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BUSINESSBUSINESS MODELS FORFINANCIALLY SUSTAINABLEEV CHARGING NETWORKSReport AuthorsNick NigroMatt FradesCenter for Climate and Energy SolutionsMarch 2015
BUSINESS MODELS FORFINANCIALLY SUSTAINABLEEV CHARGING NETWORKSReport AuthorsNick NigroMatt FradesCenter for Climate and Energy SolutionsMarch 2015
Contact at the Washington State Legislature’s Joint Transportation CommitteeMary FleckensteinCommittee 2Contact at the Center for Climate and Energy Solutions (C2ES)Nick NigroSenior Manager, Transportation Initiativesnigron@c2es.org703-516-4146The Center for Climate and Energy Solutions (C2ES) is an independent, nonprofit, nonpartisan organizationpromoting strong policy and action to address the twin challenges of energy and climate change. Launched inNovember 2011, C2ES is the successor to the Pew Center on Global Climate Change. Learn more at www.C2ES.org.iiCenter for Climate and Energy Solutions
CONTENTSLIST OF FIGURES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . vLIST OF TABLES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . viiACKNOWLEDGEMENTS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ixEXECUTIVE SUMMARY. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xiState of Publicly Available EV Charging Network in Washington. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xiNew Business Models to Address Charging Gaps. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xiiRole of Government in Facilitating Business Models in the Near Term. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xviConclusion and Next Steps. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xviiINTRODUCTION. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11. ASSESSMENT OF THE PUBLICLY AVAILABLE EV CHARGING NETWORK IN WASHINGTON. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.1. Summary of Findings. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.2 Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.3 The Washington EV Market. 31.4 Charging Network Assessment Overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71.5 DC Fast Charging Network Assessment. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101.6 Level 2 Charging Network Assessment. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121.7 BEV Travel along Key Washington State Corridors. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161.8 Three Example Charging Infrastructure Gaps. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281.9 Summary of the Publicly Available Charging Network Assessment. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342. USING NEW BUSINESS MODELS TO ADDRESS CHARGING GAPS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352.1 Summary of Findings. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352.2 Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362.3 The Challenge of Expanding the Private Sector Role in Offering EV Charging Services. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362.4 EV Charging Deployment Models and Roles for Public and Private Entities. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382.5 Quantifying Sources of Value for Private Sector Partners. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422.6 Identifying Business Models. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 482.7 Financial Analyses of Business Models. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50Business Models for Financially Sustainable EV Charging Networksiii
3. R OLE OF GOVERNMENT IN FACILITATING BUSINESS MODELS IN THE NEAR TERM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 633.1 Summary of Findings. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 633.2 Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 633.3 Public Sector Interventions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 653.4 Combinations of Public Sector Interventions Aimed at Attracting Private Investment in EV Charging. . . . . . . . . . . . 753.5 Sources for Funding for Public Sector Interventions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86CONCLUSION AND NEXT STEPS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89APPENDICES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91Appendix A: Study Process. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91Appendix B: EV Charging Financial Analysis Tool and Modeling Assumptions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94Appendix C: Data Sources. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98ENDNOTES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99ivCenter for Climate and Energy Solutions
LIST OF FIGURESFigure 1: PHEVs Have Outsold BEVs in the United States by More Than 25 Percent. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4Figure 2: BEVs Have Outsold PHEVs in Washington by 130 Percent. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5Figure 3: Registered EVs in Washington by County through December 2013. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6Figure 4: Charging Levels Explained. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8Figure 5: Expected Travel Range of a Charging Location. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9Figure 6: DC Fast Charging Network Intensity Map as of June 2014. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10Figure 7: DC Fast Charging Access as of June 2014. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12Figure 8: Level 2 Charging Network Intensity Map as of June 2014. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13Figure 9: Level 2 Charging Access as of June 2014. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14Figure 10: ZIP Codes around Seattle with More than 50 EVs and No Public Level 2 Charging Stations. . . . . . . . . . . . . . . 15Figure 11: Charging Locations between Seattle and Portland and between Centralia and Ridgefield. . . . . . . . . . . . . . . . . 18Figure 12: Publicly Available Charging Locations between Seattle and Bellingham. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20Figure 13: Publicly Available Charging Locations between Seattle and Spokane. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21Figure 14: Publicly Available Charging Locations between Olympia and Ocean Shores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23Figure 15: Publicly Available Charging Locations between Seattle and Walla Walla. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25Figure 16: Publicly Available Charging Locations between Spokane and Walla Walla. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27Figure 17: DC Fast Charging Stations and Infrastructure Gaps between Seattle and Spokane along I-90. . . . . . . . . . . . . 29Figure 18: Candidate Locations of DC Fast Charging Stations to Enable BEV Travel along I-90. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29Figure 19: DC Fast Charging Stations between Seattle and Ocean Shores and BetweenLongview and Ocean Shores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30Figure 20: Candidate Locations of DC Fast Charging Stations Deployed to Enable BEV Travel to Ocean Shores. . . . 31Figure 21: DC Fast Charging Stations along Major Roadways to Walla Walla and Tri-Citiesfrom Seattle and Spokane. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32Figure 22: Candidate Locations of Additional DC Fast Charging Stations Deployed to Enable BEV Travelalong Major Roadways to Walla Walla and Tri-Cities from Seattle and Spokane. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33Figure 23: Cost and Revenue Components of EV Charging Business Models. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38Figure 24: Investments in Charging Stations (DC Fast Charging and Level 2) Lose Money over Project Lifetime. . . . . 39Figure 25: Public EV Charging Network Roles (in bold), Stakeholders that Could Play Each Role (bullets),and Flows of Products and Services (arrows). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40Figure 26: Business Model 1 Project NPV (Charging Station Utilization Sensitivity). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53Figure 27: Business Model 1 Project Payback (Charging Station Utilization Sensitivity). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54Figure 28: Business Model 1 Project Payback (Charging Station Utilization Sensitivity and User Fee of 0.70 per Kilowatt-Hour). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55Figure 29: Business Model 2 Project Payback (Maximum Retail Revenue Sensitivity). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57Figure 30: Business Model 2 Project Payback (Revenue Increase Percent Shared by Local Businesses withStation Owner-Operator Sensitivity). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Figure 10: ZIP Codes around Seattle with More than 50 EVs and No Public Level 2 Charging Stations. 15 Figure 11: . Figure 32: Business Model 3 Project Payback (Cost of Debt Sensitivity). 60 Figure 33: Business Model 1 Project Capitalization with Public Sector Interventions for a 2015 Project (Total Project Cost: 561,600). 76. vi Center for Climate and Energy Solutions Figure 34 .
