I E-MOBILITY

Untersuchung der Alltagstauglichkeit von Elektrorollern Wolfgang Mauch, Lorenz Köll, Tomris Mezger, Thomas RasWer und Kristin Wachinger Die Elektromobilität verspricht, ein erfolgversprechendes Zukunftsmodell umweltschonender Fortbewegung zu werden. Ihre Integration in den Straßenverkehr kann jedoch nicht kurzfristig geschehen, sondern stellt ein zeitintensives Vorhaben dar. An der Umsetzung sind v. a. die Industrie, die Energiewirtschaft, die Stadtplanung sowie die Politik beteiligt. Bedeutendsten Einfluss auf die Integration einerneuen Technologie hat jedoch der Verbraucher. Kann er überzeugt werden, wird die Etablierung von Elektrofahrzeugen gelingen. Das Thema Umwelt- und Energiepolitik stellt nicht nur in Deutschland, sondern auch international eine der größten Herausforderungen des 21. Jahrhunderts dar. Aus diesem Grund wurde im August des Jahres 2009 von der Bundesregierung der Nationale Entwicklungsplan für Elektromobilität veröffentlicht, der die Weichen für die Integration von Elektrofahrzeugen im Straßenverkehr stellte. Bis 2020 soll das Vorhaben realisiert werden, 1 Mio. Elektrofahrzeuge im Individualverkehr zu etablieren. Dazu werden 500 Mio. € für die Förderung und Entwi cklung von Elektromobilität auf der ganzen Wertschöpfungskette bereitgestellt. Gleichzeitig mit der Entwicklung von Elektrofahrzeugen soll der Ausbau von regenerativen Energiequellen intensiviert werden, da eine wesentliche Reduktion der C0 2-Emissionen nur dann erreicht werden kann, wenn sich der benötigte Fahrstrom aus erneuerbaren Energien zusammensetzt [1]. Im Folgenden werden die Vor- und Nachteile eines bereits marktreifen Elektroroll ers im Berufs- und Pendlerverkehr untersu cht, um dessen Markt- und C0 2-Einsparpotenziale abschätzen zu können.

Methodik Für di e Untersuchun g des Einsatzpotenzials von Elektrorollern im Berufs- und Pendlerverkehr werden verschiedene Faktoren herangezogen (siehe Abb. 1). Zuerst erfolgt eine Analyse der Technik, bei der wesentliche Aspekte wie Reichweite und Verfügbarkeit der Elektroroller geklärt werden sollen. Als zweiter Schritt erfolgt ei ne statistische Betrachtung der Berufspendler in der Bundesrepublik, um die Einsatzmöglichkeiten aus Sicht des Verbrauchers zu ergrü nd en, dessen Akzeptanz der neuen Technik entscheide nd für ihre Durchsetzung sei n wird [2].

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~

Technische Analyse

l Einsatzmöglichkeiten

I

1 -1

l Betriebswirtschaftliche Analyse

l Energiewirtschaftliche Analyse

I I I I

Potenzial

I 1

I 1

--- -------------------- 1-- - I I

-1

Akzeptanz

1

Strategieplan Elektromobilität

I

Herl eitung des Einsatzpotenzia ls

Ferner wird analysiert, wie sich meteorologische und saisonale Umweltbedingungen auf den Geb rauch auswirken, sprich wie viele Tage im Jahr der Elektroroller genutzt werden kann. Anschließend erfolgt eine betriebswirtschaftliche Untersuchung, im Zuge derer di e Vollkosten eines elektrisch

betriebenen Rollers jenen eines Motorrollers gegenübergestellt werden. Da der Elektroroller auch für die Substitution von Fahrten mit dem PKW ge nutzt werden kann, wird zudem ein Vergleich zwischen den Vollkosten eines Elektrorollers und den variablen Kosten eines PKW angestellt.

Länge des Wegs zur Arbeitsstätte

Zeitaufwand für den Weg zur Arbeitsstätte Ständig wechselnde

Stand1g wechselnde Arbeilsstatte • Gleiches

Arbeitsstätte

2,5 o/o

GrundstUck

• >SOkm

• 25 · SOkm • 10 · 25 km

Länge und Aufwand für den einfach en Arbeitsweg in Deutschland 2008 [6]

ENERGIEWIRTSCHAFTLICHE TAGESFRAGEN 61. Jg. (2011) Heft 3

Letztendlich wird auch noch die energiewirtschaftliche Seite in Augenschein genommen, um die Auswirkungen der Ziele der Energiepolitik auf das Potenzial des Elektrorollers festzustellen . Hierbei werden die Aspekte Versorgungssicherheit und Ökologie untersucht. Abschließend werden die wesentlichen Punkte und Aussagen dieser Untersuchung zusammengefasst.

Elektroroller im Straßenverkehr Um den Einsatz von Elektrorollern im Straßenverkehr, sprich die Nutzungsmöglichkeiten für den Verbraucher, zu erörtern, soll kurz ein Blick auf den Berufs- und Pendlerverkehr in Deutschland geworfen werden. In Bezug auf den Einsatz von Elektrorollern sind dabei drei Faktoren ausschlaggebend: der Zeitaufwand und die Länge des Arbeitswegs sowie das bisher genutzte Verkehrsmittel (siehe Abb. 2). Theoretisch kommen als Nutzer von Elektrorollern Pendler in Frage, die einen einfachen Arbeitsweg von maximal 25 km haben und diesen auch mit einem motorisierten Fahrzeug zurücklegen. Gleicht man die Daten des Mikrozensus 2008 ab, würde diese Nutzergruppe etwa 45 % der Berufspendler ausmachen. Da die Häufigkeit des Gebrauchs von Elektrorollern stark von den Witterungsverhältnissen abhängt, müssen auch die Faktoren Niederschlag und Temperatur in Hinblick auf das Einsatzpotenzial beachtet werden. Für die Untersuchung wurden Daten von mehreren Wetterstationen des Deutschen Wetterdienstes herangezogen und Grenzwerte für Tagestemperatur und Nieder-

schlag festgelegt. Bei Unterschreitung der Grenztemperatur oder bei zu heftigen Niederschlägen entfällt der betrachtete Tag dem theoretischen Potenzial.

Bleiakku wird eine Laufleistung von etwa 20 000 km zugrunde gelegt, weshalb in der Betrachtung keine Mehrkosten für eine Wechselbatterie berücksichtigt werden.

Die Betrachtung der witterungsbedingten maximal möglichen Nutzungsdauer für Elektroroller ergab, dass an fast 50 % aller Tage pro Jahr ein Roller für den Arbeitsweg eingesetzt werden kann. Dies macht, gemessen an der durchschnittlichen Anzahl der Arbeitstage in Deutschland, einen Wert von ca. 110 Tagen pro Jahr aus.

Da beide Fahrzeuge zu den Kleinkrafträdern mit einer maximalen Geschwindigkeit von 45 km/h gehören, ist die Höhe der Versicherungspauschale gleich. In Abb. 3 ist die Kostenentwicklung in Abhängigkeit von den gefahrenen Kilometern dargestellt. Es wird deutlich, dass sich die Mehrkosten des Elektrorollers in Folge der geringeren Betriebskosten nach ca. 4 150 km amortisiert haben. Hat der Nutzer zusätzlich die Möglichkeit, Nachtstrom im Zuge der In stallation eines Smart Meters zu einem günstigeren Tarif zu beziehen, würden sich die Mehrkosten des Elektrorollers schon ab ca. 4 000 km amortisieren.

Betriebswirtschaftliche Analyse Für Konsumenten ist der Kostenfaktor einer der bedeutendsten Entscheidungsfaktoren. Da Elektroroller zurzeit in der Regel höhere Kosten hinsichtlich der Investitionen aufweisen, erfolgt zur Ermittlung der Amortisationsdauer ein Vergleich der Vollkosten von Elektro- und Motorrollern. Unter den Begriff Vollkosten fallen sowohl Fix- als auch variable Kosten, die vom Gebrauch abhängig sind (3]. Die verglichenen Roller stammen aus derselben Leistungsklasse aus dem mittleren Preissegment Beim Motorroller fallen höhere Wartungskosten an, da der Verbrennungsmotor mehr Verschleißteile besitzt als ein elektrisch betriebener Roller. Im Gegenzug müssen beim Elektroroller nach einem bestimmten Zeitraum die Akkumulatoren erneuert werden. Die maximal mögliche Fahrleistung bzw. Zyklenzahl hängt dabei sowohl von der Batterietechnologie als auch von der Nutzung (Umgebungsbedingungen, Fahrprofile etc.) ab. Für den betrachteten Elektroroller mit

Vollkostenvergleich

~·~ 1200!===:::::::~~~~~~~====~~~~----~== ~

1000 - - 800 +-==------ - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -Motorro ller

~

600 t--------------------- - - - - - -

~

400 t----------------------- - - - 200t-----------------------------------------

.~

~

1 250

2 500

Werden die Vollkosten eines Elektrorollers den variablen Kosten eines PKW gegenübergestellt, lässt sich jedoch ermitteln, ab welcher Fahrleistung eine Zusatzinvestition lohnend wäre. Für den Elektroroller wurden dieselben Werte wie im vorangegangenen Vergleich verwendet. Der Gegenüberstellung dienten drei Autos von VW. Bei den variablen Kosten wurden die Betriebskosten, also Kraftstoff, Motoröl,

Kostenvergleich

1400 r----------------------------------------

;;

Nach dem Vergleich der beiden Rollertypen stellt sich die Frage, wie rentabel die Anschaffung eines Elektrorollers als Zusatzinvestition zum PKW ist. Da ein Automobil nicht abhängig von der Wetterlage ist und auch mehrere Personen zur gleichen Zeit befördern kann, ist ein kompletter Ersatz durch den Elektroroller nicht möglich.

-

Elektroroller

3 750

5 000

6000r-- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 000

-

Elektroroller - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

-VWPolo

..---;:::..

4 000 - - VWGolf

3 000 VWPassat

2 000

•.

~

~-----------

1 000

2 500 5 000 7 500 10 000 12 500 15 000 17 500 20 000 22 500 25 000 27 500 30 000 Gefahrene km

Gefahrene km

Vollkostenvergleich zwischen zwei Rollertypen

ENERGIEWIRTSCHAFTLICHE TAGESFRAGEN 61. Jg. (20 11) Heft 3

Kostenvergleich zwischen Elektrorollern und herkömmlichen PKW

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40

währleistet. Durch ein en Wechse l von Erdöl zu Strom als Antr iebsenergie kommt es zu einer Diversifizierung der Energieträger, was langfri sti g auch die Importabhängigkeit herabsetzen wird. Strom ka nn aus verschiedenen, auch heimischen und natü rlich rege nerativen Energieträgern gewonnen we rd en.

0"' u 30

Elektroroller als Zukunftschance

C0 2-Einsparpotenzial 80 70 60

E 50 -""

0, .~

20 10 0 ENTSO-E

Deutschland

Österreich

Frankrei ch

Mögliche CO,-Einsparung bei Substitution eines Motorrollers durch einen Elektroroller [7]

Pflege, und di e Werkstattkosten für Reparatur, Wartun g und Reife n berü cksichtigt. Die verwe nd eten Daten bas ieren u. a. auf den Erfahrungs werten des ADAC und auf Verbrau cherwe rten [4] . Die Zusatzin vestition des Elektrorollers hat sich beim VW Passat na ch 6 300 gefahrenen km, beim VW Golf nach 7 650 km und beim VW Polo nac h 8 450 km amortisiert (vgl. Abb. 4). Mit kastengünstigerem Nachtstrom amortisiert sich der Elektro ro ller bereits etwa 100 km früher. Die Schlussfol gerung der durchgeführten Untersuchun gen lautet daher, dass sich für alle drei Modelle di e Mehrkosten des Roll ers in weniger als zwei Jahren bezahlt gemacht haben. Dies gilt auch dann , wenn der Roller nur für de n Arbeitsweg in Ans pruch genommen wird.

Energiewirtschaftliche Analyse Elektrofahrzeuge haben im Gegensatz zu konventionellen Fahrzeugen den großen Vorteil, dass sie beim Fahren keinerlei C0 2 ausstoßen. Sie sind deswegen ideal für Ballungsräume mit hoh er Luftbelastung geeignet [5]. Um die Einspa rmöglichkeit an Emissionen aufzuzeigen, wird der Elek troroll er mit einem Motorroller ve rglichen. Das Ein sparpotenzial ist dann am größten, wenn der Fahrstrom aus regenerati ven Energien gewonnen wird. Um di e Eins parmögli chkeit vo n Kohlenstoffdioxid zu berechnen, wu rde der Strommix

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dreier europäischer Länder mi teinander verglichen. Einbezogen wurden insbesondere Deutschla nd, das rund di e Hälfte seiner Elektrizität aus fos silen Energieträgern gewinnt, Österreich, das ca. 70 %seines Stroms mit Wasserkraft erzeugt, un d Frankreich, das etwa 80 % mit Kernenergie produziert. Abb. 5 vermittelt das C0 2-Einsparpotenzial des Elektroroll ers gegenüber einem Motorroll er in Gramm C0 2 / km. Das Ergebnis zeigt landess pezifi sch stark differi erende Potenziale zu r C0 2-Einsparung, jedoch ergeben sich in allen drei Fällen Mög li chkeiten zu einer Verminderung von C0 2• Nach Wirtschaftli chkeit und Ökologie stellt sich schließlich noch die Frage nach der Versorgungssicherh eit. Hier sind zum einen die Auswirkun gen des Ladens von Elektrorollern auf di e ve rfügbare Netzkapaz ität und zum and eren das Potenzial von Elektrorollern hinsichtlich der Diversifizierung von Energieträgern im Verkehrssektor von Belang. Geht ma n von 500 000 Elektrorollern in deutschen Haushalten aus, di e gleichzeitig geladen werden, käme es bei Ladeleistungen von ca. 3 kW, also insgesamt maximal 1,5 GW, zu keiner Beeinträchtigung der Netzkap az ität Ein weiterer Vorteil der Elektroroller ist ihre Auswirkung auf di e Diversifizierung von Energieträgern . Aufg rund der begrenzten Vorkommen, der wachsenden Nachfrage und au ch der politischen Instabilitäten in ma nchen Förd erländern ist eine sichere und kostengünstige Energieversorgung durch foss ile Energieträger nicht dauerh aft ge-

Wi e oben dargelegt, ist es sowohl aus technischer und wirtschaftlich er als auch aus energiewirtschaftli cher Sicht möglich, Elektroroll er im Ber ufspe ndlerverkehr zu nutzen. Für einen max imalen Arbeitsweg von 25 km kann der Roller problemlos an etwa de r Hälfte all er Werktage des Jahres eingesetzt werd en. Durch den Einsatz di eser Fahrzeuge auch für andere Ku rzstrecken lässt sich das Nutzu ngs potenzial noch erheblich ausweiten. Für das ehrgeizige Vo rhaben der Bundes regierung, bis 2020 1 Mio. Elektrofahrzeuge in den Straßenverkehr integri ert zu haben, bieten die Elektroroller ein he rvor ragendes Potenzial. Sie sind sowohl deutlich günstiger als Elektroautos und bereits heute als Serienfahrzeuge ve rfügbar. Die Analyse der Wirtschaftlichkei t hat gezeigt, dass sich di e Zusatzinvestition Elektroroller zu m PKW in rund zwei Jahren amortisiert hat. Die Mehrkosten des Elektro rollers machen sich auch gegenüber ein em konventionellen Roller nach etwa 4 000 km bezahlt. Im Hinblick auf die Versorgungssicherheit und Umweltverträgli chkeit bringt der elektri sch betriebene Roller ebenfa lls große Vo rteile mit sich. Selbst wenn der Strom zum Antrieb der zweirädrigen Elektrofahrzeuge zu 100 % mit fo ssilen Energieträgern erzeugt würde, ergäbe sich verglichen mit herkömmli chen Rollern eine Einsparung von üb er 4 kg co2/ 100 km. Da beinahe fü r 50 % aller Berufs pendler Elektroroller als Pendlerfahrze ug in Frage komm en, entsteht aus energiepolitischer Sicht ein großes Potenzial für di e Elektrifizierun g des Straßenverkehrs mi t Elektrorollern. Dies hat auch die Industrie erkannt. Die Kosten vo n Elektrorollern unterscheiden sich nicht mehr stark von de nen für konventionell e Motorroller. Steigt die Nach-

ENERGIEWIRTSCH AFTLICH E TAG ESFRAGEN 61. Jg. (20 11) Heft 3

frage nach Elektrorollern, so wird sich auch das Angebot an preiswerten und technisch verbesserten Fahrzeugen erhöhen.

Potenzialanalyse von Smart Horne-Dienstleistungen Bisher stehen bei deutschen Energieversorgungsunternehmen (EVU) die Kernkompetenzen im Vordergrund, wenn es um Angebote von Produkten und Dienstleistungen rund um das "Smart

Anmerkungen

Horne" geht. Insbesondere konzentrieren sich die Versarger auf die Messung und Steuerung des Energieverbrauchs . Dabei sehen die Unternehmen aber auch Vermarktungspotenziale für

[11 Bundesregierung: Nationaler Entwicklungsplan

Zusatzleistungen, die durch die Verbreitung von Smart Metern entstehen, wie eine aktuelle

Elektromobilität der Bundesregierung, 8/2009, abruf-

Studie von Logica Business Consulting zeigt. Die befragten 26 EVU und Messstellenbetreiber

bar unter

gaben an, bis 2015 insbesondere in den Bereichen Haushaltsgeräte und Energiespeicher Dienst-

http://www.bm bf.de/pub/nationaler _ entwicklungs-

leistungspotenzial zu sehen. Die Studie " Heimvorteil für Energieversarger - Marktpotenzial von

plan_elektromobilitaet.pdf

Dienstleistungen rund ums Smart Horne" stellt jedoch auch fest, dass die Versarger ihre Chance

[21 Euroforum: Elektromobilität ist machbar. Presse-

schnell ergreifen müssen, um das Feld Smart Horne nicht dem Wettbewerb zu überlassen. Ins-

bericht zur Euroforum Konferenz "Elektromobilität"

gesamt 88 % der befragten Versarger bieten ihren Kunden die erforderliche Basistechnologie,

(14. und 15.1.2009, Berlin), 1/2009, abrufbar unter

Ende des Jahres werden es 100% sein. Zwar haben heute bereits 57% der befragten EVU Smart-

http://www.euroforum.de/data/ presse/ PB_Elektrom-

Horne-Dienstleistungen im Portfolio, jedoch starteten 80% erst im letzten Jahr mit entsprechen -

bilitaet_25_0 1_2009.pdf

den Pilotprojekten . Knapp 27 % der Versarger bieten aktuell Internetportale zur Visualisierung

[31 Scherrer, G.: Kostenrechnung. Stuttgart 1999.

des Verbrauchs an. 33% gaben an, bis zum Jahresende 2011 nachzuziehen . Energieanzeigedis-

[4] ADAC abrufbar unter http://wwwl.adac.de

plays bzw. eine Energieverbrauchssteuerung bieten aktuell erst 19% an. Bis Anfang 2012 wollen

[51 Bundesverband der deutschen Industrie e. V.: Inno-

46 %insbesondere mit mobilen Kundendisplays, Mobiltelefonen und Smartphones nachziehen .

vative Antriebstechnologien, Elektromobilität und al-

71 %der Befragten gaben an, 2015 Potenziale in Dienstleistungen rund um die Energiemessung

ternative Kraftstoffe für unsere Mobilität von Morgen.

und -verbrauchssteuerung zu sehen. 58% sehen Chancen für Dienstleistungen insbesondere bei

Positionspapier v. 1.2.20 I 0.

Haushaltsgeräten und Energiespeichern. Als besonders attraktiv können sich dabei spezifische

[61 Statistisches Bundesamt: Bevölkerung und Erwerbs-

Tarife erweisen, mit denen sich das Nutzungsverhalten von Endkunden steuern lässt, sodass die

tätigkeit. Mikrozen sus 2008. Band 2. Wiesbaden 2009.

Netzbelastung optimiert werden kann und Spitzenlasten vermieden werden. 68 % der Befragten

[71 Umweltbundesamt: Entwicklung eines nationalen

sehen dabei Batterien von Elektrofahrzeugen als Mittel der Laststeuerung, 58 %sehen entspre-

Allokationsplans im Rahmen des EU-Emissionshan-

chendes Potenzial in Haushaltsgeräten. Weiteres Potenzial identifiziert die Studie für Energiever-

dels. Dessau 2007, abrufbar unter

sarger in den Bereichen Haustechnik sowie Informations- und Kommunikationstechnologien. Als

http://www. umwel tda ten.de/ publika tion en/fpdf-

weitere Treiber der Entwicklung analysiert sie die Nutzung von Smart Grids und die gesetzliche

l/3254.pdf

Pflicht, Smart Meter zu verbauen.

Weitere Literatur

Weitere Informationen : www.logica.de

[11 Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie; Auswärtiges Amt: Bericht der Arbeitsgruppe I "Internationale Aspekte" zum Energiegipfel am 9. Oktober 2009. Bericht v. 25.9.2006, abrufbar unter http:;;ww,v.bmu.de/ files/energieeffizienz/downloads/ application/pdf/agl _internationale_aspekte.pdf

-

[21 Kraftfahrt Bundesamt: Der Fahrzeugbestand am 1. Januar 2007. Pressemitteilung Nr. 4/ 2007 . [31 Meyer, I.; Scheffran, J.: Bioenergie für Klimaschutz und nachhaltige Entwicklung - Chancen und Grenzen von Biokraftstoffen. In: Wissenschaft und Umwelt Interdisziplinär. 11/2008, S. 80-93. [41 Verband der Automobilindustrie e. V.: Leitfaden zn Kraftstoffverbrauch und CO,- Emissionen aller neuen

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Prof. DrAng. W. Mauch, Geschäftsführer, Dipl.-Ing. L. Köll, Dipl.-Ing. T. Mezger, Dipl.Ing. (FH) T. Rasilier, Wissenschaftliche Mitarbeiter, B.Sc. K. Wachinger, Absolventin, Forschungsstelle für Energiewirtschaft e. V., München infooffe. de

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