Mit der wachsenden Einführung von Elektrofahrzeugen wird auch der Markt für Ladelösungen wachsen

Nach BloombergNEF (BNEF)^[1] wird es 2021 zu einer Reduzierung der Verkaufszahlen von Elektrofahrzeugen kommen. Analysten gehen jedoch davon aus, dass Autohersteller im Jahr 2025 mehr als 8,5 Millionen neue Elektrofahrzeuge verkaufen werden und diese Zahl im Jahr 2030 auf 26 Millionen steigen wird. Damit würden Elektrofahrzeuge einen Marktanteil von ungefähr 28 % haben. Bis 2030 wird es weltweit also ungefähr 116 Millionen Elektrofahrzeuge geben.

Eine größere Zahl von Elektrofahrzeugen bedeutet weniger Umweltverschmutzung und weniger Wartungsaufwand. Dies bedeutet jedoch auch, dass es einen größeren Bedarf für eine umfangreichere und effizientere Ladeinfrastruktur geben wird.

Im Juni des letzten Jahres meldete die International Energy Agency (IEA), dass „die Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge laufend erweitert werde. 2019 gab es weltweit ungefähr 7,3 Millionen Ladegeräte. Bei ungefähr 6,5 Millionen von diesen handelte es sich um private, leichte und langsame Ladegeräte in Privathaushalten, Apartmentgebäuden und an Arbeitsplätzen.“^[2]

„Weltweit stieg die Zahl der öffentlich zugänglichen Ladegerate (für schnelles und langsames Aufladen) 2019 im Vergleich zum Vorjahr um 60 % und damit mehr als der Bestand an elektrischen Leichtfahrzeugen“, so der Bericht.

Kontinuierliche Anstrengungen, Ladegeräte für Elektrofahrzeuge zu standardisieren

Elektrofahrzeughersteller arbeiten bereits seit langem gemeinsam an der Entwicklung von Standards für Ladegeräte für Elektrofahrzeuge. Dies schließt Universal-Ladegerätanschlüsse ein. Heute sind die meisten vollelektrischen und Plug-In-Hybridfahrzeuge mit einer Typ-1-AC-Stromversorgung für Elektrofahrzeuge (EV Supply Equipment, EVSE) ausgestattet. In der Regel handelt es sich um J1772-Steckverbinder. Sollten Sie mit dem Begriff nicht vertraut sein: EVSE ist ein Protokoll, das den Benutzer und das Elektrofahrzeug während des Ladevorgangs schützt. EVSE beseitigt sämtliche Benutzerinteraktionen nach Anschluss des Standardsteckverbinders. Das Ladegerät übernimmt die restlichen Aufgaben.

Der J1772-Steckverbinder, auch als „J-Stecker“ bezeichnet, unterstützt sowohl 110-V- als auch 220-V-Einzelphasen-Ladevorgänge, wie in Nordamerika und Japan üblich.

In Europa sind zahlreiche Elektrofahrzeuge auch mit einem „Mennekes-Steckverbinder“ nach IEC Typ 2 für Level-2-Ladevorgänge oder mit einem „Scame-Steckverbinder“ für Level-3-Ladevorgänge ausgestattet. Beide Steckverbinder entsprechen den IEC 62196-Spezifikationen.^[3] Level 3 unterstützt schnelle Dreiphasen-Ladevorgänge mit bis zu 63 A.

Ein weiterer Steckverbindertyp, der immer häufiger verwendet wird, ist CHAdeMO.^[4] Er unterstützt DC-Ladevorgänge, die dem Fahrzeug höhere Spannungspegel bereitstellen. In CHAdeMO-Ladestationen erfolgt die AC-DC-Umwandlung in der Station, nicht im Fahrzeug. Zusätzlich ermöglicht die CHAdeMO-Spezifikation die bidirektionale Stromübertragung. Das bedeutet, dass Besitzer von Elektrofahrzeugen das Fahrzeug als Stromspeichergerät verwenden können, um die Stromnutzung zu optimieren und zum Ausgleich des Stromnetzes beizutragen.

Wettbewerb zwischen unterschiedlichen Ladelösungen in einem wachsenden Markt

Personen, die ihre Elektrofahrzeuge zu Hause aufladen, verwenden am häufigsten wandmontierte AC-Ladestationen. Auch wenn es verschiedene Hersteller für diese Ladesysteme gibt, stammen die meisten Installationen von „Wallbox“.

Wallbox bietet zurzeit zwei Ladegerätoptionen für Privathaushalte an: den Pulsar Plus, der AC-Standardladevorgänge für alle Fahrzeugtypen (einschließlich Hybridfahrzeugen) unterstützt, und den Quasar,^[5] das erste Zwei-Wege-Ladegerät für Privathaushalte mit einer direkten DC-Stromversorgung und einem CHAdeMO-Steckverbinder.

Zu den inklusivsten Infrastrukturkomponenten, die zurzeit bereitgestellt werden, gehören eigenständige Ladestationen, die in immer größerer Zahl auf Parkplätzen, an städtischen Straßen und in Tankstellen zu finden sind. Diese Geräte verfügen über verschiedene Steckverbinder, die auch schnelle Ladevorgänge mit AC- und DC-Spannung unterstützen.

Abhängig vom Typ des Steckverbinders im Fahrzeug kann eine Station ein typisches Elektrofahrzeug in weniger als 30 Minuten aufladen. Einige Städte, vor allem in Europa, bieten kostenlose Ladevorgänge an, um die Einführung von Elektrofahrzeugen zu unterstützen.

In den letzten Jahren gewinnt eine weitere Option zunehmend an Verbreitung: drahtlose Ladevorgänge. Die Idee besteht darin, Elektrofahrzeuge ohne Anschluss an ein Ladegerät aufzuladen. Plugless,^[6] ein Unternehmen, das Ladestationen für das drahtlose Aufladen von Elektrofahrzeugen herstellt und verkauft, bietet Upgrade-Kits für Tesla Model S, BMW i3, Nissan Leaf und Chevrolet Volt an. Dieser Liste sollen in Kürze weitere Fahrzeuge hinzugefügt werden.

Einige Städte und Regionen ziehen darüber hinaus drahtlose Ladevorgänge während der Fahrt in Betracht. Die Idee besteht hier darin, Elektrofahrzeuge unterwegs aufzuladen und damit den Besuch von Ladestationen überflüssig zu machen. Dies könnte besonders für elektrisch betriebene Busse interessant sein.

Elektrisch betriebene Busse werden über Pantografen aufgeladen, die an bestimmten Bushaltestellen installiert sind. Beispielsweise betreibt die Metropolitan Transit Authority (TMB) in Barcelona eine Elektrobusflotte, deren Ladestationen sich jeweils an den Endhaltestellen befinden.^[7] Bei den verwendeten Pantografen handelt es sich um ultraschnelle Systeme (mit einer Leistung von 500 kW), die 80 % der Batteriekapazität in ungefähr fünf bis acht Minuten aufladen können. Dank des Systems kann ein Elektrobus ganztätig betrieben werden. Darüber hinaus wird die Zahl der benötigten Batterien reduziert, was Strom spart und die Gesamtbetriebskosten (Total Cost of Operation, TCO) des Service senkt. Tatsächlich schätzt TMB, dass die TCO eines Elektrobusses mit Dachaufladung über 10 Jahre, auch unter Berücksichtigung der Infrastrukturkosten, deutlich unter den TCO eines Diesel- oder Hybridmodells liegen.

Elektrofahrzeuge als Lösung für den Ausgleich des Stromnetzes und die Stromversorgung während Ausfällen

Die massive Batteriekapazität der Elektrofahrzeuge von heute könnte als vorübergehender Speicher für erneuerbare Energien dienen, das Stromnetz ausgleichen und Haushalte mit Strom versorgen, wenn notwendig.

Viele der aktuellen Elektrofahrzeuge verfügen über Vehicle-to-Grid (V2G)-Technologie und unterstützen damit die Übertragung des in der Batterie gespeicherten Stroms zurück in das Stromnetz oder die Ladestation. Über CHAdeMO-Steckverbinder und V2G-Ladestationen könnten Elektrofahrzeuge überschüssige Elektrizität aus lokal installierten Sonnenkollektoren vorübergehend speichern und den Strom anschließend zurück zum Haus oder Gebäude übertragen, wenn notwendig. Dies könnte bei Stromausfällen infolge von Naturkatastrophen eine kritische Bedeutung erlangen.

Ein vollständiges geladenes Tesla Model 3 mit einer Kapazität von 75 kWh kann beispielsweise den essenziellen Strombedarf eines Privathaushalts für mehr als eine Woche decken. Darüber hinaus kann ein Netzwerk aus Elektrofahrzeugen Stromerzeugern helfen, einer Region zusätzlichen Strom bereitzustellen, wenn notwendig.

Nach MarketWatch werden im globalen Markt für die V2G-Technologie bis 2027 Umsätze in Höhe von ungefähr 17,43 Milliarden USD erzielt werden, während die Wachstumsrate im Vergleich zum Vorjahr (Compound Annual Growth Rate, CAGR) für den Prognosezeitraum 2020 bis 2027 jeweils 48 % betragen wird.^[8]

Ausblick

Es gibt keinen Zweifel, dass Elektrofahrzeuge nicht mehr die Zukunft des Transportwesens darstellen, sondern bereits Gegenwart sind. Und bald werden Ladestationen für Elektrofahrzeuge in Privathaushalten so normal sein wie der Besitz eines Fahrzeugs.