Nutzung von selbst erzeugter Energie. Beispiel dafür ist der StreetScooter der Deutsche Post DHL GROUP. Hier bieten sich Lösungen für verschiedene Ansprüche: Work Box, Work Pickup oder Work Pure. Die Modelle sind mit einer 20 kWh Li-Ionen-Batterie ausgestattet, erlauben eine Zuladung von bis zu 720 kg, erreichen eine Höchstgeschwindigkeit von 85 Km/h und eine Reichweite von max. 200 km (NEFZ). Je nach Ausstattung liegen die Anschaffungskosten für den StreetScooter bei ca. 40 000 € (abzüglich 4000 € Förderprämie).

Ein Rechenbeispiel für den StreetScooter zeigt deutlich die wirtschaftlichen Unterschiede zwischen einer bestehenden und eine neu gebauten PV-Anlage. Für die Auslastung wurden als jährliche Fahrnutzung 15000 km und ein Verbrauch von 23,4 kWh/100 km inkl. Ladeverluste angesetzt. Mit einer neuen 8,5 kW PV-Anlage und einem 4 kWh Speicher liegen die Treibstoff- bzw. Energiekosten bei 25,3 Ct/kWh. Die Wirtschaftlichkeit steigt, wenn der Strom vom Betreiber (z.B. Kommune, Dienstleister) zusätzlich verwertet wird. Bei einer zusätzlichen jährlichen Eigenstromverwertung von 10000 kWh (z.B. im Rathaus) errechnen sich Energiekosten von 15 Ct/kWh. Noch besser ist die Wirtschaftlichkeit für bestehende PV-Anlagen, gleicher Größe. Hier liegen die Energiekosten bei 19,5 Ct/kWh ohne zusätzliche Eigenstromnutzung bzw. bei 9 Ct/kWh mit zusätzlicher Eigenstromnutzung (vgl. Tabelle).

Ähnlich ist die Wirtschaftlichkeitsberechnung für private Nutzer z.B. mit einem E-Golf. Bei einer jährlichen Fahrleistung von 15000 km, einem Verbrauch von 16,8 kWh/100 km inkl. Ladeverluste errechnen sich Energiekosten von 31,5 Ct/kWh bzw. 18,5 Ct/kWh, bei einer Eigenstromverwertung von 5000kWh. Für eine vergleichbare, bestehende Anlage liegen die Kosten bei 26 bzw. 12,5 Ct/kWh. Die Triesdorfer Berechnungen zeigen, dass sowohl die Transportkosten pro 100 km, als auch die Gesamtkosten pro km bei E-Fahrzeugen immer unter den vergleichbaren Kosten von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor liegen (vgl. Tabelle). Bereits seit 2013 sammeln die Landwirtschaftlichen Lehranstalten Triesdorf bereits seit Ende 2013. Insgesamt sind drei E-Worker im Einsatz. Mit einem 10kW Elektromotor sind eine Fahrgeschwindigkeit von 40 km/h und eine Reichweite von ca. 80 km zu erreichen. Die Kosten pro 100 km liegen bei ca. 4,76 €. Im Vergleich dazu liegen die Kosten für einem „Benziner“ bei ca. 8,12 €/100 km. Die Mitarbeiter haben die E-Fahrzeuge gut angenommen und schätzen diese für Transportfahrten innerhalb des Campus Triesdorf.

Zusätzlich zu den Fahrzeugen wurde ein Vergleich zwischen neuen und alten PV Modulen umgesetzt. Die Messungen ergaben für 30 Jahre alte PV-Module eine Leistungsminderung von nur 10 %!

E-Mobilität beginnt damit, sich und sein Mobilitätsverhalten zu prüfen und individuelle Rechnungen aufzumachen, sich zu informieren und E-Mobilität selbst zu erleben. „Leises Gleiten durch die Landschaft“, so schwärmen E-Mobilisten. Die Argumente emissionsfreie Fortbewegen und Autarkie werden an Bedeutung gewinnen. Liegt hier die Chance für Bewohner und Dienstleister im ländlichen Raum? Fakt ist – im ländlichen Raum sind bereits sehr viele PV-Anlagen installiert. Nach dem Auslauf der EEG-Einspeiseverträge kann die Eigennutzung mit E-Fahrzeugen dezentrale, unabhängige Energiegewinnung sichern und ein wirtschaftlich interessanter Ansatz sein.

 

 

Quelle: FEL – eigene Annahmen und Berechnungen Autoren Norbert Bleisteiner, Johannes Wieland, Annette Schmid

Foto: links Blei-Gel-Speicher, rechts Lithium-Speicher in der Energiehalle des FEL