Die Elektroautos kommen: Spätestens 2020 erwartet etwa das Center of Automotive Management in Bergisch-Gladbach einen exponentiellen Anstieg der Absatzzahlen. Die meisten Ladevorgänge finden dann, da sind sich Experten nahezu einig, zu Hause oder am Arbeitsplatz statt. Doch wie kann das funktionieren – zum Beispiel in Wohngebieten ohne Garagen? Und was sollen Fahrer machen, wenn es schnell gehen muss oder längere Strecken zu bewältigen sind?
Laterne als Tankstelle
Gerade am Stadtrand ist es schwierig, einen Ladepunkt wirtschaftlich zu betreiben, wenn er nur wenige Male pro Woche in Anspruch genommen wird. Hier setzt das Projekt Neue Berliner Luft an. Gemeinsam mit seinen Partnern – darunter die Berliner Senatsverwaltung für Umwelt, Verkehr und Klimaschutz – will das Unternehmen ubitricity rund 1.600 Ladepunkte in Berlin errichten. Etwa 1.000 davon sollen in gewöhnlichen Straßenlaternen untergebracht werden. »In London sind wir mit unseren Laternenladepunkten und dem Mobile-Charging-System bereits seit einigen Jahren erfolgreich«, sagt Dr. Frank Pawlitschek, Mitgründer und CEO von ubitricity. Voraussichtlich im Herbst dieses Jahres werden die ersten 500 Straßenlampen in Berliner Wohngebieten umgerüstet.
Quelle: BDEW/prolytics
Eine normale Standardladesäule erfordert einen finanziellen Aufwand im niedrigen fünfstelligen, eine Schnellladesäule gar im sechsstelligen Bereich. Die Laternenumrüstung – Hardware und Installationskosten – ist laut ubitricity deutlich günstiger. Denn viel Technik steckt nicht in der Laterne, sondern im Ladekabel: Das SmartCable enthält einen mobilen, geeichten Stromzähler inklusive SIM-Karte. Damit lässt sich der Ladevorgang auf die Kilowattstunde genau erfassen, zugleich kann über das Kabel ein Stromvertrag bei einem der Versorger abgeschlossen werden, die mit dem Projekt kooperieren.
Interessierte können sich in der Pilotphase unter www.neueberlinerluft.de für ein SmartCable bewerben – oder gleich eines beim eigenen Versorger kaufen. Damit können alle Laternenladepunkte ohne Einschränkungen genutzt werden. So wird der Parkplatz nebenbei zur bequemen Tankstelle. Die rund vier Kilowatt Ladeleistung reichen dabei nach Unternehmensangaben in der Regel problemlos aus, um über Nacht das E-Auto voll aufzuladen – und das auch noch besonders batterieschonend.
Quelle: BDEW/prolytics
Schnelles Laden in der Stadt
Einen anderen Ansatz verfolgt der Essener Konzern innogy. Da die meisten Ladesäulen in den Stadtgebieten bislang relativ langsame Wechselstromlader sind, kann das Volltanken dort schon einmal mehrere Stunden dauern. Über Nacht ist das zwar kein Problem – hält auf der Durchreise aber auf. Daher hat das Unternehmen gemeinsam mit den Stadtwerken Duisburg einen neuartigen Ladepark mit vier Gleichstrom-Schnellladesäulen à 150 Kilowatt sowie vier Ladepunkten à 22 Kilowatt gebaut. Die Schnelllader verfügen über den in Europa verbreiteten CCS-Zugang, zwei Säulen bieten zudem den japanischen Standard CHAdeMO. Der Ladepark liegt verkehrstechnisch günstig an einem Autobahnkreuz, netztechnisch ist er teilautark. Die Besonderheit: Die Ladesäulen sind mit einer Solaranlage und einem Batteriespeicher vernetzt. Die Photovoltaikanlage soll jährlich rund 26.000 Kilowattstunden »grünen« Strom einspeisen, der Batteriespeicher die Lastspitzen ausgleichen. Ein intelligentes Energiemanagementsystem nutzt Verbrauchs- und Wetterdatenanalysen, um schnelle, netzschonende Ladevorgänge zu gewährleisten.
»Elektromobilität ist eines unserer wichtigsten Wachstumsfelder«, bestätigt Martin Herrmann, Vertriebsvorstand der innogy SE. So betrachtet innogy den Ladepark auch als Pilotprojekt, um Erkenntnisse für die Entwicklung solcher Anlagen zu sammeln. Der Betrieb wird wissenschaftlich begleitet, um zum Beispiel die Belastbarkeit der Batteriespeicher oder die Auswirkungen von Wetterbedingungen auf das System zu testen. Zwei der vier Schnelllader können auf 350 Kilowatt Ladeleistung aufgerüstet werden. Zur Einordnung: Der neue V3-Supercharger von Tesla soll 250 Kilowatt erreichen, bisher sind bei Tesla 145 Kilowatt Standard.
Strom tanken in der Zukunft: FastCharge
Auch wenn es derzeit nur Forschungsfahrzeuge nutzen können: Sogar Laden mit 450 Kilowatt ist schon möglich. Bewiesen hat dies ein Industriekonsortium um den Energiedienstleister Allego GmbH sowie die Autohersteller BMW und Porsche. Das 2016 ins Leben gerufene Forschungsprojekt FastCharge wird vom Bundesverkehrsministerium gefördert. Es untersucht, wie Fahrzeugtechnik und Infrastruktur gestaltet werden müssen, damit besonders hohe Ladeleistungen genutzt werden können. Schließlich sollte »das Laden von E-Fahrzeugen so komfortabel wie Tanken sein«, fordert Allego-CEO Anja van Niersen.
Ende 2018 haben die Beteiligten im Schwäbischen einen ersten Prototyp vorgestellt. Der ultraschnelle Ladepunkt arbeitet mit einer Spannung von bis zu 900 Volt und einer Stromstärke bis zu 500 Ampere. Die Forschungsfahrzeuge ließen sich in weniger als drei Minuten für 100 Kilometer Reichweite laden; in 15 Minuten hatte die Autobatterie einen Ladezustand von 80 Prozent erreicht. 2020 soll bei Porsche mit dem Taycan ein Sportwagen in Serie gehen, der das ultraschnelle Laden mit bis zu 450 Kilowatt auch nutzen kann.
Den Ernstfall testen: die E-Mobility-Allee
Ob Schnellladen oder Laternenlösung: Die Innovationen für die Ladeinfrastruktur sollen zum Durchbruch der E-Autos in Deutschland beitragen. Bleibt nur die Frage, was das für die Stromnetze bedeuten wird. »Mit dem Hochlauf an Elektroautos wachsen auch die Ansprüche der Kunden und die Anforderungen an die Verfügbarkeit von Lademöglichkeiten. Gleichzeitig müssen Stromnetze auf etwaige Auswirkungen vorbereitet sein«, erklärt Frank Mastiaux, CEO bei EnBW. Deshalb hat die Unternehmenstochter Netze BW ein deutschlandweit einmaliges Pilotprojekt gestartet. In Ostfildern-Ruit im Speckgürtel Stuttgarts stattete das Unternehmen zehn von 21 Haushalten, die an einem Stromkreis hängen, mit Elektrofahrzeugen und intelligenten Ladesystemen inklusive Wallboxen aus. In der Transformatorstation wurde ein Messsystem installiert, das Transparenz bringen soll. Getestet werden zudem neue Lösungen zur kurzfristigen Netzstabilisierung wie Batteriespeicher und ein Lademanagementsystem zum Vermeiden von Lastspitzen.
Was passiert? Dazu liegen erste Erkenntnisse vor: Ob Familie mit Kindern, junge Paare oder Rentner – alle Teilnehmer leben ihren individuellen Rhythmus und legen entsprechend ein individuelles Ladeverhalten an den Tag. Selbst in Spitzenzeiten zapften nie mehr als fünf von zehn Autos gleichzeitig Strom. Das Netz wird also weit weniger stark ausgelastet als befürchtet – und als theoretisch möglich.
Ähnliches kann Dr. Marcus Stötzel von der PSI GridConnect GmbH in Berlin nur bestätigen: Als Senior Grid Expert befasst er sich mit der Entwicklung zukünftiger Netzstrukturen und intelligenter Verteilnetze. Bisherige Kundenprojekte hätten gezeigt, dass es selten Gleichzeitigkeiten gebe, so Stötzel. Auch die maximale Ladeleistung werde in der Regel nicht abgerufen. »Dadurch ergibt sich ein großes Flexibilitätspotenzial, das man mit intelligenten Systemen managen kann. Man muss das Netz also nicht maximal ausbauen.«
Text: Henning Bartels
Wo ist der nächste Ladepunkt?
Eine Übersicht über alle öffentlichen Ladepunkte bundesweit bietet der BDEW: www.ladesaeulenregister.de