78 1 · 2022 TR ANSFORMING CITIES THEMA Urbane Mobilität © rostichep auf Pixabay Bedarfsgerechte urbane Ladeinfrastruktur Eine Fallstudie am Beispiel der Stadt Nordhausen Elektromobilität, Use Cases, Case Study, urbane Mobilität, Ladeinfrastruktur Alexandra König, Elke Bouillon, Christoph Webel, Filiz Kurt, Lea-Marie Kuhlmann, Wolfgang Rid Der Markthochlauf von Elektromobilität wird stellenweise durch die als unzureichend wahrgenommene Ladeinfrastruktur gebremst. Der Fokus der Anstrengungen beim Ausbau der Ladeinfrastruktur liegt derzeit auf der Bereitstellung von High Power Charging (HPC). In Zukunft wird es bei einer flächendeckenden wirtschaftlichen und bedarfsorientierten Ladeinfrastruktur jedoch darum gehen, das Ladenetz entsprechend den differenzierten Anwendungsfällen (Use Cases) kostengünstig auszubauen. Das Forschungsprojekt DC-LEO setzt sich zum Ziel, eine neuartige Ladeinfrastruktur auf Basis der Oberleitungen von Straßenbahnen für den urbanen Raum zu entwickeln und zu erproben. Der Beitrag präsentiert die Ergebnisse einer Bevölkerungsbefragung in Nordhausen, Thüringen (N = 137). Die Ergebnisse zeigen eine geringe Zufriedenheit der Befragten mit der Verfügbarkeit öffentlicher Ladeinfrastruktur in Thüringen in verschiedenen räumlichen Kontexten. Weiterhin zeigte sich, dass Lademöglichkeiten im öffentlichen und halböffentlichen Raum in Nordhausen aktuell selten genutzt werden, jedoch 18 % der Befragten über keinen Privatparkplatz und weitere 26 % über einen Privatparkplatz ohne Stromanschluss verfügen. Auf Basis der Ergebnisse können Empfehlungen für die bedarfsgerechte Entwicklung der Ladeinfrastruktur (zum Beispiel: Standorte und Use Cases) abgeleitet werden. 79 1 · 2022 TR ANSFORMING CITIES THEMA Urbane Mobilität ren im Anwendungsgebiet Nordhausen (Thüringen) evaluiert sowie im Rahmen von Multiplikator-Aktivitäten weiteren Städten mit einer Straßenbahn-Infrastruktur bekannt gemacht. Entsprechend des Zieles der neuen Bundesregierung, „den vorauslaufenden Ausbau der Ladesäuleninfrastruktur mit dem Ziel von einer Million öffentlich und diskriminierungsfrei zugänglichen Ladepunkten bis 2030 mit Schwerpunkt auf Schnellladeinfrastruktur ressortübergreifend zu beschleunigen“ ([10], S. 51f.) will das Projekt DC-LEO Verbraucherbedürfnisse und Nutzerfreundlichkeit der Ladeinfrastruktur in den Mittelpunkt stellen. Dazu wurden Anforderungen der zukünftigen Nutzer*innen in einer frühen Projektphase erhoben, um diese in die Konzeptentwicklung einfließen zu lassen. Methodik der Befragung Um Anforderungsprofile der zukünftigen Nutzerinnen und Nutzer in Nordhausen zu erheben und zielgruppenspezifisch zu analysieren, wurde eine Fragebogenstudie durchgeführt. Die Befragung adressierte sowohl E-Fahrzeug-Besitzende als auch Personen, die noch keinen Kontakt zu Elektromobilität hatten. Der Fokus der Fragen lag auf der Bewertung der öffentlichen Ladeinfrastruktur, der Relevanz von Eigenschaften der Ladeinfrastruktur und den potenziellen Standorten für den Aufbau neuer Ladeinfrastruktur. Um einen möglichst großen Teil der Grundgesamtheit zu erreichen, wurde eine postalische Haushaltsbefragung mit einer Onlinebefragung kombiniert. Im Sommer 2021 wurden 1000 Fragebögen mit frankiertem Rückumschlag an zufällig ausgewählte Haushalte in Nordhausen und den umliegenden Orten verteilt, sowie parallel der Aufruf zur Onlinebefragung über soziale Medien und lokale Onlinemedien verteilt. Insgesamt nahmen 137 Personen an der Onlinebefragung (n = 37) oder der Haushaltsbefragung (n = 100) teil. Die Mehrheit der Befragten war männlich (61,3 %, n = 84). Der Altersdurchschnitt der Befragten betrug 49,8 Jahre (SD = 18,4). Ein Großteil der Personen war in Vollzeit beschäftigt (48,7 %) oder bereits im Ruhestand (20,2 %). Die meisten Personen gaben an, in einem Ort mit über 10 000 Einwohner*innen (61,7 %) und weitere 12,5 % der Befragten in einem Ort mit weniger als 1000 Einwohner*innen zu leben. Ergebnisse Nutzung von E-Mobilität Etwa 17 % der Befragten (n = 24) gaben an, ein E- Fahrzeug zu besitzen (davon elf im Privatbesitz, zehn Dienstwagen mit privater Nutzung, ein Dienstwagen Eine hohe Durchdringung von Elektromobilität lässt sich unter anderem durch eine Steigerung der Akzeptanz erreichen. Als Barrieren für den Kauf eines E-Autos werden in Befragungen neben zu hohen Anschaffungspreisen und den als zu gering wahrgenommenen Reichweiten meist eine unzureichend ausgebaute öffentliche Ladeinfrastruktur genannt [1, 2, 3]. Die als ausbaufähig empfundene öffentliche Ladeinfrastruktur ist einer der Gründe dafür, dass E-Autos zumeist von Personen gekauft werden, die über eine private Lademöglichkeit oder die Möglichkeit, bei ihrem Arbeitsgeber zu laden, verfügen [4, 5]. Sprenger stellte in einer Befragung von 1000 E-Fahrzeugfahrer*innen fest, dass zahlreiche Faktoren für die Akzeptanz von öffentlichen Ladesäulen eine Rolle spielen, wie begrenzte Parkzeiten und die Transparenz von Bezahloptionen [6]. Um eine Kundenbindung zu erreichen, schlägt der Autor deshalb vor, Preistransparenz und neue Angebotskombinationen aus Parken und Laden zu schaffen, um das Angebot dem Bedarf und den Gewohnheiten unterschiedlicher Zielgruppen anzupassen. Bislang wurde die Ladeinfrastruktur eher hinsichtlich der Leistung (Normalladen, Schnellladen, High Power Charging) [7], des Ladeortes (privates Laden, öffentliches Laden/ halböffentliches Laden) [7, 8] oder der generellen Unterscheidung zwischen Alltagsladen und öffentlichem Laden [9] betrachtet. Für bedarfsgerechte Ladeinfrastruktur-Konzepte sollten die Analysen jedoch stärker auf die engen Verflechtungen zwischen den Anforderungen unterschiedlicher Nutzergruppen, der Qualität der Ladesäule (Gleichstrom/ Wechselstrom) sowie deren Standorten fokussieren. Bei Betrachtung der Anwendungsfälle kann die Ladeinfrastruktur in die vier Kategorien Alltagsladen, unterwegs Laden, Laden am Zielort sowie Gelegenheitsladen unterschieden werden. Je nach Standort und damit verbundenem Anwendungsfall ergeben sich daraus unterschiedliche Anforderungen an die Ladeinfrastruktur. Hier setzt das Forschungsprojekt DC-LEO - Gleichstromladen an elektrischen Oberleitungen an. Das Projekt setzt sich zum Ziel, eine Ladeinfrastruktur zu entwickeln, welche die Oberleitung von Straßenbahnen nutzt, um Netzausbaukosten zu reduzieren und zusätzliche Standorte im Stadtraum zu erschließen. Somit können preisgünstigere Angebote für das (Schnell-)Laden im öffentlichen Raum gemacht werden. Zudem wird durch die Erhöhung potenzieller LIS-Standorte eine höhere Flexibilität für urbane LIS-Standortkonzepte ermöglicht. Die im Verbundprojekt realisierte Gleichstrom-Ladesäule wird während der Projektlaufzeit hinsichtlich technischer, wirtschaftlicher und nutzerzentrierter Fakto- 80 1 · 2022 TR ANSFORMING CITIES THEMA Urbane Mobilität mit rein beruflicher Nutzung und zwei in sonstigem Besitz). Die E-Fahrzeugbesitzenden waren im Schnitt 54,4 Jahre alt (SD = 11.8) und damit etwas älter als die E-Fahrzeugbesitzenden in der Studie von Sprenger [6]. Wie in Bild 1 dargestellt, wurden Ladesäulen im öffentlichen oder halböffentlichen Raum eher seltener genutzt. Für die Nutzung von E-Mobilität scheint eine private Lademöglichkeit zu Hause eine wichtige Voraussetzung für die Befragten darzustellen. Die Befragung ergab, dass 35,0 % der Befragten (n = 48) über einen Privatparkplatz mit Stromanschluss verfügen und 12,4 % der Befragten (n = 17) einen Privatparkplatz ohne die Möglichkeit der Nachrüstung eines Stromanschlusses besitzen. Weitere 36 Befragte gaben an, über einen Privatparkplatz mit der Möglichkeit der Nachrüstung (26,3 %) zu verfügen und 25 Befragte verfügten über keinen Privatparkplatz (18,2 %). Ladeinfrastruktur: Bewertung und Anforderungen Bei der Einschätzung der Anzahl öffentlicher Ladesäulen in Nordhausen gaben die Befragten einen Wert zwischen zwei und 50 mit einem Mittelwert von 11,4 an, der dem tatsächlichen Wert von 13 sehr nahe kam. Durch die Auswertung der Zufriedenheit mit der aktuellen Ladeinfrastruktur in Thüringen in verschiedenen räumlichen Kontexten, zeigte sich ein eher homogenes Bild, dass auf eine Unzufriedenheit mit dem bisherigen Ausbaugrad hinweist (Bild- 2). Es zeigten sich keine signifikanten Unterschiede zwischen Befragten, die im Besitz eines E-Autos sind und denen ohne E-Auto. Bild 3 zeigt, welche Standorte sich die Befragten für öffentliche Ladesäulen in Nordhausen wünschen würden. Es wird ersichtlich, dass vor allem die Innenstadt (B2) und das westliche Wohngebiet (A2) als relevante Gebiete betrachtet werden. Bild 1: Nutzung von Ladeorten in Prozent (n = 22). © König et al. Bild 2 (links): Einschätzung der Zufriedenheit mit öffentlicher Ladeinfrastruktur in verschiedenen räumlichen Kontexten. © König et al. Bild 3 (rechts): Karte von Nordhausen mit der Häufigkeit der gewünschten Standorte. © König et al., 2022, Nordhausen in Openstreetmap, Layers: B00T T, CC-BY-SA 2.0) 7 6 21 26 8 14 1 2 Nutzung von Ladeorten Zufriedenheit mit Ladeinfrastruktur in verschiedenen räumlichen Kontexten Mittelwert der Zufriedenheit [1 = sehr unzufrieden, 5 = sehr zufrieden] im städtischen Raum im ländlichen Raum an Landstraßen an Autobahnen Fehlerbalken: 95 % Konfidenzintervall 5 4 3 2 1 Besitz E-Auto nein ja 2,5 2,1 1,7 1,7 1,8 1,9 2,4 2,3 81 1 · 2022 TR ANSFORMING CITIES THEMA Urbane Mobilität Der Vergleich zwischen Standorten für Normal- und Schnellladung zeigte, dass die Befragten, die im Besitz eines E-Fahrzeuges sind, aufgrund der höheren Aufenthaltsdauer insbesondere Einkaufs- und Freizeiteinrichtungen als relevante Standorte für Normalladung betrachten (Bild 4). Die Schnellladung wurde insbesondere an Tankstellen und größeren Straßen, aber auch bei Einkaufsmöglichkeiten als relevant erachtet. Die Betrachtung der Relevanz von Eigenschaften öffentlicher Ladeinfrastruktur zeigte, dass insbesondere die Verfügbarkeit der Ladesäulen, ihre Benutzerfreundlichkeit und die sichere Parkmöglichkeit im öffentlichen Raum als äußerst relevant betrachtet wurden (Bild 5). Fazit Hervorzuheben ist, dass die Befragten, unabhängig davon ob sie Erfahrungen mit E-Fahrzeugen haben oder nicht, unzufrieden mit dem Ausbaugrad der öffentlichen Ladeinfrastruktur sind. Hier zeigt sich eine Diskrepanz zwischen der subjektiven Wahrnehmung und dem tatsächlichen Ausbau, denn das Verhältnis der Anzahl der angemeldeten Elektrofahrzeuge zur Anzahl öffentlicher Ladepunkten in Thüringen liegt mit etwa fünf zu eins etwas besser als der Bundesdurchschnitt von sechs zu eins (eigene Berechnungen anhand von Statista [11] und den Daten der Bundesnetzagentur [12]). Der Bedarf für den Ausbau öffentlicher Ladeinfrastruktur ergibt sich in Hinblick auf Standorte in urbanen Wohngebieten, da hier ein Großteil der Befragten nicht über die Möglichkeiten des privaten Ladens verfügen. Die Studie zeigt, dass die Befragten die Ladeleistung je nach Standort und Anwendungsfall unterschiedlich bewerten. So zeigt sich, dass es nicht immer und überall die höchstmögliche Ladeleistung sein muss, die angeboten wird, sondern Befragte gut zwischen Anwendungsfällen unterscheiden können. Die Ergebnisse machen deutlich, dass die Eigenschaften Sicherheit, Verfügbarkeit und Benutzerfreundlichkeit als besonders relevant für Ladesäulen betrachtet werden. Die Fallstudie zeigt, dass für den bedarfsgerechten Ausbau der Ladeinfrastruktur die jeweiligen soziostrukturellen Bedingungen und Bedürfnisse der Bewohner*innen des Raums beachtet werden sollten. Im weiteren Projektverlauf werden die einzelnen Use Cases weiter ausdifferenziert und genauer betrachtet. Damit soll ein wichtiger Beitrag für einen wirtschaftlichen und anwendungsorientierten Ausbau der Ladeinfrastruktur geleistet werden. Das Projekt wird im Verlauf des letzten Projektjahres eine ökonomische Betrachtung der DC-LEO-Ladeinfrastruktur als Teil der Potenzialanalyse durchführen. Weiterhin werden Multiplikator- 2 Bild 4: Relevanz von Standorten für Befragte mit E-Auto (n = 19). © König et al. Bild 5: Relevanz ausgewählter Eigenschaften der öffentlichen Ladeinfrastruktur. © König et al. Orte für Normal- und Schnellladung Relevanz von Eigenschaften öffentlicher Ladeinfrastruktur (n = 115) 82 1 · 2022 TR ANSFORMING CITIES THEMA Urbane Mobilität Alexandra König Wissenschaftliche Mitarbeiterin Institut für Verkehrssystemtechnik Dt. Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Braunschweig Kontakt: alexandra.koenig@dlr.de Elke Bouillon Wissenschaftliche Mitarbeiterin Fachgebiet für Stadt- und Regionalökonomie Fachhochschule Erfurt Kontakt: elke.bouillon@fh-erfurt Christoph Webel Wissenschaftlicher Mitarbeiter Fachgebiet für Stadt- und Regionalökonomie Fachhochschule Erfurt Kontakt: christoph.webel@fh-erfurt Filiz Kurt Wissenschaftliche Mitarbeiterin Institut für Verkehrssystemtechnik Dt. Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Braunschweig Kontakt: filiz.kurt@dlr.de Lea-Marie Kuhlmann Wissenschaftliche Hilfskraft Institut für Verkehrssystemtechnik Dt. Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Braunschweig Kontakt: lea-marie.kuhlmann@dlr.de Prof. Wolfgang Rid Stadt- und Regionalökonomie Leiter des Fachgebietes Stadt-Mobilität- Energie (Erfurt / Stuttgart) Fachhochschule Erfurt Kontakt: wolfgang.rid@fh-erfurt.de AUTOR*INNEN aktivitäten umgesetzt, um den Transfer der Ergebnisse auf weitere Städte mit Straßenbahnen zu ermöglichen. Anmerkung: Das Projekt DC-LEO wird mit insgesamt 1,5 Mio. Euro vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie im Rahmen der Förderlinie „IKT für Elektromobilität“ gefördert. LITERATUR [1] Bobeth, S.: Psychologisch informierte Ansatzpunkte zur Förderung von Elektroautos im frühen Verbreitungsstadium, 2020. https: / / 141.48.10.209/ bitstream/ 1981185920/ 34057/ 1/ Bobeth_ Sebastian_ Dissertation_2020.pdf [2] Schabbing, B.: Personenverkehr in Deutschland: Einschätzungen und Bewertungen der Nutzer zu relevanten Mobilitätsformen und Anreizsystemen auf Primärforschungsbasis. ISM Research Journal, 5 (1), (2018) S. 106 - 130. https: / / ism.de/ images/ downloads/ research-journal-2018.pdf [3] Baldus, A., Westermann, A.: Smart Home Germany, Quo Vadis? - A Strategic Analysis for Proper Use Cases Across, ISM Research Journal, 5 (1), (2018) S. 1 - 26. https: / / ism.de/ images/ downloads/ research-journal-2018.pdf [4] Appel, H.: Star schicker Vorstädte. Frankfurter Allgemeine Zeitung, 2021. https: / / www.faz.net/ aktuell/ technik-motor/ elektromobilitaet/ wer-kauft-und-faehrt-ein-elektroauto-17332625.html [5] Newmotion: Ergebnisse des EV Driver Survey 2020. Bericht. Abrufbar unter: https: / / a.storyblok. com/ f/ 85281/ e5b2f07a4f/ ev-driver-sur vey-report- 2020-de-4jr9.pdf [6] Sprenger, A.: Kundenerwartungen an die Produkte und Dienstleistungen der Energiewirtschaft in der E-Mobilität. In: Realisierung Utility 4.0 Band 2 (2020) S. 759 - 779). Springer Vieweg, Wiesbaden. https: / / link.springer.com/ content/ pdf/ 10.1007%2F978-3-658-25589-3.pdf [7] Nationale Plattform Mobilität: Flächendeckende Ladeinfrastruktur. Bericht 2020. Unter Mitarbeit von Nationale Plattform Zukunft der Mobilität und Arbeitsgruppe 5. Hg. v. Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur. Berlin. Online verfügbar unter https: / / www.plattform-zukunft-mobilitaet.de/ wp-content/ uploads/ 2020/ 10/ NPM_ AG5_FlaechendeckendeLadeinfrastruktur_final.pdf [8] Raum, M., Belz, B., Kümmell, S.: Ladetechnik. In Elektrifizierung des Antriebsstrangs. Grundlagen - vom Mikro-Hybrid zum vollelektrischen Antrieb. (2019) S. 395 - 407). Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg. [9] Windt, A., Arnhold, O.: Ladeinfrastruktur nach 2025/ 2030. Szenarien für den Markthochlauf, 2020. Hrsg. von NOW GmbH - Nationale Leitstelle Ladeinfrastruktur. Berlin. Online verfügbar unter https: / / www.now-gmbh.de/ wp-content/ uploads/ 2020/ 11/ Studie_Ladeinfrastruktur-nach-2025-2.pdf [10] SPD: MEHR FORTSCHRITT WAGEN. Koalitionsvertrag 2021 - 2025 zwischen der Sozialdemokratischen Partei Deutschlands (SPD), BÜNDNIS 90 / DIE GRÜNEN und den Freien Demokraten (FDP). Abrufbar unter: https: / / www.spd.de/ fileadmin/ Dokumente/ Koalitionsvertrag/ Koalitionsvertrag_2021-2025.pdf [11] Kraftfahrt-Bundesamt - KBA (Hrsg.): Fahrzeugzulassungen (FZ) Bestand an Kraftfahrzeugen und Kraftfahrzeuganhängern nach Bundesländern, Fahrzeugklassen und ausgewählten Merkmalen. FZ 27. 2021. Flensburg. Verfügbar unter: https: / / www.kba.de/ SharedDocs/ Publikationen/ DE/ Statistik / Fahrzeuge/ F Z / 2021/ fz27_ 202101.xlsx? _ _ blob=publicationFile&v=5> [12] Bundesnetzagentur: Anzahl der Ladesäulen nach Bundesland (Stand Dezember 2021) Online verfügbar unter: https: / / www.bundesnetzagentur.de/ DE/ Sachgebiete/ ElektrizitaetundGas/ Unternehmen _ Institutionen/ E-Mobilitaet/ Ladesaeulenkarte/ start. html