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TrendSchnelllader drücken aufs Gas

Kürzere Lade­zeiten für Elek­tro­autos

Lesezeit ca.: 4 Minuten
Josephine Bollinger-Kanne

Josephine Bollinger-Kanne

freie Journalistin

Je schneller das Laden von E-Autos geht und an das gewohnte Tanken an der Zapfsäule anknüpft, desto eher satteln Autofahrer auf Strom um. Automobil­her­steller und Technikspe­zia­listen arbeiten mit Hochdruck daran. Steigt der Strombedarf stark an, sind Netzbetreiber gefragt, Engpässe zu managen.

11. Juni 2019

Ladezeiten von unter drei Minuten für die ersten 100 Kilometer Reichweite sind möglich. Das zeigten bereits im Dezember 2018 Forschungs­fahr­zeuge an einer Ultra-Schnellla­de­sta­tion, die die BMW-Group, Porsche, Siemens, Allego und Phoenix Contact im bayerisch-schwäbischen Jettingen-Scheppach einweihten. Nach einer Viertelstunde war der Ladevorgang abgeschlossen.

Dieser Schnelllade-Prototyp entstand im Projekt FastCharge und kann kostenlos genutzt werden. Er verfügt über einen Ladeanschluss mit maximal 450 Kilowatt Leistung, während der zweite bis zu 175 Kilowatt abgibt. Seit Juli 2016 arbeiten die Automobil­her­steller und Technikspe­zia­listen daran, das Laden von Elektrofahr­zeugen komfortabel und schnell wie das herkömmliche Tanken zu machen.

Die Projektkosten umfassen 15,8 Millionen Euro. Knapp die Hälfte kommt aus Fördermit­teln des Bundesmi­nis­te­riums für Verkehr und digitale Infrastruktur. Die neue Ladestation eignet sich für alle Elektrofahr­zeuge, die die in Europa übliche Typ-2-Variante des Combined Charging System (CCS) verwenden. Integriert sind in das System die Hochleis­tungs­elek­tronik für die Ladeanschlüsse und die Kommunika­ti­ons­schnitt­stelle zu den Elektrofahr­zeugen. Dieser Lade-Controller passt die abzugebende Leistung automatisch an.

Grün und flexibel

Eine mobile Schnellla­de­säule präsentierte der Volkswagen Konzern zum Jahreswechsel. Geplant ist, ab 2020 die Serienfer­ti­gung im Komponen­ten­werk Hannover aufzunehmen. Da die Standfläche im Serien-Format lediglich 1,2 Quadratmeter umfasst, kann die 2,30 Meter hohe Powerbank mit oder ohne Netzanschluss fast überall auf öffentli­chen Parkplätzen, am Supermarkt, am Stadion oder temporär auf Events bedarfsge­recht aufgestellt werden.

Die Flexibilität der mobilen Ladesäule „ermöglicht einen komplett neuen Ansatz für den schnellen Ausbau der Ladeinfra­struktur. So können zum Beispiel Städte lernen, wo die geeignetsten Plätze für einen festen Ladepunkt sind, bevor große Investitionen für den Netzausbau getätigt werden. Zudem besteht die Möglichkeit, temporär eine größere Anzahl von Ladesäulen aufzustellen – genau dann und genau dort, wo sie gebraucht werden“, hebt Thomas Schmall, Vorstands­vor­sit­zender des Volkswagen Konzerns Komponente die Vorzüge auf der Präsenta­tion hervor.

Ist die Powerbank ans Stromnetz angeschlossen, könne sie im integrierten Batterie­paket regenerativ erzeugten Strom wie etwa Solar- oder Windenergie zwischen­spei­chern. Verbrauchs­spitzen können ebenfalls berücksich­tigt werden, um das Stromnetz zu entlasten. Im autarken Betrieb reicht die Powerbank mit einer Ladekapa­zität von bis zu 360 Kilowatt­stunden je nach Modell und Ladeumfang für bis zu 15 Elektrofahr­zeuge.

Ein Ladevorgang dauert im Schnitt 17 Minuten. Vier Fahrzeuge können gleichzeitig laden, zwei an einem Gleichstrom-Schnellla­de­an­schluss mit bis zu 100 Kilowatt Leistung und zwei an einem 22-Kilowatt-Wechselstrom­an­schluss. Diesen Sommer sollen die ersten mobilen Schnelllader am Heimatstandort der Volkswagen AG aufgestellt werden und in Wolfsburg den Aufbau einer Ladeinfra­struktur im Stadtgebiet unterstützen.

Schnell auf der Langstrecke

IONITY kümmert sich indessen um die Langstrecke. Das Gemeinschafts­un­ter­nehmen der Automobil­her­steller BMW Group, Daimler AG, Ford Motor Company sowie des Volkswagen Konzerns mit Audi und Porsche will bis 2020 europaweit rund 400 Ladestationen an Autobahn­rast­stätten installieren. Diese sollen in 25 europäischen Ländern stehen und im Schnitt über sechs Ladesäule verfügen. Im April 2019 waren 76 Ladestationen im Betrieb und 48 befanden sich im Bau.

Ein flächende­ckendes Netz von Schnellla­de­sta­tionen hält IONITY-Chef Dr. Michael Hajesch für die Marktdurch­drin­gung der Elektromo­bi­lität für unabdingbar: „Wir ermöglichen es mit unseren Ladesäulen, die Vorteile der Elektromo­bi­lität auch auf die Langstrecke zu übertragen. Die neue Generation der E-Mobile ist mit unseren Ladesäulen innerhalb von 15 Minuten startklar für die nächsten 300 Kilometer. Die 350-Kilowatt-Schnelllader füllen somit während des kurzen Espresso-Stopps das Elektroauto.“

Schnelle, komfortable und digital bezahlbare Ladevorgänge seien das Ziel. Mit dem österrei­chi­schen Servicean­bieter has-to-be arbeitet IONITY an einer Lösung zum eichrechts­kon­formen Abrechnen der geladenen Kilowatt­stunden, das seit April Pflicht in Deutschland ist.

Gerüstet gegen Engpässe

Steigen immer mehr Autofahrer durch schnelles und komforta­bles Laden auf Strom um, steigt der Strombedarf und somit die Last in den Verteilnetzen. Um dafür die Stromver­sor­gung sicherzu­stellen und auch die Netzausbau­kosten zu begrenzen, raten die Experten vom Beratungs­un­ter­nehmen E-Bridge in einer im Januar 2019 veröffent­lichten Studie den Verteilnetz­be­trei­bern, Flexibili­täten netzdien­lich einzusetzen.

In der Studie untersuchten sie die Flexibili­täts­po­ten­ziale von erneuerbaren Energien, Elektromo­bi­lität, Wärmepumpen und die Nachfrage von Haushalten, Industrie, Handel und Gewerbe, mit deren Hilfe die Netzlast bedarfsge­recht gesteuert werden kann. Ladezeit­punkte für Elektroautos können etwa flexibel verschoben werden, wenn der Stromver­brauch im Netz kritische Spitzenwerte annimmt. Speicher tragen ebenfalls zur Entlastung der Stromnetze bei, wenn sie Sonnenstrom bei hohem Angebot speichern und ihn bei verstärkter Nachfrage durch E-Autos wieder abgeben. „Je mehr Flexibilität ausschlie­ß­lich markt- und systemdien­lich genutzt wird, bei Beibehal­tung der heutigen Planungs­grund­sätze, desto höher ist der Netzausbau­be­darf im Verteilnetz“, kommen die Studienau­toren zum Schluss.

Erhält der Verteilnetz­be­treiber jedoch Zugriff auf diese Flexibili­täten, um sie netzdien­lich, sprich als Engpassre­serve einzuplanen und für eine effizien­tere Netzfahr­weise zu nutzen, lasse sich der zusätzliche Investiti­ons­be­darf für die Integration neuer Verbraucher wie E-Autos, Speicher und Einspeiser im Verteilnetz bis 2035 von 36,8 Milliarden Euro auf bis zu 16,8 Milliarden Euro reduzieren (-55 Prozent). Die jährlichen Kosten für den Netzausbau inklusive Kosten für den Flexibili­täts­ein­satz und die Informations- und Kommunika­ti­ons­technik könnten dabei um 42 Prozent auf 2,15 Milliarden Euro gesenkt werden.