Thomas Hering, ABB EVC Road, Juni 2016 Schlüssel zur ... · PDF fileSchlüssel zur...
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Schlüssel zur erfolgreichen ElektromobilitätVernetzte DC Schnellladeinfrastruktur -Anwendungsszenarien
Thomas Hering, ABB EVC Road, Juni 2016
© ABB GroupJune 29, 2016 | Slide 1
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ABB: Führend bei Energie- und AutomationstechnikIhr globaler Partner
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35Mrd.
Umsatz
(2015)Nieder-
lassungen in
~100 Ländern
~135.000 Mitarbeiter,
Hauptsitz in
Zürich
7 Forschungszentren weltweit,
mit mehr als 8.000 Technologen
Jährliche Investitionen von
1,5 Mrd.USD in Innovationen.
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© ABB Group
June 30, 2016 | Slide 3
Ra
ilM
ari
ne
Ca
rsB
use
s
1900 1950 2000 2010 Heute
First electric trains (FR, CH,
SE,..)
Modern locomotives (>120 kmh)
High-speed trains, business refocus
>300 MUSD rolling stock propulsion business, ~1 $ billion overall rail business
First AZIPOD electric drive
launched
Propelling world’s largest ship, icebreakers, tankers, >7,500,000 operating hours, installed at >30 shipyards
Installed nationwide fast charging networks in the world,
>4.000 fast chargers sold
TOSA flash-charged
articulated electrical bus
Aktivitäten im Bereich der elektrischen AntriebstechnikTechnologie und Innovation seit über 100 Jahren
Fast charging for electrical
buses
High Power fast charging
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ABB als globaler Partner für SchnellladesystemeFelderprobte Technologie und Service seit 2010
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ABB DC Schnellladeinfrastruktur
Aktiv seit: 2010
Installierte Basis: > 4.000 ABB DC
Schnelllader weltweit, größte installierte
Basis, Servicepartner
Regionen: Europa, Amerika, Afrika, Asien,
China, Ozeanien
Standards: CCS-1, CCS-2, GB/T,
CHAdeMO, ISO 15118, IEC-61851-23, SAE
J1772
Konnektivität: Fernsteuerung, -Management
und Support, > 99,5% Verfügbarkeit, globale
Integration in Bezahlsysteme, RFID,
Smartphone, EC- und Kreditkarten, uvm.
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Investitionssicherheit durch ZukunftsorientierungLadeinfrastruktur als Teil intelligenter Stromnetze
Schaltanlagen
Power systems
Netzautomatisierung
SCADA & Ventyx
Erneuerbare Energien
HVDC, solar, wind
Komponenten
DIN rail & distribution boards
Gebäudeautomation
KNX, energy mngt.
Energiespeicher
B.E.S.S.
Netzqualität
PQF, PCS100
Softwaredienste für
Schnellladenetzwerke
Connected services
DC Schnell-
ladestationen
ABB Terra Systeme, Wallbox
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Integration der ABB Lösungen entlang
der vollständigen Energie-
Wertschöpfungskette der Zukunft
Traktionssysteme
Motoren und Wanler
eBus Ladesysteme
ABB Terra XB
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Einleitung Elektromobilität Was treibt die Entwicklung der Elektromobilität
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Einleitung ElektromobilitätLaden gestern und heute – “back to the future”
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China im Wandel
168 DC Schnelllader in 1
Tiefgarage
„Tanken im“ Jahr 1911
Natürlich elektrisch
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Einleitung ElektromobilitätViele Gründe sprechen für Elektromobilität
ImageUmweltschutz
Lokale Vermeidung
von SmogUnabhängigkeit
Technologie
Kundenbindung
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Zukünftig: Wirtschaftlichkeit
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Einleitung Elektromobilität„Well-to-wheel“ Effizienz alternativer Energien
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Biokraftstoff: 7km
Wasserstoff: 160km
Rein elektrisch: 380km
A solar panel
delivers 105 kWh/m².
A solar panel
delivers 105 kWh/m².
After distribution, charging and storage
in the battery, 77kWh is available to the motor.
An EV drives 5km/kWh, so
77kWh gives 380km range.
After electrolysis, compression and
distribution 63kWh goes into the tank.
The fuel cell generates 31.5kWh of
electricity. The vehicle drives 5km/kWh,
so 31.5kWh gives 160km range.
Most efficient energy crops (palm oil, sugar cane) deliver 0.5L/m²
including sowing, fertilizing, harvesting, refinement and distribution. A vehicle drives 15km/L, so
0.5L gives 7km range.
Original source: Auke Hoekstra, Eindhoven University of Technology. Data was modified due to improved performance of biofuel and hydrogen.
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Einleitung ElektromobilitätEinflussfaktoren auf eine erfolgreiche Transition
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Durchbrechen der Henne-Ei-Problematik:
wer investiert zuerst?
Bereitschaft zu Investition von Regierung,
Unternehmen und Endkunden
Einfache Zahlungsmodalitäten an
Ladestationen, z.B. EC- und Kreditkarte
Zukunftssichere Anlagen durch
Schnittstellen (Smart Grid und Home) und
Aufwärtskompatibilität
Reichweitenproblem durch Schnell-
Ladetechnologie lösbar: Ziel 400km
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Grundbegriffe der ElektromobilitätLadeleistung - Wie schnell kann ich mein EV laden?
1,7 3,7 3,7
20
80
3,7 7,4
22
50
150
0
20
40
60
80
100
120
140
160
AC langsamSchukoMode 1
AC langsamICCB-Kabel
Mode 2
AC StationMode 3
DC SchnellladerMode 4
DC High PowerMode 4
Lad
ele
istu
ng
[kW
]
Von Bis
• Maßgeblich für die Kundenzufriedenheit ist die Ladedauer
• Maßgeblich für die Ladedauer ist die Ladeleistung (kW)
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Mit 50 kW
lädt man
einen BMW
i3 in 15min
auf (80% SOC)
bis 300kW
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DC- und AC- Laden im SystemvergleichOn-Board vs. Off-Board Leistungselektronik
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CHAdeMO
module
DC
SchnelladerOn-Board
Lader
Li-ion
Batterie
BMS
Jedes Fahrzeug verfügt über zusätzliche
Leistungselektronik
Leistungselektronik in der Station wird
von allen Nutzern finanziert
AC Laden DC Schnellladen
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ElektromobilitätWie geht es weiter?
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Serien-Elektrofahrzeuge in Europa Entscheidung für DC zeigt sich auch bei Modellen
Mercedes
Vito E-cell
Peugeot iOn
Citroën C-Zero
On the roads
Ford
Focus Electric
Volkswagen
e-Golf
Nissan Leaf 1.0
Mitsubishi i-MiEV
Volkswagen
e-UP!
Smart ED
Gen 1Renault
Twizy
Renault
Fluence ZE
Nissan e-NV200Peugeot
Partner-EV
Citroën Berlingo EV
Mercedes B class
Renault
Kangoo ZE
Kia
Soul-EVMitsubishi
Outlander PHEV
2015 2016 2017
Nissan
Leaf 30 kWh
Nissan Leaf 1.1
Tesla Model S
(adapter)
Chevrolet
Bolt EV
2018 >
Hyundai
IoniqTesla Model X
(adapter)
Porsche
Mission E
Volkswagen
e-Golf 1.1
Audi
e-Tron Quattro
Volkswagen
e-Polo
Smart ED (Option)
BMW
i3
Only AC slow (3.6-7.2 kW)
DC fast charging CCS (50 kW)
DC fast charging CHAdeMO(50 kW)
AC fast charging(43 kW)
AC medium fast charging(22 kW)
AC charging(11 kW)
Renault Zoe ZE
Renault Zoe 1.1
Audi R8 e-tron
BMW i3 1.1
Tesla
Model 3 CCS?
DC ultra fast charging CCS high-power (>>150 kW)
Nissan
Leaf 2.0
CCS/CHAdeMO?
500 km 500 km
300 km
180 km
500 km
130 km
130 km
110 km
320 km
130 km 110 km
150 km 450 km
450 km
… km
450 km
110 km
110 km
110 km
120 km
110 km
110 km
130 km
130 km
150 km
110 km
Apple
iCar CCS?Opel
Ampera-E
300 km
Jaguar
EV confirmed
Audi A2
?? km
Daimler
‘saloon’
?? km
AstonMartin
RapidE
?? km
Infinity LE
200 km
Honda Fit
100 km
Tesla Model Y
?? km
?? km
JLR E-Pace
400 km
VW Budd-e
Renault Zoe 2.0
?? km
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Serien-Elektrofahrzeuge in EuropaEntwicklung der Akku-Kapazitäten
Tesla Model S
70-90 kWh
Renault Twizy
7 kWh
VW e-Golf
24,2 kWh
Ford Focus
Electric
23 kWh
Peugeot iOn
14,5 kWh
Renault
Zoe ZE
22 kWh
Kia Soul-EV
27 kWh
Nissan Leaf 1.0
24 kWh
Smart fortwo ED
17,6 kWh
Mercedes
B Klasse
28,5 kWh
Nissan e-NV200
24 kWh
Renault
Kangoo ZE
22 kWhMitsubishi
i-Mi EV
20 kWh
Peugot
Partner – EV
22,5 kWh
Citroën C-Zero
14,5 kWh
Citroën
Berlingo EV
22,5 kWh
Mercedes
Vito E-cell
36 kWh
Renault
Fluence ZE
22 kWh
VW e-UP!
18,7 kWh
BMW I3
18,8 kWh
Opel
Ampera e
60 kWh
Tesla Model 3
60 kWh
BMW I3
33 kWh
2016
Audi
E-Tron
70-90 kWh
Porsche
Mission-e
80-95kWh
Nissan Leaf 2.0
60 kWh
1st Generation
…Reichweiten über 300km
werden zum Standard!
…das Nachladen wird
seltener!
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Serien-Elektrofahrzeuge in Europa50kW Ladeleistung auch nach 2020 relevant
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Multi-Standard Ladelösung Terra 53 & Terra 23/33Allgemeine Erklärung der Namensgebung
© ABB GroupJune 29, 2016 | Slide 17
Terra 53 (50kW)
Terra 33 (30kW)
C - (Combo) = Combined Charging Systems (CCS) - DC
J - (Japan) = CHAdeMO - DC
Terra 23 (20kW) T - (Socket) = Type 2 socket - AC
G - (Grid) = Cable + Type 2 Connector - AC
CCSAC
CHAdeMO
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Mobilitätsbedürfnisse der Zukunft – Laden „überall“Anwendungsfälle
Highway: Autobahnen und Schnelllstraßen
Laden wenn Batteriestand niedrig
Ladezeit: 15 - 30 Minuten
Heimladen: Garage oder Car-Port
Aufladen bei langfristigem Aufenthalt
Ladezeit: 120 Minuten (“Familienrhytmus”)Ladezeit: 8 Stunden (“Über-Nacht”)
Commercial: Filialen, Parkplätze, POIs
Zwischenzeitliches Aufladen bei geplantem Stopp/Aufenthalt
Ladezeit: 30 - 120 Minuten
Office: Parkplätze, Parkhäuser, Flotten
Aufladen bei längerem Aufenthalt
Ladezeit: 30 - 120 MinutenLadezeit: 8 Stunden (“Arbeitstag”)
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June 29, 2016 | Slide 18
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Mobilitätsbedürfnisse der Zukunft – Laden „überall“Verweildauer bestimmt Ladeinfrastruktur…
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Nutzung
Reichweite
… und Auslastbarkeit Ihrer Elektrofahrzeuge!
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Mobilitätsbedürfnisse der ZukunftAnwendungsszenario „Heim-Laden“ Eigenheim
Laden in heimischer Garage
Anforderungen an Ladeinfrastruktur:
Robust und günstig
Ladezeiten: lange bis mittel
Regulär: 6 bis 8 Stunden („Nacht-Laden“)
Komfort: 120 Minuten (“Familien-Rhytmus”)
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Empfehlung:
• AC 7-11KW
oder
• DC 20kW
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Mobilitätsbedürfnisse der ZukunftAnwendungsszenario „Heim-Laden“ Mehrfamilienhaus
Laden in Tiefgarage oder Parkplatz an vordefiniertem
EV-Car-Sharing-Punkt
Bewohner teilen sich (finanziell) ein oder mehrere EVs
Anforderungen an Ladeinfrastruktur:
Robust und schnell
Ladezeiten: schnell
Schnell: 15 Minuten bis 1 Stunde
Fahrzeug(e) jederzeit Einsatzbereit
© ABB GroupJune 30, 2016 | Slide 21
Empfehlung:
• 1x Terra 23/53 mit 3 Ladesteckern
• Optimale Auslastung Fahrzeug und
Ladeinfrastruktur
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Mobilitätsbedürfnisse der ZukunftAnwendungsszenario „Office-Laden“
Laden an Ladeinfrastruktur des Unternehmens
Anforderungen an Ladeinfrastruktur:
Robust, vernetzt und günstig
Lastmanagement (Kostenminimierung)
Ladezeiten: lange bis schnell
Regulär: 6 bis 8 Stunden („Arbeitstag“)
Komfort: 120 Minuten
Schnell: 15 Minuten bis 1 Stunde („Meeting und
Flotten“)
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Empfehlung:
• Start: 1x Terra 23/53 mit 3
Ladesteckern
• Erweiterung: AC 7-11kW
oder DC 20kW
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Mobilitätsbedürfnisse der ZukunftAnwendungsszenario „Commercial-Laden“
Filialbetreiber und Parkflächenbesitzer in
Innenstadtbereichen werden Mobilitätsanbieter der Zukunft
Keine Konzessionen zum Verkauf von Mobilität mehr nötig
Langfristige Kundenbindung und Imagevorteil
Anforderungen an Ladeinfrastruktur:
Robust, vernetzt und schnell
Lastmanagement (Netzanschluss)
Ladezeiten: mittel bis schnell
Mittel: 120 Minuten („Einkaufszentren“)
Schnell: 30 Minuten bis 1 Stunde („Dauer des
wöchentlichen Lebensmittel-Einkaufs“)
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Empfehlung:
• Start: 1x Terra 23 mit 3 Ladesteckern
• Erweiterung: weitere Terra 23 Systeme
• Erweiterung 2: Aufrüstung auf Terra 53
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Mobilitätsbedürfnisse der ZukunftAnwendungsszenario „Highway“
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Stadt EV’s
Langstrecken
EV’s
Autobahnen und
Schnellstraßen
Metropolregionen
Städte & Ballungsräume
VS.
Stadt EV’s
Langstrecken
EV’s
%
50 kW DC-Laden 50 - 300 kW DC-Laden
%
Lokation und Fahrzeuge bestimmen die Ladeleistung
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Mobilitätsbedürfnisse der ZukunftAnwendungsszenario „Highway“
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Autobahnen und
Schnellstraßen
Metropolregionen
Städte & Ballungsräume
VS.
Empfehlung: Sprechen Sie uns an!
50 kW DC-Laden 50 - 300 kW DC-Laden
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Mobilitätsbedürfnisse der ZukunftAnwendungsszenario 5 – eBus Laden
© ABB GroupJune 30, 2016 | Slide 26
Vorgefertigte eBus-
Trafostationen
DC Schnellladesysteme
ABB Terra XB
TOSA Antriebs- und
Ladesystem
Traktionssysteme,
Motoren und Batterien
Infrastruktur- und Onboard Systeme aus einer Hand
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Exkurs: ABB Elektromobilitätslösungen für den ÖPNVTOSA – Schnellstladung binnen 15 Sekunden
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© ABB Group
June 30, 2016 | Slide 28
Note: Product is currently under development
Exkurs: ABB Elektromobilitätslösungen für den ÖPNVABB „Poseidon“ – Normengerechte Endpunkt Ladung
![Page 29: Thomas Hering, ABB EVC Road, Juni 2016 Schlüssel zur ... · PDF fileSchlüssel zur erfolgreichen Elektromobilität Vernetzte DC Schnellladeinfrastruktur - Anwendungsszenarien Thomas](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022051508/5a9e17477f8b9a420a8d81aa/html5/thumbnails/29.jpg)
Erfahrungen mit (Schnell-) LadeinfrastrukturenWirtschaftlicher Betrieb - Kostenbetrachtung
© ABB GroupJune 29, 2016 | Slide 29
€ ??
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Wirtschaftlicher Betrieb von LadeinfrastrukturenKostenpositionen vs. Einnahmen
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Invest
(CAPEX)
Betrieb
(OPEX)
Hardware
Bauleistungen und
Elektroinstallation
Inbetriebnahme
Projekt- und Planungskosten
Wartungsvertrag
Netzanschluss
Abrechnung, Kommunikation
und IT
Einnahmen
Ladungen
Stromkosten
Einnahmen
über
Stromkosten
Imagegewinn
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Wirtschaftlicher Betrieb von LadeinfrastrukturenDetail und Annahmen - Kostenpositionen „Invest“
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Invest
(CAPEX)
Hardware
Bauleistungen und
Elektroinstallation
Inbetriebnahme
Projekt- und Planungskosten
Ladestation, inklusive Optionen
500€ - 1.000€ je Meter Kabel zzgl. Kosten
für Fundament/ Erdaushub;
Durchschnittswert
Finale Prüfung und Aktivierung
Projektmanagement, Koordination der
Subunternehmer, Genehmigungen
27.000 €
8.000 €
1.000 €
1.000 €
37.000 €
oder
5.280€ p.a.
Weitere Annahmen:
• Nutzung / Abschreibung mind. 7 Jahre
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Wirtschaftlicher Betrieb von LadeinfrastrukturenDetail und Annahmen - Kostenpositionen „Betrieb“
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Betrieb
(OPEX)
Wartungsvertrag
Netzanschluss
Abrechnung, Kommunikation
und IT
Stromkosten
Fernwartung, Softwareupdates, Hotlines,
proaktive Störfall-vermeidung, inkl.
Wartung vor Ort
Netzanschlusskosten etwa 10€ bis 30€
je kW Leistung
IT-Kosten inkl. Datenvolumen und
Backendgebühren
Variable Stromkosten; etwa 0,25 € je
kWh
2.000 € p.a.
1.000 € p.a.
400 € p.a.
tbd
3.400 € p.a.
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Wirtschaftlicher Betrieb von LadeinfrastrukturenPraxis: mittlere Lademenge und Ladehäufigkeit steigt*
-1000
1000
3000
5000
7000
9000
11000
13000
15000
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
Jan14
Mrz14
Mai14
Jul14
Sep14
Nov14
Jan15
Mrz15
Mai15
Jul15
Sep15
[# je M
ona
t]
[kW
h je M
ona
t]
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Energiemenge
Ladeprozesse gesamt
16.000 kWh
3.400 LP
= 4,7 kWh
54.000 kWh
8.700 LP
= 6,2 kWh
*Auswahl an kommerziell betriebenen ABB Schnellladern in Deutschland
1 1,9
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Wirtschaftlicher Betrieb von LadeinfrastrukturenErgebnis
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Invest*
(CAPEX)
Betrieb*
(OPEX)
Einnahmen
Ladungen
Kosten Jahr 1 Jahr 2 Jahr 3
fix Finanzierung/ Abschreibung € 5.280 € 5.280 € 5.280
fix Servicekosten € 2.000 € 2.000 € 2.000
fix Betriebskosten € 1.400 € 1.400 € 1.400
variable Stromkosten <10 kWh € 1,75 € 2.874,38 € 5.748,75 € 10.475,50Gesamtkosten p.a. € 11.554,38 € 14.428,75 € 19.155,50
Einnahmen Auslastung 5% 10% 20%
DC 50 kW Session je Tag 70 3,5 7 14
AC 22kW Session je Tag 12 1 2 2,4
DC 50 kW Session je Jahr 25550 1277,5 2555 5110
AC 22kW Session je Jahr 4380 365 730 876
DC Umsatz p.a. 7,50 € € 9.581,25 € 19.162,50 € 38.325,00
AC Umsatz p.a. 5 € € 1.825,00 € 3.650,00 € 4.380,00Gesamtumsatz je Ladesäule p.a. € 11.406,25 € 22.812,50 € 42.705,00
Ergebnis je Ladesäule p.a. € + / - 0 € 8.083,7 € 23.549,5Gewinn
*Alternative: Leasingmodell „Pay-per-Charge“
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Kontakt
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Daniel Lautensack
Strategic Business Development
Head of Local PG EVCI
ABB Automation Products GmbH
Local Product Group EV Charging
Infrastructure
Wallstadter Straße 59
68526 Ladenburg
Germany
Mobil: +49 151 1265 3221
Email: [email protected]
Web: http://www.abb.com/evcharging
Thomas Hering
Area Sales Management Germany
Sales PG EVCI
ABB Automation Products GmbH
Local Product Group EV Charging
Infrastructure
Wallstadter Straße 59
68526 Ladenburg
Germany
Festnetz: +49 621 381 5858
Mobil: +49 151 23993298
Email: [email protected]
Web: http://www.abb.com/evcharging
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ABB LadeinfrastrukturenAusgewählte Impressionen und Referenzen
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Goingelectric.de – Umfrage zur Kundenzufriedenheit“Beste Stromtankstelle Deutschlands”
© ABB GroupJune 30, 2016 | Slide 38
1. Platz: Terra 53 CJG Raiffeisenbank Privatbank in Wiesloch-Baiertal
5. Platz: Terra 33 CJG Volksbank Mittelhessen in Gießen
7. Platz: Terra 53 CJG Wals Green Tower in Himmelreich (Österreich)
8. Platz: Terra 33 CJG Volksbank Raiffeisenbank in Dinkelsbühl
10. Platz: Terra 53 CJG DG VERLAG in Wiesbaden
Quelle: Goingelectric.de
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Projekt Deutschland: “SLAM” > 600 SchnellladerSchnellladenetz für Achsen und Metropolen
• Hochleistungsbefähigte
Schnellladeinfrastruktur
• Realisierung bis Mitte 2017
• Bis zu 600 CCS Stationen
• Ausgelegt auf zukünftige
Ladeleistungen von über 100kW
• Förderquoten von bis zu 75%
• Förderprojekt des
Bundesministeriums für Wirtschaft
und Energie
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Projekt Deutschland: “Tank&Rast” > 400 StandorteLandesweites Schnellladenetz and Autobahnraststätten
• Landesweite
Schnellladeinfrastruktur auf
Autobahnen
• Realisierung bis Ende 2017
• Über 400 Multistandard
Schnelllader, alle 30km
• Barriere loses Bezahlen über EC-
und Kreditkarte
• Förderprojekt des
Bundesministeriums für Verkehr
und digitale Infrastruktur
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Erfahrungen im Umgang mit «Pionieren»Ladeinfrastruktur ist Prestige-Thema
© ABB Automation Products GmbH June 30, 2016 | Slide 41
Bildquellen: alle Rechte an den dargestellten Bildern gehören den jeweiligen Unternehmen.
Erfahrung: „Investition
lässt sich häufig bereits
durch Imagegewinn
finanzieren!“
Nicht nur Fahrer von EVs sind Pioniere…