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INNOVATIONS

E-MOBILITY 2021

WIE ENTWICKELT SICH DIE E-MOBILITY-INFRASTRUKTUR IN 2021?

Der Wandel zur E-Mobilität ist in vollem Gange. Immer mehr Fahrzeuge werden mit Elektro- oder Hybrid-Antrieb hergestellt und immer mehr Menschen nutzen diese neue Technologie für ein e-mobiles Fahrerlebnis und eine umweltfreundliche Fortbewegung. Viele Unternehmen und viele Bürger stellen sich aber auch die Frage: Ist das schon die Antriebstechnologie der Zukunft und wann wird die öffentliche Ladesäuleninfrastruktur so ausgebaut sein, damit auch ich mir ein Auto mit Elektroantrieb anschaffe? 

Heute gibt es in Deutschland bereits über 33.000 öffentliche Ladepunkte (Quelle: BNetzA, Stand: 3.12.2020, Link: Ladesäulenkarte). Der Bedarf für eine volle Flächenabdeckung ist aber viel größer und der Investitionsbedarf riesig. Gemäß aktueller Studien werden bis zum Jahr 2030 mindestens 440.000 Ladesäulen benötigt (Quelle: Studie der Nationalen Leitstelle Ladeinfrastruktur, 19.11.2020, Link: Nationale Leitstelle). Werden wir diese ambitionierten Ziele erreichen können? Welche Regionen sind führend in der E-Mobilität und welche haben großes wirtschaftliches Potential für den weiteren Ausbau? Wie viele Ladepunkte wird es in absehbarer Zeit geben, wenn der Ausbau in gleichem Maße vorangetrieben wird wie bisher?  

I-WUNDER entwickelt die Applikation „E-Mobility 2021“ als Innovationsprojekt, um diesen Fragen nachzugehen und führt damit interessante Insight-Analysen zum Thema Ladeinfrastruktur durch. Einige spannende Erkenntnisse ergeben sich bereits jetzt daraus für den weiteren Ausbau des Ladesäulennetzes in Deutschland. Diese unterstreichen – E-Mobility ist ein Megaprojekt und wird Wirtschaft und Bevölkerung über viele Jahre hinweg beschäftigen. Bitte beachten Sie: Vorhersagen sind keine Gewissheiten, aber sie projizieren aktuelle Entwicklungen in die Zukunft. Probieren Sie es doch selbst einmal aus! 

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Was zeigt die Applikation?

  • Die Daten der Bundesnetzagentur und zeigt die Anzahl der Ladepunkte in den Bundesländern und Landkreisen. Dies entspricht den Fahrzeugen, die bei voller Auslastung gleichzeitig geladen werden können.
  • Die Applikation zeigt die monatliche Entwicklung des Ausbaus auf Bundesländern und nach Landkreisen, beginnend seit 1.1.2017. Prinzipiell liegen auch noch längere Daten vor, werden aufgrund der geringen Fallzahl aber erst ab 2017 visualisiert
  • Die Pflicht zur Erfassung gilt erst seit … (2017). Es kann daher sein, dass nicht alle Ladepunkte erfasst sind.
  • Tesla als großer Anbieter ist hier nicht enthalten – Daten dazu gibt es bei …
  • Private Ladesäulen sind ebenfalls nicht erfasst, …
Was sind die spannendsten Ergebnisse der Analyse?
  • Die größte Anzahl an Ladesäulen existiert heute wie zu erwarten auch in den flächengrößten Bundesländern: Bayer, Bade-Württemberg und … führen die Liste an. Die Bevölkerungsdichte spielt dagegen bisher eine untergeordnet. Es geht beim Ausbau daher vor allem im Moment um geeignete Orte und Platz.
  • Bei den Landkreisen stechen ganz andere hervor – hier zeigt sich vor allem ein starker städtischer Ausbau, Berlin, Hamburg, München liegen vor.
  • In Bezug auf die Bevölkerungsdichte sind am innovativsten die Bundesländer …
  • Vom minimalen Ausbauziel 440.00 ist es noch ein gutes Stück Arbeit. Erst x%… sind vorhanden. Wenn der Ausbau weiter so fortschreitet wie bisher, dann werden es Ende 2021 50.000 Ladepunkte sein. Auch das sind erst … %
  • Ein spannendes Feld – diskutieren Sie gern ihre Fragen und Ergebnisse mit uns unter e-mobility@i-wunder.com
Worauf beruht die Prognose?
  • Die Prognose beruht auf der Zeitreihenanalyse des Ausbaus der letzten 12 Monate. Der daraus entstandene Trend wird auf die Entwicklung der nächsten 12 Monate projiziert.
  • Dieser Trend wird natürlich beeinflusst durch Faktoren wie Jahreszeiten, Förderprogramme, Corona-Lockdown u.s.w. und ist bei der Interpretation zu berücksichtigen. Die Prognose ist daher nicht 100% sicher, aber sie liefert eine Aussage, was unter ähnlichen Rahmenbedingungen für 2021 zu erwarten ist.
  • Für die Prognose haben wir ein mathematisch einfaches aber robustes Verfahren verwendet – gleitender Mittelwertverfahren mit exponentieller Glättung auf Basis der einzelnen Landkreise. Ausbauplanungen von Providern sind darin nicht berücksichtigt. Vorteil ist – Änderungen im Trend werden auch vom Verfahren berücksichtigt.
Was muss zukünftig noch berücksichtigt werden?
  • Am wichtigsten: die Entwicklungen und Entscheidungen am Markt werden der stärksten Einfluss haben. Wann soll ausgebaut werden, wer investiert wieviel, welche Technologien werden zum Laden noch entwickelt, Ladesysteme und Bezahlsysteme.
  • Tesla, Ladesysteme, Bezahlsysteme, Ausbauplanungen der Betreiberfirmen

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Anwendung

I-WUNDER entwickelt ein universelles Geo-Informationssystem (GIS), das für verschiedenste Anwendungen zur Darstellung und Analyse regionaler Zusammenhänge eingesetzt werden kann. Dieses Framework bildet die Grundlage für die E-Mobility-App, kann aber auch für weitere Szenarien genutzt werden, zum Beispiel für 

  • Visualisierung von Verkehrskennzahlen in Stadtgebieten
  • Bürgerinformationssysteme und zur Stadtentwicklung im Rahmen von Smart-City-Projekten
  • Steuerung von Geschäftsaktivitäten von Unternehmen in Vertrieb und Service
  • u.v.m.

Das Tool nutzt moderne Open-Source-Technologien und frei verfügbare Kartendaten und ist damit schnell und kostengünstig in Unternehmen oder kommunalen Einrichtungen einsetzbar. Die Vorteile liegen in der interaktiven Darstellung von Geo-Daten und geo-basierten Kennzahlen im Web, sowie dem Drill-Down in unterschiedliche Regionalstrukturen. Ist-Werte zeigen den aktuellen Stand. Die Anwendung visualisiert gleichzeitig zeitliche Trends und erstellt eine Prognose für die zukünftige Entwicklung in den Regionen. 

Im vorliegenden Szenario werden die Daten aller öffentlich registrierten Ladesäulen der Bundesnetzagentur genutzt. Damit werden aussagekräftige Kennzahlen auf den regionalen Ebenen Bundesländer und Landkreise ermittelt und eine Vorhersage für den Prognosehorizont von einem Jahr berechnet. Über ein Webhosting Framework werden die Daten für die Kartendarstellung aufbereitet und im Internet bereitgestellt. 

Verwendete Regionalschlüssel: Bundesland – KGS, Landkreise – KGS

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Technische Lösung

Bei der Implementierung wurden folgende Technologien eingesetzt:

    Entwicklung
    • Python
    • JavaScript
    • HTML
    • CSS
    • SQL
    • RESTful API
    • GitHub
    Frameworks
    • Flask
    • Jinja2
    • MapBox
    • Bootstrap
    • JQuery
    • Docker
    Datenbank
    • PostgreSQL
    Daten