Konzept zur Umstellung auf Elektromobilität

Ausgangslage

Die Kraftwerke Mattmark AG verfügt aktuell über eine Fahrzeugflotte von zehn Fahrzeugen, wovon vier bereits elektrisch betrieben werden. Die übrigen sechs Fahrzeuge nutzen Diesel oder Benzin und verursachen dadurch direkte CO₂-Emissionen. Im Hinblick auf die Nachhaltigkeitsziele der Axpo, die bis 2030 die CO₂-Emissionen aus dem Fahrzeugbestand auf Netto-Null reduzieren will, stellt sich die Frage, wie die bestehende Fahrzeugflotte schrittweise und wirtschaftlich auf Elektromobilität umgestellt werden kann.

Ziel

Ziel dieser Diplomarbeit war es, ein technisch, ökologisch und wirtschaftlich sinnvolles Gesamtkonzept für die Elektrifizierung der Fahrzeugflotte zu entwickeln. Dabei wurden geeignete Elektrofahrzeuge evaluiert, der zukünftige Energiebedarf ermittelt und eine Photovoltaikanlage mit Batteriespeicher sowie einer intelligenten Ladeinfrastruktur dimensioniert.

Ergebnisse

Die Berechnungen zeigen, dass durch die vollständige Elektrifizierung der heutigen Fahrzeugflotte jährlich rund 7'381 kg direkte CO₂-Emissionen aus dem Fahrbetrieb vermieden werden können. Für die zukünftige Fahrzeugflotte wird ein jährlicher Energieverbrauch von rund 19'516 kWh prognostiziert. Die Umstellung soll schrittweise erfolgen und sich am Alter, Zustand und Einsatzzweck der einzelnen Fahrzeuge orientieren. Bei der Fahrzeugwahl sind insbesondere Allradantrieb, ausreichende Leistung für Bergstrassen, Bodenfreiheit und Anschaffungskosten entscheidend. Im Vergleich von drei geeigneten Modellen erzielt der Toyota bZ4X mit 74 % die höchste Bewertung. Aufgrund der bereits positiven Erfahrungen mit dem Skoda Elroq 85x 4x4 wird dennoch empfohlen, dieses Modell bei der nächsten Ersatzbeschaffung zu berücksichtigen. Es erreicht 73 % und bietet Vorteile hinsichtlich der Vereinheitlichung des Fahrzeugbestands und des Unterhalts.

Photovoltaik und Batteriespeicher

Zur Energieversorgung wird eine Photovoltaikanlage auf dem Dach des Betriebsgebäudes in Stalden vorgeschlagen. Geplant sind 67 Solarmodule mit einer installierten Gesamtleistung von rund 30 kWp, ein Batteriespeicher mit 61.44 kWh Nennkapazität sowie Ladestationen und ein Energiemanagementsystem. Damit kann tagsüber produzierter Solarstrom gespeichert und für das Laden der Fahrzeuge in der Nacht genutzt werden. Bei unzureichender Solarproduktion bleibt der Bezug von Strom aus dem öffentlichen Netz möglich.

Wirtschaftlichkeit

Die wirtschaftliche Analyse weist für die geplante Energieanlage Investitionskosten von CHF 52'468.30 aus. Unter Berücksichtigung des angenommenen Förderbeitrags von CHF 10'800.– ergibt sich eine Nettoinvestition von CHF 41'668.30. Der berechnete jährliche Nettoüberschuss beträgt CHF 2'811.25. Dieser berücksichtigt die vermiedenen Stromkosten durch den Eigenverbrauch sowie die Einspeisevergütung und die Rückstellungen für den Wechselrichter und den Batteriespeicher. Durch die Rückstellungen ist die Berechnung eine vereinfachte Amortisationsrechnung mit jährlichen Ersatzrückstellungen. Die Amortisationszeit beträgt rund 14.8 Jahre. Bei einer angenommenen Lebensdauer der Photovoltaikanlage von 25 bis 30 Jahren kann sich die Investition langfristig lohnen. Voraussetzung ist, dass die zugrunde gelegten Kosten, Erträge und Förderbeiträge bei der konkreten Umsetzung bestätigt werden.