Benötigte Infrastruktur

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Laden

Um mit einem konventionell angetriebenen Fahrzeug konkurrieren zu können muss die Dauer des Ladens möglichst gering gehalten werden. Es gibt verschiedene Möglichkeiten ein Fahrzeug zu laden:

Batterieaustausch

Das Unternehmen Better Place hatte in Israel ein solches Konzept entwickelt. Es wird ein Auto ohne Akkumulator (Akku) gekauft. Der Akku wird gemietet, im Gegenzug zahlt man eine monatliche Miete. Die leeren Akkus werden dann an speziellen „Tankstellen“ durch volle Akkus ausgetauscht. Das führt zu einer Verkürzung des „Ladevorganges“.

Laden per Kabel

Es gibt zurzeit in Deutschland verschiedene Anschlusstypen. Der IEC-Typ-2-Anschluss (nach VDE-AR-E 2623-2-2) ist nach eigener Recherche der am meisten verbreitete Anschlusstyp in Berlin. Dieser liefert an einer privaten Vattenfall-Ladestation 16 A bei 230 V (3,7 kW). Öffentliche Ladestationen bieten bis zu 32 A. Die Ladestationen von RWE haben verschieden Leistungen und Ladezeiten. Die Leistungen variieren je nach Produkt zwischen 3,7 kW (Schuko) und 22 kW (Schnellladestation). Damit ergibt sich eine Ladedauer von mindestens 60 Minuten (20 kWh Akku). Solche Schnelllademöglichkeit gibt es an öffentlichen Ladestationen zu fast 60 % in Deutschland.

Laden per Induktion

Bosch hat derzeit eine induktive Ladestation in der Entwicklung. Mit einer Leistung von 3,3 kW werden die Fahrzeuge ähnlich schnell wie bei einem herkömmlichen Typ-2-Anschluss.

Ladeort

Berlin bietet nach eigener Recherche ca. 220 Ladestationen. Diese sind vornehmlich im Stadtzentrum zu finden und bedienen Ballungszentren. Dies ist auch in ganz Deutschland zu sehen. Während ländliche Gegenden kaum mit Ladestationen versorgt sind, sind städtische Bereiche gut ausgebaut. Öffentliche Ladestationen werden nur zu 10% genutzt. Mehrheitlich werden private und gewerbliche Ladestationen genutzt. Private Ladestationen können am eigenen Haus / Garage oder nach Absprache mit dem Vermieter installiert werden. Dazu muss ein Paket von einem Anbieter gekauft werden. Die Preise belaufen sich auf ca. 1000 €. Bisher gibt es hierbei keine einheitlichen Anschlusstypen. Je nach Fahrzeughersteller muss die so genannte Wallbox erworben werden. Diese Wallboxen können in Kombination mit einer Photovoltaikanlage erworben werden. Durch die Eigenverbrauchsregelung ist es möglich das Elektroauto mit dem eigenen Strom zu laden. Dies wird zurzeit über das Erneuerbaren-Energie-Gesetz (EEG) gefördert. Einige große Unternehmen ermöglichen das Laden auch auf Betriebsparkplätzen. Unter dem Projekt „charge@work“ hat die Daimler AG bspw. ihre Mitarbeiter in und um Stuttgart 260 Elektrofahrzeuge zur Verfügung gestellt. Um diese Flotte laden zu können wurden zusätzlich 170 Ladestationen an fünf Daimler-Standorte aufgebaut. Dieses Projekt ist in einem groß angelegten Konzept, dem sogenannten Living Lab BWe mobil eingegliedert.

Bezahlen des Stromes

Um den getankten Strom zu bezahlen gibt es verschiedene Möglichkeiten.

• Privat: Privat besteht die Möglichkeit seinen eigenen Strom zu tanken. Somit würden keine Kosten anfallen. Wenn dieser Strom jedoch nicht ausreicht bzw. nicht vorhanden ist, kann man direkt über den jeweiligen Stromanbieter den genutzten Strom bezahlen.
• Betrieb: Bei betrieblichen werden die Kosten meist von den Projektpartnern getragen. Üblicherweise werden die Kosten jedoch wie bei einer öffentlichen Ladestation entrichtet. Das heißt, dass man ein Bezahlsystem nutzen muss.
• Öffentlich: Öffentlich Ladestationen haben verschiedene Systeme zum Bezahlen des Stromes.
  • Zahlen per Vertrag: Es wird ein Vertrag mit einem Stromanbieter abgeschlossen. Dann ist es möglich an jeder Ladestation, die von diesem Anbieter versorgt wird, Strom zu tanken.
  • Roaming: Auch wenn der eigene Anbieter diese Ladestation nicht direkt mit dem Strom versorgt, ist es dennoch möglich die Ladestation zu nutzen. Wenn die Ladestation einem Roaming-Netz angehört, kann man über den eigenen Vertrag den Strom bezahlen.
  • RWE bietet die Möglichkeit über die eigene Telefonrechnung zu zahlen. So ist es möglich eine SMS zu senden und dann für eine gewisse Dauer die Ladestation zu nutzen.
  • Um diese große Vielfalt zu vereinfachen haben sich verschiedene Stadtwerke zu einer Gemeinschaft zusammen getan. Das Portal ladenetz.de bietet beispielsweise die Möglichkeit nur einen Anbieter nutzen zu müssen um an verschiedenen Ladestationen Strom zu tanken. Um dies auf Europa auszuweiten wurde intercharge gegründet. Damit ist es möglich europaweit einheitlich Strom zu tanken.

Das Problem beim Roaming ist, dass nicht jeder Nutzer eindeutig identifizierbar ist. Dieses Problem soll ab 1.1.2014 durch den Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft (BDEW) geregelt werden.

Intelligente Netze

Um die Möglichkeiten der Elektromobilität zu verbessern, können so genannte „Intelligente Netze“ („Smart Grid“) eingeführt werden. Unter diesem Begriff wird ein Verbund von Stromerzeugern, Verbrauchern, Speichern, Elektrofahrzeuge etc. zusammengefasst. Dieses System bezieht sich neben Elektroautos auch auf andere Bereiche, die mit Strom im Alltag zu tun haben (z.B. Fernseher).

Abbildung1: Schema Smart Grid

Wie im Schema von einem Smart Grid zu sehen ist, gibt es neben dem heutigen Stromnetzes (grau) eine IT-Infrastruktur (grün), welche die Einzelkomponenten untereinander steuert. So können die Elektrofahrzeuge beispielsweise als Speicher und Verbraucher in Erscheinung treten. Dies nennt man auch Vehicle-to-Grid. Somit könnte man die großen Schwankungen der Stromerzeugung (bspw. Windenergie oder Solarenergie) teilweise zumindest ausgleichen. Bei Solarenergie ist es notwendig die Energie vom Tag, an dem die Sonne scheint und damit Energie liefert, in der Nacht übergangsweise zu speichern. Denn genutzt wird die Energie hauptsächlich am Tag.

Abbildung 2: Verteilung Stromertrag aus Solar- und Windenergie

Die Nutzbarkeit von Solar- und Windenergie unterscheiden sich zusätzlich auch über das Jahr. Im Sommer gibt es tendenziell mehr Solarenergie und im Herbst/Winter eher Windenergie. Diese Energie kann man in den Autos zwischenspeichern.

Vehicle to grid (V2G)

Bislang werden Pumpen- oder Gasturbinenkraftwerke als Stromspeicher eingesetzt um Schwankungen auszugleichen. Diese Schwankungen können durch z.B. hohen Stromverbrauch oder große Stromerzeugung entstehen. Autos parken (23 Stunden am Tag) länger als sie gefahren (1 Stunde am Tag) werden. Dadurch ist es sehr gut möglich die Akkus der Elektrofahrzeuge übergangsweise als Speicher zu verwenden. Untersuchungen an der University of Delaware in Newark zeigen: Wenn nur ein Prozent der in Kalifornien zugelassenen Fahrzeuge als Energiespeicher zur Verfügung stünden, könnte der gesamte Bedarf an Regulierungsstrom damit gedeckt werden.

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Weiterführende Informationen und Weblinks

Video "Smart Grids - einfach erklärt":

http://www.youtube.com/watch?v=iyvAwd4p6ds

Video "EnBW Elektronauten-Ladekarte: Strom tanken in Stuttgart & Region":

http://youtu.be/LSMz0wPSJ4M