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Die E-Tankstelle der Zukunft
Batteriewechsel

Multi-Use-Hub "7 in 1"

Die "7 in 1"-E-Station ist eine Einladung, das engstirnige Denken in Monokulturen und Wertschöpfungsketten der letzten 150 Jahre zu überwinden. Sie integriert den Batteriewechsel in ein Stationskonzept; sie wird als "Multi-Use-Hub" oder "7 in 1" bezeichnet. Die Mobilitätswende braucht flexible, multifunktionale Infrastrukturen, die je nach Kundenbedürfnissen, Technologien und Märkten angepasst und weiterentwickelt werden können.

Die führende Komponente von "7 in 1" ist ein Batteriewechsel innerhalb von 1,5 Minuten, der bei Bedarf auf 30 Sekunden reduziert werden kann. Das bedeutet sichere E-Mobilität ohne den teuren Zeitverlust. Diese Komponente kann allein oder in Kombination eingesetzt werden.

Unsere Wechsel-Lösung ist das fehlende Bindeglied zu einer flexiblen, gesteuerten Ladung (≤ 0,5 C), die die Batterien und das Netz schützt. Und sie bietet eine zusätzliche Zweitnutzung durch die permanent nutzbaren Batterieaggregate als Basis für eine ausreichende netzorientierte Energiespeicherung. Diese Speicher als Teil des "7 in 1"-Netzwerkes werden attraktive Anbieter von Regelenergie für die virtuellen Kraftwerke der Zukunft sein, die die hohen Volatilitäten der Ökostromerzeugung dauerhaft kompensieren müssen.

"7 in 1"-Stationen werden Partner sowohl der Mobilitäts- als auch der Energiebranche - mit einer Ein-Batterie-Welt statt zwei. Doch "7 in 1" kann viel mehr leisten. Für verbleibende Plug-in-Clients können sie zentralisierte Plug-in-Hubs mit mehr als 24 Steckverbindungen anbieten. Der Standard-Plug-in-Hub ist eine Energie-Einheit mit zwei 20-Fuß-Containern, die zu geringen Kosten über Nacht oder durch Containertausch aufgeladen werden können. In Zusammenarbeit mit großen Windparks transportieren selbstaufladende E-Container-LKWs gefüllte Batteriecontainer von nahegelegenen Windparks zu den "7 in 1"-Stationen, wo die leeren Container sofort ersetzt werden. Dies ermöglicht sehr niedrige Plug-in-Preise aufgrund der minimalen Kosten für grüne Überschussenergie. Zusätzlich könnten Wasserstoff-Tankstellen oder kohlenstoffhaltige Kraftstoffe mit niedrigen CO2-Werten angeboten werden; flankiert von einem herkömmlichen Stationsshop mit Snack-Möglichkeiten. "7 in 1" kann bei Bedarf auf "8 in 1" oder "9 in 1" erweitert werden.

Multi-Use-Hubs vermeiden und ersetzen Plug-in-Monokulturen

Multi-Ladestationen als Infrastrukturstandard bieten landesweite Vielfalt, Effizienz, Konzentration und Aggregation mit Doppelnutzen-Effekten. Sie sparen Zeit, Geld, Arbeit und Rohstoffe in einer Größenordnung. Ein flächendeckendes Netz von "7 in 1"-Stationen (ca. 25.000 in Deutschland) ist die ideale Alternative zu einem sehr teuren Netzausbau und der Installation von Millionen von Ladesäulen (1 Wechselstrom-Säule für 5 E-Autos), die unser tägliches und städtisches Leben, unsere Ambitionen zur Entwicklung neuer Formen nachhaltigen Lebens, zusätzlich beeinflussen.

Durch enorme Kosteneinsparungen im Infrastrukturbereich (bis zu 80 %) werden alle Formen des E-Verkehrs für die Kunden erschwinglicher. Netzkabel, Energiespeicher, Akkumulatoren, realisierbare Wiederverwertungs-Perspektiven und der Betrieb und die Wartung von E-Flotten-Fahrzeugen für einen definierten Transportumfang werden kostengünstiger. Swapping plus 6 ist der beste Generator für eine realisierbare breite Mobilitätswende; jeder Kostenvorteil erleichtert den allgemeinen Veränderungsprozess. Weniger oder keine Quersubventionierung ist erforderlich. Zwei Diagramme zeigen wichtige Vorteile von "7 in 1": Die Übersicht der Plug-in-Nachteile und der Überblick über vermeidbare zukünftige Netzinvestitionen für AC/DC-Plug-in-Monokulturen.

 

▸ Beispiel für Vandalismus: Ladesäule wird "gehackt"

 

Der “7 in 1”-Hub: eine Vision mit vielen Perspektiven

Die Idee von "7 in 1" als Alternative zu Millionen von Gebührensäulen und zeitraubenden Verfahren wird in der vorstehenden Argumentation erläutert. "Wechseln statt Warten" ist das Schlüsselargument unseres E-Mobilitätsansatzes. Die korrelierten Auswirkungen der Einsparung von Zeit, Ressourcen und Geld sind einzigartig. Eine Wechselzeit von 1,5 Minuten ermöglicht Masseneffekte, die es erlauben, E-Stationen ohne Subventionen zu betreiben: real existierende Märkte überlagert mit einem intelligenten ökologischen Rahmenwerk.

Unsere idealen Kunden sind professionelle Flotten in einem permanenten Marktwettbewerb und -betrieb, die nur kurze Unterbrechungen und eine optimale Nutzung der verfügbaren Fahrzeuge und Kapazitäten verlangen. Für sie können wir ein vollständiges USP-Produkt anbieten.

Prinzipiell jeder Kunde, der Einsparungen erzielen möchte, kannt daran interessiert sein, sich uns anzuschließen. Wir bieten Infrastrukturlösungen für Busse, Lastkraftwagen, Kleintransporter und Pkw und Spezialmobile. Dies sowohl als reines Swapping oder als "7 in 1" oder als Infrastruktur für schwere und kleine E-Fahrzeuge.

Unsere Hauptkonkurrenten sind die DC-Supercharging-Angebote, die vollständige E-Ladungen mit 15-20facher Wartezeit anbieten. Sie müssen in der Preisgestaltung doppelt so teuer sein: 60-70 Cent pro kWh gegenüber unserer strategischen Preislinie, die aufgrund des größeren Volumens weniger als 30 Cent pro kWh berechnen kann.

DC-Supercharging wird die Kosten sowohl für die Batterien als auch für die Netze erheblich erhöhen.

In unserer Übersicht “7 in 1” zeigen wir Ihnen die sieben magischen Vorteile unserer Lösung. Klicken Sie auf die Symbole, um die komprimierten Erklärungen zu lesen.

Batteriewechsel in 1,5 Minuten

Der Batteriewechsel in nur 1,5 Minuten eliminiert Wartezeiten, wie sie bei dem Plug-in-System auftreten. Dies gewährleistet einen produktiven Flottenbetrieb. Der Batteriewechsel führt zu höheren Nutzerfrequenzen, wodurch E-Tankstellen dann Discountpreise, klassischen Komfort, Dual-Use-Speicherdienst sowie systeminterne Netzentlastung (systemisch gesteuertes Laden statt Netzproblemen durch permanente Batterieaggregation) anbieten können.

Plug-in-Hubs mit flexibler Aufladung

Zusätzlich zum Batteriewechsel schaffen zentralisierte Plug-in-Systeme mit kontrollierter Ladung ein zentrales Angebot für alle Plug-in-Fahrzeuge. Es umfasst normales Plug-in und schnelles Plug-in. Der Energiespeicher (in der Regel: 2 x 0,7 MW-Container) wird netzkonform geladen und damit gesteuert. Dadurch kann das Ladestationsdilemma (siehe extreme Allokation, Überversorgungspflichten) vielerorts beseitigt werden. Auch Fahrzeuge mit austauschbarer Swapping-Technologie können dieses Angebot über ein zusätzliches Kabel nutzen.

Dual-Use-Speicher zur Energieregulierung

Durch den Atomausstieg im Jahr 2022 und den Kohleausstieg im Jahr 2038, den Ausbau von Wärmepumpen, 5G und die E-Mobilitätswende wird der Bedarf an Regelenergie (primäre, sekundäre, tertiäre Regelenergie) exponentiell ansteigen. In den Superhubs können recycelte gebrauchte Batterien als Speicher für sekundäre und tertiäre Regelenergie sowie zur Redundanz bereit gestellt werden und aktive Fahrzeugbatterien (siehe Batteriewechselstationen) mit Hilfe von Stromrichtern, Transformatoren und Energie- und Batteriemanagementsystemen in die Lage versetzt werden, den steigenden Bedarf an ausgleichenden Speichersystemen (Verbindung von Netz und Mobilität) weitgehend zu decken.

Diese Regelleistung ist Teil der Kompensation, die im Rahmen der Energiebereitstellung zur Deckung von Energieverlusten und zur Minimierung einspeisebedingter Leistungsschwankungen erforderlich ist (§ 3 EnWG). Sie wird von den Übertragungsnetzbetreibern eingekauft und ihre Kosten werden auf die für die Energieabweichungen Verantwortlichen (Bilanzverantwortliche) umgelegt. Die Vergütung erfolgt zu einem Leistungspreis (in €/MW), der die verfügbare Bereitstellung der Regelleistung honoriert; bei Sekundär- oder Tertiärregelleistungen wird ein dezentral definierter Mehrpreis (in €/MW) für die reale Nutzung gezahlt (Ausnahme: Primärregelleistung pro ENTSO-E). Die Superhubs, insbesondere die Hubs für Nutzfahrzeugflotten, können zu wesentlichen systemsichernden Elementen der angestrebten erneuerbaren Energieversorgung und des zukünftigen Betriebs virtueller Kraftwerke werden (siehe volatile Quellen).

Einsparung von Energiekosten

Die Einführung der E-Mobilität hat unter anderem mit hohen Stromkosten für das Aufladen einer Autobatterie zu kämpfen. Vielerorts kostet die kWh für einen Hausanschlussnutzer bereits ca. 30 Cent; Ladesäulen verlangen oft ca. 40 Cent/kWh (bis zu 70 Cent für DC-plug-in). Weit über 70 % der Stromkosten werden für Steuern und Abgaben benötigt. Da moderne Diesel- und Benzinfahrzeuge aufgrund ihres geringen Verbrauchs teilweise unter 20 Cent/kWh liegen, ist der Vorteil von E-Mobilen preislich noch nicht nachvollziehbar. Aufgrund der großen Zahl der Nutzer und des Mengenvorteils der E-Tankstellen (Superhub) können die benötigten Strommengen jedoch im besten Fall zu 5-6 Cent/kWh bezogen werden, wenn die Mehrkosten aus Stromerzeugung, Stromverteilung und tradierten Steuern/Abgaben eingedämmt werden können. Darüber hinaus werden zusätzliche Einnahmen durch die Bereitstellung von Regelenergie erzielt, so dass alle diese Faktoren zusammen einen kWh-Preis von etwa 20 Cent für den Verbraucher ermöglichen könnten. Damit wird das System wettbewerbsfähig auch gegenüber "fossilen" Antriebsarten.

Komfort der herkömmlichen Tankstellen

Die Konzentration auf Hausanschlüsse und Ladesäulen führt automatisch zum Tod der regulären Tankstellen. Der Komfort der "fossilen" Tankstellen und die von ihnen angebotenen Dienstleistungen wie Autowäsche, Nachteinkäufe usw. würden nicht mehr existieren. Der Super-Hub bietet eine attraktive Vision für die zukünftige Nutzung von Tankstellen. Eine starke Nutzung könnte auch ausreichende Einnahmen in zusätzlichen Dienstleistungsbereichen sichern.

Sehr hohe Batterie-Lebensdauer

Ein Batteriewechsel mit batteriefreundlich gesteuerten Ladevorgängen ist problemlos möglich, wenn die Fahrzeuge mit einem kompatiblen Wechselrahmen ausgestattet sind und die Batterieabmessungen mit den Maßen des Wechselsystems kompatibel sind. (Dies erfordert internationale Vereinbarungen zwischen den beteiligten Akteuren, die bereits im Gange sind). Zum Beispiel ermöglicht die Nachrüstung unseres Partners EDAG die Umrüstung von Dieselfahrzeugen und allen Formen von Plug-in-Fahrzeugen auf Elektroautos mit Batteriewechselrahmen (Retrofit-Programm). Zu gegebener Zeit können die neuesten Batterie-Innovationen mit längerer Lebensdauer eingesetzt werden, wenn es die Abmessungen erlauben. Unabhängig davon werden die derzeit eingesetzten Lithium-Ionen-Batterien im Super-Hub exorbitant geschont, wenn sie nicht schnell sondern nach einem Batteriewechsel in ≤ 0,5 C schonend geladen und dann zur kontinuierlichen Netzstabilisierung eingesetzt werden (siehe Regelleistung). Die Sektorkopplung Mobilität/Netz schafft eine Win-Win-Situation: Das Smart Grid wird durch die Möglichkeiten der Autoakkumulatoren entlastet und die Autobatterien durch den Regelenergieeinsatz effizient gehalten (Lebensdauereffekt insgesamt: Faktor 4-5 im Vergleich zur Schnellladung).

Blackout-Vorsorge

Die deutschen Kommunen mit ihren rund 900 Ortsnetzen werden von Experten (TU München, Oliver Wyman) davor gewarnt, dass eine mangelnde Versorgung ab 2032 in extremer Weise zu flächendeckenden Stromausfällen im Stromnetz führen kann (95% Wahrscheinlichkeit). Mit den daraus resultierenden Folgen muss man sich in naher Zukunft auseinandersetzen! Mit der Vorbereitung der Verteilungsnetze muss jetzt begonnen werden, da lokale Stromausfälle in Teilnetzen bereits 2022 zu erwarten sind (TU Berlin). Die pauschale Berechnung von Wahrscheinlichkeiten und Extrapolation der Belastbarkeit ist nur theoretischer Natur und erspart den Gemeinden und ihren Partnern keine definierte und individuelle Blackout-Vorsorge. Angesichts der angespannten Finanzlage und der aktuellen Wirtschaftsaussichten ist es erforderlich, besonders nachhaltig zu investieren und zu haushalten. Daher sollte der Schwerpunkt auf die Implementation von Lade-Infrastrukturen gelegt werden, die selbst zur Blackout-Prävention beitragen: durch kontrolliertes Wiederaufladen (mindestens ≤ 0,5 C) und die Bereitstellung von Speicherkapazität (siehe Regelenergie). Mit der sukzessive wachsenden Infrastruktur des Super-Hub-Systems können landesweit risikolos mehrere Milliarden Euro an Netzerweiterungsinvestitionen eingespart werden. Diese stünden vor allem den Kommunen für andere Aufgaben im Zusammenhang mit der Energie- und Mobilitätswende zur Verfügung.

Modell-Version der "7in1"-Tankstelle

"7in1"-Tankstelle