Säulen-Eilige: Entwicklung der Ladeinfrastruktur für Elektroautos

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Die Fastfood-Kette McDonald’s wird an über 1000 Standorten in Deutschland schnelle Gleichstrom-Säulen (abgekürzt DC für direct current) errichten. Gut 40 davon gibt es bereits, und in Kooperation mit EWE Go sollen in diesem Jahr etwa 200 und in den Folgejahren jeweils weitere 250 Filialen versorgt werden. Es handelt sich um sogenannte High Power Charger (HPC), die bis zu 150 kW Ladeleistung bieten. Diese Zusammenarbeit aus einem Unternehmen mit vielen Parkplätzen sowie einem großen Energieunternehmen ist repräsentativ für eine der Entwicklungen in der Branche der Ladeinfrastruktur: Eine hohe Zahl von Kunden verspricht eine bessere Auslastung. Geschäfte von McDonald’s über Ikea bis Aldi verbessern so den Service und binden die Käufer an sich.

Diese Win-Win-Situation wird genauso staatlich gefördert wie alle anderen öffentlich zugänglichen Ladestationen: Der Steuerzahler kommt im Regelfall für die Hälfte der Hardwarekosten sowie für bis zu 75 Prozent der zusätzlichen Anschlusskosten wie einen Transformator auf. Trotzdem beklagen die Betreiber, dass sich die Investitionen mangels Auslastung derzeit nicht rentieren.

Für Unternehmen wie McDonald’s ist es selbstverständlich, ideale Standorte zu identifizieren. Zum Beispiel entlang der Autobahnen und an Verkehrsknotenpunkten. Aber wie viele Ladepunkte werden insgesamt und in einer definierten Zeitachse gebraucht? Und in welchem Verhältnis müssen die schnellen DC- und vergleichsweise gemächlichen AC-Ladepunkte (Abkürzung für alternating current, Wechselstrom) stehen?

Bedarfsanalyse der Nationalen Leitstelle Ladeinfrastruktur

Das hat das Reiner Lemoine Institut im Auftrag der Nationalen Leitstelle Ladeinfrastruktur untersucht. Letztere ist Teil der NOW, einer bundeseigenen Gesellschaft im Besitz des Verkehrsministeriums. Eine im November 2020 veröffentlichte Studie entwarf Szenarien für den Markthochlauf der Ladeinfrastruktur bis zum Jahr 2030.

Besonders interessant an dieser Studie sind sogenannte Cleanroom-Gespräche mit in Deutschland tätigen Automobilherstellern. Deren Ergebnis: Die Industrie geht inzwischen von einem überraschend starken Zuwachs der reinen Elektromobilität aus. 2030 werden den Selbsteinschätzungen zu Folge 14,8 Millionen Pkw einen Ladestecker haben; davon entfallen 9,8 Mio. auf batterieelektrische Autos und der Rest auf Plug-in-Hybride. Gemessen an den heute rund 47 Mio. Autos ist das fast ein Drittel des Gesamtbestands.

Die Studie der Nationalen Leitstelle Ladeinfrastruktur definiert grundsätzlich einem Zielkorridor, also eine von-bis-Angabe. So soll die Zahl der privaten AC-Ladepunkte 2030 bei 5,4 bis 8,7 Mio. liegen. Aktuell werden Anschaffung und Installation solcher Wallboxen mit pauschal 900 Euro direkt gefördert; zuständig für die Ausschüttung ist die KfW. Ebenfalls mit Wechselstrom arbeiten die 2,5 bis 2,7 Mio. Ladepunkte am Arbeitsplatz, die außerdem notwendig sind.

Das Entwicklungsszenario sieht vor, dass 2030 76 bis 88 Prozent der Ladevorgänge privat erfolgen. Dementsprechend entfallen 12 bis 24 Prozent auf den Rest. An den privaten Wallboxen werden aber nur 41 Prozent der notwendigen Energiemenge verladen, weil die Leistung und damit Geschwindigkeit dort geringer ist.

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Die für das komplette Jahr 2030 notwendige Energiemenge für die Elektromobilität beziffert die Studie auf 30 TWh Strom. Allerdings dürfte der reale Bedarf etwas höher liegen, weil mit einem Verbrauch von nur 18 kWh/100 km gerechnet wird. Das ist nach Einschätzung von heise/Autos zu wenig. Über vier Jahreszeiten, alle Fahrzeugsegmente, möglichen Autobahnbetrieb und inklusive Ladeverluste gerechnet dürfte der Wert eher bei über 20 kWh/100 km liegen. Zur Einordnung: Der Gesamtstromverbrauch in Deutschland 2020 liegt bei rund 510 TWh.

Eine wesentliche Bedeutung bekommen Schnell-Ladeparks. Nach dem Vorbild von Teslas Superchargern ist das eine Ansammlung von DC-Säulen an stark frequentierten Standorten. Werden immer mehr dieser Hubs gebaut und intensiv genutzt, könnten 2030 nur 440.000 öffentliche Ladepunkte gebraucht werden. Diese Zahl steigt auf 843.000 notwendige Einheiten, falls der Anteil der DC-Säulen geringer und der der AC-Säulen höher ist.

Ladeparks

Überhaupt, die Ladeparks: Sie sind der Schlüssel für die Elektromobilität abseits der Heimladung. Also unterwegs und auf der Langstrecke. Am bekanntesten sind – neben den Superchargern von Tesla – die Hubs von Ionity. Ionity ist ein Joint-Venture der deutschen Autokonzerne sowie Ford und Hyundai. Dort, wo es wichtig ist, hohe Energiemengen in kurzer Zeit ins Elektroauto zu kriegen, sind diese Ladeparks elementar.

Ionity bietet heute eine maximale DC-Ladeleistung von 350 kW an. Zum Vergleich: Eine typische AC-Wallbox für die Garage hat elf kW. Um diese hohe Ladeleistung an mehreren Plätzen gleichzeitig liefern zu können, brauchen solche Parks einen Anschluss ans Mittelspannungsnetz mit einem Transformator. Der Staat hilft, siehe oben, aber ein Geschäftsmodell hat sich mangels Nachfrage noch nicht etabliert. Das könnte sich rasch ins Gegenteil drehen, wie Volkswagen warnt: Der Boom der Elektroautos führt leicht zu einem Engpass, befürchtet man in Wolfsburg.