So laden wir in Zukunft

„Elektromobilität ist die Zukunft,“ davon ist Axel Witte, Bürgermeister der Gemeinde Schellerten im Landkreis Hildesheim, überzeugt. Und darum will er mit seiner Kommune eine Vorbildfunktion einnehmen: So steht der Verwaltung der Gemeinde nicht nur einen Dienstwagen mit Elektroantrieb zur Verfügung, der Ort bietet mit zwei Ladesäulen auch eine gute Infrastruktur für die Nutzung von Stromern. Die von Avacon errichtete Stromtankstelle vor der Sporthalle bietet zum Beispiel Stecker für alle gängigen Elektromobile sowie eine Schnellladefunktion. Elektro-Tankstellen wie diese gelten aber nicht nur als innovativ, weil sie die Autobatterie innerhalb kürzester Zeit aufladen. Mit einem CHAdeMO-Stecker bieten sie die Voraussetzungen für das bidirektionale Laden – einer Technik, die im Zuge der Energiewende an Bedeutung gewinnen wird. „Bidirektional“ bedeutet dabei Laden in beide Richtungen. Das heißt, das E-Auto nimmt Energie auf und nutzt sie zum Fahren, kann bei Bedarf aber auch gespeicherten Strom wieder abgeben. 

Bidirektionales Laden: das Auto als Speicher

Besonders praktisch ist diese Lademöglichkeit für Nutzer, die zu Hause bereits Strom mit einer eigenen Photovoltaikanlage generieren. Über eine entsprechende Wallbox lässt sich das E-Mobil dann einerseits mit dem Sonnenstrom betanken. Das erhöht den Eigenverbrauch und spart Kosten für das Laden an fremden Stationen. An trüben Tagen, an denen weniger Sonnenstrom produziert wird, kann die gespeicherte Energie aus dem Stromer aber auch in den Haushaltsverbrauch zurückfließen.

Das Potenzial des bidirektionalen Ladens – auch Vehicle-to-Grid-Technik (V2G) genannt – geht jedoch weit über die heimische Nutzung hinaus. Und da kommen etwa jene Schnellladesäulen ins Spiel, die Avacon bereits an zehn Standorten betreibt. Denn parkende Elektrofahrzeuge könnten in Spitzenzeiten überschüssigen Wind- und Sonnenstrom aus dem Netz aufnehmen und ihn bei Bedarf wieder einspeisen. So würden sie dazu beitragen, die Netze zu flexibilisieren und die Kopplung der Sektoren Energie und Mobilität voranzutreiben. Sie könnten Netzbetreibern helfen, ihre Kosten für das Lastmanagement zu senken oder Unternehmen mit kombinierter Strom- und Wärmeerzeugung bei einer effizienteren sowie günstigeren Nutzung ihrer Energie und ihrer Fahrzeugflotte unterstützen.

Die technischen Möglichkeiten, das öffentliche Netz einzubeziehen, müssen allerdings noch geschaffen werden. Im Herbst 2018 wurde in einem Pilotprojekt mit dem Nissan Leaf erstmals ein Auto nach den Richtlinien eines Übertragungsnetzbetreibers ins deutsche Stromnetz integriert und somit zu einem eigenen kleinen Kraftwerk. Nötig war dazu eine neue Lade- und Energiemanagement-Technologie, die den Zu- und Abfluss des Stroms beim E-Auto regelt.

Solarzellen: Sonnenstrom direkt aus dem Auto

Mit dem Münchener Start-up Sono Motors hat sich im Bereich innovativer Lade-Technologien ein ganz neuer Wettbewerber im Automarkt hervorgetan. In diesem Jahr soll dessen Modell Sion in Serienproduktion gehen. Bereits über 9.000 Fahrzeuge wurden vorbestellt. Der Sion kann nicht nur bidirektional laden, er hat auch 330 Solarzellen in seiner Karosserie verbaut. Sie sollen eine Reichweite von bis zu 30 Kilometern am Tag ermöglichen. Zusätzliche 250 Kilometer kann er mit konventionellem Ladestrom zurücklegen. Aber nicht nur das: Der Wagen wartet mit einer hochwertigen Ausstattung auf. Der Anschaffungspreis liegt bei 16.000 Euro, zu dem noch die Kosten für die Batterie kommen. Diese kann entweder gemietet oder gekauft werden. Sono Motors rechnet beim Kauf mit einem Preis von 9.500 Euro, behält sich eine finale Anpassung der Kosten entsprechend der Zellpreise auf dem Markt aber vor. Ersatzteile für den Sion sollen Besitzer günstig bestellen und einfache Reparaturen selbst durchführen können.

Und Sono Motors hat auch schon die erste Sharing Flotte geplant: Für ein entstehendes Quartier in Mainz, das energieautark sein soll, wird das Start-up 30 Exemplare des Sion zur Verfügung stellen. Sie sollen nicht nur zum umweltfreundlichen Fahren der Bewohner dienen, sondern auch als Energiespeicher genutzt werden.

Die Autohersteller Kia und Hyundai wollen ebenfalls ab diesem Jahr Autos mit Solarmodulen ausstatten. Drei Varianten haben sie dafür angekündigt: Zunächst sollen Silikon-Solarmodule für Dächer von Hybridfahrzeugen verfügbar sein, die 30 bis 60 Prozent der Batterie aufladen können. Danach sollen sogar Panoramadächer von PKWs mit Verbrennungsmotor mit halbtransparenten Solarzellen ausgestattet werden. Noch in der Entwicklung befindet sich die dritte Art von Modulen – konzipiert für Motorhauben und Dächer von E-Mobilen – die deutlich effizienter sein sollen. Zu sonnenreichen Zeiten wäre mit einer Leistung von geplanten 100 Wattstunden sogar ein Betrieb ganz ohne manuelles Laden denkbar. 

Induktives Laden: Kabel adé

Die Idee, Stromer ohne Kabel aufzuladen, ist nicht neu. Bereits vor über 120 Jahren brachte der serbische Physiker und Elektropionier Nicola Tesla durch Induktion eine Geißlerröhre zum Leuchten. Smartphones und andere elektrische Kleingeräte lassen sich bereits problemlos ohne Kabel aufladen. Auch für Autos ist die Technik inzwischen ausgereift. Der Ladevorgang vollzieht sich dabei über zwei Spulen – eine am Boden und eine an der Fahrzeugunterseite. Dafür fahren die Autos auf eine entsprechende Bodenplatte. Die Herausforderung dabei: Die Spulen müssen genau übereinander stehen und sich möglichst nahe kommen. Dann wird ein Magnetfeld aufgebaut. Je stärker dieses ist, um so kürzer fällt die Ladezeit aus.

Die großen Autohersteller drängen beim induktiven Laden aktuell mit unterschiedlichen Standards auf den Markt. Hier werden noch Lösungen gesucht, die künftig kompatible Systeme ermöglichen. Denn Nutzer von Elektrofahrzeugen sollen einmal während des Einkaufens auf dem Parkplatz oder während der Fahrt ihren Akku aufladen können.

In der Formel E, einer Rennserie für Elektrofahrzeuge, laden Safety Cars und Ärztewagen bereits induktiv. Auch der BMW 530e iPerformance kann schon in einer Sonderausstattung kontaktlos laden. Sogar induktive Straßen befinden sich bereits im Testbetrieb – beispielsweise in Frankreich. 

Avacon fördert E-Mobilität

Egal, mit welcher Lade-Technologie: Elektromobilität spielt eine immer wichtigere Rolle für die Energiewende. Deshalb engagiert sich auch Avacon in diesem Bereich. Der Netzbetreiber hat nicht nur an allen 16 eigenen Firmenstandorten eine Ladeinfrastruktur eingerichtet. Avacon betreibt darüber hinaus 60 öffentliche Ladesäulen mit bis zu 50 kW Ladeleistung je Ladepunkt.