E-volution - Laden, immer und überall

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Wir tauchen mit SWIO ein in die Welt der Elektromobilität. In dieser Serie zeigen wir, wie die Menschen ticken, die überzeugte Nutzer*innen oder Wegbereiter*innen sind. Außerdem erklären wir, welche spannenden Entwicklungen es in diesem Bereich gibt und wie aus Zukunftsvisionen Schritt für Schritt Realität wird.

„Ich fahre. Komm schon, du kannst ruhig was trinken …“ Jean-Paul Erasmy lacht herzhaft, als er diesen Satz aus einer Werbung zitiert. Ende der 90er zeigte das Fernsehen ein Paar, das sich auf freundliche und charmante Art und Weise darum stritt, wer denn nun den VW Bora fahren dürfe, um einem Freund einen Besuch abzustatten. Jean-Paul hat ständig solche Wortwechsel mit seiner Frau, und dies nicht aus purer Nostalgie. Das Fahren in ihrem kleinen, modernen Elektroflitzer macht derart Spaß, dass keine*r das Privileg ohne weiteres aufgeben will. Der hauptberufliche Bestatter bekam im Sommer 2014 seinen ersten vollelektrischen Wagen und war seitdem stolzer Besitzer von nicht weniger als sechs Elektroautos. Als selbsternannter Autofreak verspüre er zwar eine Leidenschaft für jede Art von Pkw, „egal ob Elektro, Benzin oder Diesel, vorne oder hinten getrieben, vom SUV bis zum Sportwagen“, aber wenn er über seine Erfahrung mit elektrisch angetriebenen Fahrzeugen redet, wird schnell klar, dass diese eine Gattung für sich darstellen.

„Es ist ein anderes, entspannteres Fahrgefühl. Man ist gar nicht gewillt, schnell zu fahren. Man hört, was um einen herum passiert – die Menschen, die Umgebung, ja sogar die Geräusche im Wald.“ Jean-Paul Erasmy schätzt neben dem Komfort durch technische Vorrichtungen wie die standardmäßige Standheizung vor allem eines an Elektroautos: dass man keine Zeit verliert. Man tanke daheim, in der Firma, während dem Einkaufen oder dem Restaurantbesuch. Er erinnert sich im Gespräch an seine Erlebnisse in Osteuropa vor einigen Jahren. Schon damals habe man sich sogar in Ländern wie Slowenien und Ungarn per App organisieren können, um die Reise anhand der vorhandenen Ladestationen zu planen. Dies habe eine gewisse Flexibilität vorausgesetzt, dennoch Spaß gemacht.

Wenn man Alex Michels, Head of Asset Management bei Creos und unter anderem für den Bereich der Elektromobilität zuständig, auf die Musterschüler in puncto Infrastruktur anspricht, verweist er auf die nordischen Länder. „Norwegen verfügt über endlosen Strom aus erneuerbaren Quellen. Aber dort werden auch die richtigen Akzente gesetzt. Unter anderem wurde der Preis von Elektroautos schon früh durch steuerliche Anreize dem der Verbrenner angepasst. Ich war vor kurzem in Oslo, wo sehr viele E-Bagger auf Baustellen zum Einsatz kommen, weil der Tiefbauer durch den Einsatz solcher Fahrzeuge eine bessere Bewertung erhält.“ Neben Norwegen sind auch die Niederlande Spitzenreiter, was die Anzahl der Ladesäulen pro Kilometer Straße angeht. „Menschen, die in unmittelbarer Nähe ihrer Wohnung keinen Zugang zu einer Ladestation haben, können bei ihrer niederländischen Gemeinde eine anfragen, die dann auch zeitnah installiert wird.“ In Luxemburg müssten jetzt weitere Akteure dafür sorgen, dass die Ladeinfrastruktur im öffentlichen Raum angepasst werde, so Alex Michels, denn dort sei der Bedarf bei einem ständig wachsenden Elektrofuhrpark am größten, da nicht jede*r Eigentümer*in einer Garage sei.

Er fährt selbst seit drei Jahren ein Elektroauto und gibt zu bedenken, dass man im Alltag nur alle drei bis vier Tage an die elektrische Zapfsäule muss. Dass Luxemburg das Land der kurzen Wege sei, müsse man beim Planen des zukünftigen Stromnetzes mit in Betracht ziehen. Selbst wenn in diesem Kontext öfters der Teufel an die Wand gemalt werde, so erklärt Alex Michels mit Nachdruck, dass der Netzausbau nicht nur sorgfältig geplant, sondern auch in der Praxis umsetzbar sei. „Das zu lösende Problem beim Strom ist nicht die Anschlusskapazität im Netz, sondern jene im Haus. Ich gebe ihnen ein Beispiel: Mit einem normalen Wasseranschluss, wie er in unseren Häusern vorgesehen ist, könnte man kein olympisches Becken binnen einer vernünftigen Zeit füllen. Es ist aber genügend Wasser da. Beim Strom ist es ähnlich.“

Laden ist nicht gleich laden

  • Strom sind elektrisch geladene Teilchen, die sogenannten Elektronen, die sich wie ein Fluss in eine bestimmte Richtung bewegen. Mit Volt (V) bezeichnet man den Druck, der die Elektronen zum Fließen bringt. Eine übliche Haushaltssteckdose liefert 230 V. Mit Ampere (A) bezeichnet man die Menge an Elektronen, die fließt. Bei der Haushaltssteckdose sind es 10 A. Wenn man beides miteinander multipliziert, erhält man in Watt (W) ausgedrückt die elektrische Leistung.

  • Wenn man ein Elektroauto laden will, hängt die Dauer des Ladevorgangs von verschiedenen Faktoren ab. Eine Begrenzung gibt es unter anderem durch die Stromquelle. Lädt man beispielsweise ein E-Auto mit einer Batteriekapazität von 70 kWh per Schukostecker über eine normale Haushaltssteckdose auf, so dauert dies 31 Stunden. Über eine Schnelladestation mit speziellem Stecker ist dies in 25 Minuten möglich (80 Prozent geladen). Es ist ratsam, sich zuhause eine Wallbox installieren zu lassen. Damit lässt sich die Batterie in diesem Beispiel problemlos über Nacht von 0 auf 100 Prozent laden. Weitere Begrenzungen sind durch das Ladekabel und die interne Ladestation des Autos möglich.

  • Haushaltssteckdosen zapfen nur eine der drei Phasen des Hausanschlusses an. Küchengeräte wie der Ofen oder der elektrische Herd, die mehr Leistung brauchen, greifen auf drei Phasen zurück. Man spricht hier von Starkstrom, der auch von Wandladestationen benötigt wird. Diese müssen folglich auch von einem*einer Elektriker*in installiert werden. In unserem Stromnetz fließt Wechselstrom (AC). Akkus können aber nur Gleichstrom (DC) speichern. Dieser muss also beim Ladevorgang umgewandelt werden, entweder in der internen Ladestation des Autos – hier spricht man von „AC-Laden“ –, oder schon in der Ladesäule – man spricht bei solchen Schnellladestationen von „DC-Laden“. Losch Luxembourg hat im Sommer 2021 als erstes Privatunternehmen in Luxemburg an seinem Standort in Junglinster zwei öffentlich zugängliche Hypercharger installiert. Sie verfügen über eine Ladeleistung von bis zu 300 kW und sind in das luxemburgische Chargy-Netzwerk integriert. Realisiert wurde das Projekt von SWIO, einer Marke der Losch Gruppe.

Alex Michels

Der nationale Energie- und Klimaplan sieht bis zum Jahr 2040 die Schaffung eines zusätzlichen Stromvolumens von 20 Prozent vor. In diesem Zielszenario rechnet man mit bis zu 550.000 Elektroautos, aber das Volumen deckt auch weitere Anwendungsbereiche ab, wie z. B. im Rahmen von Datenzentren. Wichtig sei vor allem die Netzentwicklung der Hochspannungsleitungen und der Ausbau der Straßen- und Ortsnetze, um einem punktuell hohen Stromverbrauch gewachsen zu sein. Doch nicht nur den Spitzenverbrauch während der Abendstunden gilt es zu regeln. Michels wirft eine interessante Zahl in den Raum. Anhand internationaler Studien sei gewusst, dass 80 Prozent der Ladungen zuhause stattfinden. In Zukunft werde es im Stromnetz aber besonders tagsüber, wenn die Sonne scheint, Überschüsse geben – wobei der Strom dann billiger sei –, und diesen Strom dürfe man nicht vergeuden. „Man muss sich also fragen: Wann und wo soll das Auto geladen werden, um das Netz optimal zu nutzen? Mein Motto lautet: Eine Energietransition ist ohne Elektroauto nicht möglich“. Er spielt dabei auf die Nutzung des Auto-Akkus als Batterie, also als Speichervorrichtung an. Man müsse den Stromkreislauf nun als Ganzes betrachten. In Deutschland werde mittlerweile jede zweite Photovoltaik-Anlage mit Batterie verkauft. „Um eine Größenordnung zu haben: Ein großes, leistungsfähiges Elektroauto mit vollem Akku könnte ein Haus eine Woche lang versorgen.“

„Ich bin sicher, dass intelligentes Laden absolut notwendig sein wird, wenn die Durchdringungsrate von Elektrofahrzeugen 80 Prozent erreicht.“

Dr. Michael Schoepf

Die Elektromobilität könnte eine effizientere Nutzung erneuerbarer Energiequellen ermöglichen. Dr. Maxime Cordy und Dr. Michael Schoepf sind Forscher am Interdisziplinären Zentrum für Sicherheit, Zuverlässigkeit und Vertrauen (SnT) der Uni Luxemburg. Mit ihrem auf zwei Jahre angelegten Projekt INDUCTIVE – mit finanzieller Unterstützung der Fondation Enovos, und unter der Schirmherrschaft der Fondation du Luxembourg – wollen sie anhand verschiedener monetärer und nicht-monetärer Anreize Angebot und Nachfrage ausgleichen. „Man hat es mit vielen Variablen zu tun: Energiepreise, Stromabgabe im Netz, Kundenverhalten, usw. Außerdem braucht man einen globalen Ansatz. Denn man muss das Problem sowohl auf der Seite der Versorger als auch auf der Seite der Kunden angehen“, so Maxime Cordy. Es könne gut sein, dass sich der Strommarkt im Zuge der nächsten Jahre grundlegend verändere. Die Forscher haben letztes Jahr den Stand der Technik analysiert und beschäftigen sich mit den Nutzeranforderungen. Man kann noch immer an ihrer Studie teilnehmen. Die Erkenntnisse fließen nun in die Entwicklung des Prototyps einer mobilen App. Der Kern ist ein Entscheidungssystem, das die Ladezeiten von Elektrofahrzeugen optimal plant.

Dr. Michael Schoepf, Dr. Maxime Cordy und ihr Team

Lokale Produktions- und Speichersysteme sind nach Meinung der Forscher darüber hinaus eine Grundbedingung für die Marktdurchdringung von Elektrofahrzeugen. „Die technische Infrastruktur ist äußerst wichtig. Ich bin sicher, dass intelligentes Laden absolut notwendig sein wird, wenn die Durchdringungsrate von Elektrofahrzeugen 80 Prozent erreicht“, sagt Michael Schoepf. „Für intelligentes Laden braucht man Wandladestationen. In vielen Wohnkomplexen ist dies jedoch keine Option. Außerdem ist nicht jede Wallbox vom Energieversorger kontrollierbar. Hinzu kommen Probleme mit dem Datenschutz. Andererseits möchten Sie als Kunde nicht alles manuell steuern müssen.“ Für die Nutzerakzeptanz ist es wichtig, dass die Systeme stets den Präferenzen der Endnutzer entsprechen. Eingriffe müssen auf ein Minimum reduziert und die Nutzung gleichzeitig monetär vergütet werden. Zu diesem Zweck muss das System auch die zukünftige Fahrzeugnutzung und die Wahrscheinlichkeit spontaner Fahrten des Nutzers antizipieren.

Warum zuhause eine Wallbox verwenden?

  • Eine Wandladestation kann den Stromfluss regulieren, was schonender für die elektrische Installation des Hauses ist. SWIO ist eine 360°-Lademanagementlösung für Elektro- und Plug-in-Hybridfahrzeuge. Die SWIO Wallbox ermöglicht mit seiner Ladekapazität von 11 kW ein fünfmal schnelleres Aufladen als an einer Haushaltssteckdose und ist durch seinen universellen Ladestecker für alle E-Fahrzeuge geeignet. Durch die SWIO App und die RFID Karte ist ein gesicherter Zugang zur Wallbox garantiert. Mit dem Smartphone können die Ladevorgänge konfiguriert und gesteuert werde, und sogar an den Energieverbrauch des gesamten Hauses angepasst werden. Weitere Infos gibt es auf www.swio.lu.

  • Mit dem SWIO Installationspartner wird ein Termin für den Haus-Check vereinbart. Die architektonischen Gegebenheiten werden geprüft, und der Antrag für den Netzbetreiber wird gemeinsam ausgefüllt und abgeschickt. In Luxemburg müssen alle E-Auto-Ladeanlagen mit einer Leistung von mehr als 7 kW bei dreiphasigen Anschlüssen (4,6 kW bei einphasigen Anschlüssen) beim Netzbetreiber beantragt und anschließend genehmigt werden.

    Nach der Genehmigung des Antrags vereinbart der SWIO Installationspartner einen zweiten Termin, um die SWIO Wallbox zu installieren und in Betrieb zu nehmen. Bei einem weiteren Termin prüft der Netzbetreiber, ob die Wallbox gemäß den geltenden technischen Richtlinien angeschlossen wurde.

    Jede E-Auto-Ladeanlage ist mit einem Steuerkabel an den SMARTY Stromzähler angeschlossen. Wenn das Netz überlastet ist, kann der Netzbetreiber die Wallbox in einen reduzierten Lastabwurfmodus schalten. Das bedeutet, dass die Wallbox für die erforderliche Zeit mit reduzierter Leistung lädt. Danach kehrt sie automatisch in den normalen Lademodus zurück, d. h. sie lädt wieder mit maximaler Leistung. Mit der SWIO Wallbox kann man also immer laden, im Gegensatz zu anderen Ladeinstallationen, die ihre Ladeleistung nicht anpassen können.

  • Der Staat fördert intelligente Ladepunkte wie die SWIO Wallbox mit 50 Prozent der Anschaffungskosten (exkl. MwSt.) und bis zu einem Höchstbetrag von 1.200 Euro.

Marvin Rassel

Übrigens hat jedes Elektroauto seine eigenen Spezifitäten. Beim „normalen“ AC-Laden mit Wechselstrom per hauseigener Wallbox oder öffentlicher Ladestation kann man sein E-Auto mit durchgehend konstanter Leistung laden. Aber wie das Schnellladen mit Gleichstrom verläuft, hängt von vielen Faktoren ab. „Man müsste das besser kommunizieren“, sagt Marvin Rassel, Koordinator SWIO - EV Charging Solutions bei Losch Luxembourg im Hinblick auf das sogenannte DC-Laden. „Die Batterie-Temperatur zum Zeitpunkt des Ladevorgangs spielt zum Beispiel eine Rolle. Zusätzlich muss die Restkapazität bedacht werden. Je voller der Akku, umso schlechter die Ladekurve. Man muss bedenken, dass der Strom beim Ladevorgang nicht durchgehend mit derselben Leistung abgerufen wird.“ E-Autos richten die Ladeleistung beim Schnellladen nach Ladezustand und Temperatur der Batterie aus, um diese zu schonen. Wenn der Akku zu 80 Prozent geladen ist nimmt die Ladeleistung derart ab, dass die Ladedauer für die restlichen 20 Prozent genauso lange dauern kann wie von 0 bis 80 Prozent.

Smartes Laden hat also viele Gesichter. Jean-Paul Erasmy wünscht sich ein bisschen mehr „smartness“ von seinen elektrisch beförderten Mitmenschen im öffentlichen Raum. „Mich stört, dass normale Autos immer wieder Ladeparkplätze blockieren. Auch Plug-in-Hybride stehen oft stundenlang dort, obwohl die Ladezeit sehr kurz ist.“ Für ihn sei das Nutzen solcher Parkplätze zum Laden einer der großen Vorteile der Elektromobilität und er wünscht sich, dass die Infrastruktur dahingehend weiterwächst. „Der Mensch ist ein Gewohnheitstier“, sagt Erasmy am Ende des Gesprächs. Dies sei die einzige Hürde für die breite Akzeptanz der elektrisch angetriebenen Pkws. Zum Beispiel verwechsle er die verschiedenen Ladekabel auch nach all den Jahren noch immer regelmäßig. „Aber kein Elektroauto hat mich jemals im Stich gelassen. Einer meiner Benziner hat mich in den letzten fünf Jahren fünfmal hängen gelassen.“