Autoindustrie: Infrastruktur unter Druck: Deutsche Elektroautos laden zu langsam
Die Schnellladesäule der EnBW liefert bis zu 300 Kilowatt. Der angeschlossene Volkswagen ID.3 jedoch kann bislang nur 125 Kilowatt laden.
Foto: imago images/CordDüsseldorf, München. Elektroautos boomen, keine Frage. Geht es nach dem Willen der Bundesregierung soll das so weitergehen. Allein bis 2030 wollen die Koalitionäre mindestens 14,5 Millionen vollelektrische Pkw zusätzlich auf die Straßen bringen. Doch dieses Ziel ist gefährdet, warnt Hildegard Müller, Präsidentin des Verbands der Automobilindustrie (VDA).
Grund dafür sei der schleppende Ausbau der Ladeinfrastruktur. Hier müsse sich das bisherige Ausbautempo „verachtfachen“, fordert Müller unentwegt. Bund und Kommunen sind aus ihrer Sicht in Verzug und sollten alsbald 2000 statt 300 öffentliche Ladepunkte pro Woche errichten.
Die deutschen Autobauer, so suggeriert die Oberlobbyistin der Branche dagegen, seien mit mehr als 70 Elektromodellen im Angebot bereits bestens für die Antriebswende gerüstet. Doch: Die schiere Masse an Ladesäulen und Autofabrikaten sagt wenig aus. Es kommt in beiden Fällen auch auf die Qualität an, mahnt Stefan Bratzel.
Der Direktor des Center of Automotive Management (CAM) ortet dabei ein problematisches „Missverhältnis“ zwischen Schellladesäulen und schnellladefähigen Elektroautos, das den Hochlauf der Elektromobilität behindern dürfte. Und dafür sind nicht zuletzt die deutschen Autobauer mitverantwortlich – denn die meisten ihrer Stromkarossen laden zu langsam.
Hinter der Annahme steht eine schlichte Kausalkette: Höhere Ladeleistungen verkürzen die Ladezeiten, wodurch jede einzelne Ladesäule kürzer blockiert wird. Dadurch wird wiederum die Belastung des öffentlichen Raums reduziert. Vor allem bei Fahrzeugen mit großer Batteriekapazität macht schnelles Laden Sinn, um lange Wartezeiten zu verhindern.
In einer Präsentation spricht der Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft (BDEW) von Schnellladefähigkeit bei Elektroautos ab einer Ladeleistung von 150 Kilowatt. Besser wären noch mehr. In Deutschland gibt es allerdings kein einziges Elektroauto für unter 60.000 Euro, das dieser Definition entspricht.
Bislang sind Ladeleistungen von mehr als 200 Kilowatt nur den sehr teuren Wagen von Porsche, Audi, Mercedes-Benz und BMW vorbehalten. Diese kosten in der Regel mehr als 100.000 Euro. Bezahlbare Elektroautos, die wirklich schnell laden können, bieten dagegen weder die deutschen noch andere europäische Autohersteller an. Bei den meisten Modellen ist bei 125 Kilowatt Schluss. Eine Schnellladesäule liefert aber bis zu 350 Kilowatt.
Gerade bei der ID-Reihe von Volkswagen herrscht ein Missverhältnis vor. So stehen beispielsweise bei einem ID.3 einer Batteriekapazität von 77 Kilowatt gerade einmal eine Ladeleistung von maximal 125 Kilowatt gegenüber.
Bei anderen Herstellern sieht es nicht besser aus. Kein Elektroauto von Stellantis ist in der Lage mit mehr als 200 Kilowatt zu laden. Auch Volvo und die Elektrotochter Polestar haben bislang kein solches Modell im Angebot. Renault beschränkt sich ebenfalls auf maximal 130 Kilowatt.
Hohe Ladeleistung dank Siliziumkarbid
Dass schnelles Laden mit mehr als 200 Kilowatt auch bei Fahrzeugen im mittelpreisigen Segment möglich ist, zeigen unter anderem Hyundai und Kia. Auch Teslas Elektroautos sind zu schnellem Laden imstande. Und chinesische Elektroautohersteller wie Nio, Xpeng oder Geely versprechen ebenfalls höhere Ladeleistungen als sie derzeit Volkswagen, Mercedes oder BMW anbieten.
Eine verkürzte Rechnung veranschaulicht die Unterschiede: Der Ladevorgang bei einem ID von zehn auf 80 Prozent dauert je nach Witterungsbedingungen zwischen 30 und 40 Minuten. Die dadurch aufgeladene Reichweite liegt zwischen 200 und 230 Kilometern.
Bei Fahrzeugen, die mehr als 200 Kilowatt laden können, beispielsweise dem Hyundai Ioniq 5 oder dem Kia EV6, dauert der Ladevorgang von zehn auf 80 Prozent laut Hersteller etwa 18 Minuten. Je nach Witterung können es auch bis zu 25 Minuten sein. Dabei wird schätzungsweise eine Reichweite von bis zu 250 Kilometern geladen.
Hochgerechnet auf 24 Stunden und unter der Annahme, dass ununterbrochen geladen wird, könnten in dieser Zeit an einer Schnellladesäule bis zu 75 Fahrzeuge mit einer Ladeleistung von 200 Kilowatt oder mehr geladen werde. Zum Vergleich: Mit einer Ladeleistung von 150 Kilowatt wären es nur bis zu 36 Fahrzeuge.
Ausschlaggebend für eine hohe Ladeleistung ist der Halbleiterwerkstoff Siliziumkarbid, der bestenfalls in einer 800-Volt-Leistungselektronik verbaut wird. Und genau das ist bei den ID-Baureihen im Gegensatz zu den Modellen von Hyundai, Kia, Tesla und den chinesischen Herstellern nicht der Fall.
Zwar stehen die Fahrzeuge von Kia und Hyundai derzeit in der Kritik, weil die hohe Ladeleistung im Winter nicht erreicht wird. Die Batterie wird vor dem Ladevorgang nicht ausreichend vorgewärmt. Das Problem lässt sich jedoch per Softwareupdate lösen.
Auch bei VW steht für die ID-Reihe ein Update an, um die Ladeleistung zu erhöhen. Allerdings steigt die Leistung dabei gerade einmal um zehn Kilowatt auf 135 Kilowatt. Technisch lässt sich wegen der fehlenden 800-Volt-Leistungselektronik auf Siliziumkarbid-Basis nicht viel mehr rausholen.
Viele Autobauer hätten noch bis vor zwei, drei Jahren nicht an den Siegeszug von Elektroautos geglaubt, konstatiert ein gut vernetzter Berater. Die Priorität bei den wenigen Stromern, die man zur Erreichung der CO2-Flottenziele notgedrungen entwickelt hat, lag folglich auf „billig“, statt auf zukunftsfähig. Nun zahlen viele etablierte Autobauer für diese Herangehensweise einen hohen Preis.
Langsames Laden stellt Städte vor große Herausforderungen
Erst mit einem Facelift oder sogar erst nach Einführung einer neuen Modellreihe, dürften ihre Fahrzeuge Ladeleistungen von mehr als 200 Kilowatt bewältigen können. Das Problem bleibt daher für die kommenden vier bis fünf Jahre erhalten, meint CAM-Direktor Bratzel. Erst dann würden die Hersteller neue Elektroautos auf den Markt bringen, die schnelles Laden mit mehr als 150 Kilowatt ermöglichen.
Bis dahin stellt das Laden von Elektroautos vor allem größere Städte vor große Herausforderungen, sagt Dieter Schwedland, der in der Stadt Düsseldorf für die strategische Mobilitätsplanung zuständig ist. „Der Bedarf an Schnellladesäulen ist vor allem im verdichteten Stadtbereich besonders hoch, da hier nicht jeder Anwohner über einen Garagen- oder Stellplatz verfügt, um eine eigene Wallbox aufzustellen“, sagt er.
Je länger ein Ladevorgang dauert, desto länger ist allerdings auch der öffentliche Raum blockiert. Die Stadt Düsseldorf prüft daher, ob sie beim Laden von Elektroautos Sondernutzungsgebühren gestaffelt nach der Ladedauer erheben soll. „Eventuelle Sondernutzungsgebühren werden wir unter anderem davon abhängig machen, wie stark die Schnellladeinfrastruktur weiter ausgebaut wird und wie lange ein Ladevorgang im Schnitt dauert“, sagt Schwedland.
Bereits jetzt gilt an Schnellladesäulen der Stadtwerke Düsseldorf eine „Ein-Stunden-Regel“. Das bedeutet: Dauert der Ladevorgang länger als 60 Minuten, werden zum Strompreis noch Sondergebühren aufgerechnet. Die liegen bei etwa zehn Cent pro Minute. „Steigt die Anzahl der Elektroautos weiter so rasant, ist es denkbar, dass dieser freie Zeitkorridor verkleinert wird“, sagt Schwedland.
In anderen Worten: Wenn die Zahl neuer Elektroautos weiter um mehr als 80 Prozent pro Jahr wächst, müssen die Ladezeiten kürzer werden. Sonst gehen Angebot und Nachfrage zu weit auseinander. Die Folge: Wer ein Elektroauto besitzt, das nicht mehr als 200 Kilowatt laden kann, dem könnte bei Schnellladestationen bald zusätzliche Gebühren oder gar der vorzeitige Abbruch des Ladevorgangs drohen. Damit würden die im Vergleich günstigeren Elektroautos von VW, Skoda, Audi oder Mercedes gegenüber schnellladenden Elektroautos erheblich an Attraktivität einbüßen.
Ladeinfrastruktur ist teuer
Noch sind die zeitlichen Grenzen für das Laden bei vielen privaten Anbietern sehr weit gefasst. Bei der EnBW sind es rund vier Stunden. Der Versorger behält sich aber vor, die Modelle anzupassen. Steigt der Bedarf weiter an, könnte daher auch bei der EnBW der Zeitkorridor verkleinert werden. Technisch sind derlei Einschränkungen schon jetzt problemlos umsetzbar, erklärt Heiko Bauer, Geschäftsführer der Carmedialab.
Seine Firma lizenziert Softwarestacks an Ladesäulenhersteller wie Alpitronic, DBT oder Heidelberger Druck. So werden die Stationen mit den Fahrzeugen vernetzt und können in vielfältiger Weise miteinander kommunizieren. „Wenn Nutzer die Säulen stundenlang als Parkplatz missbrauchen, lassen sich auch Sondergebühren erheben“, sagt Bauer.
Überall Ladesäulen hinzupflastern, hält Bauer dagegen für bedenklich. „Die Infrastruktur ist teuer und kostet Platz. Jede Investition sollte hier wohlüberlegt sein“, sagt der Manager. Wie groß der Hebel ist, etwa mittels gut platzierten Schnellladesäulen die Ladeinfrastruktur insgesamt zu entlasten, zeigen Daten des Tankstellenbetreibers BP, der in Deutschland an Aral-Tankstellen Ladesäulen aufstellt. Obwohl das Netz nur um den Faktor fünf gewachsen sei, konnten 24 Mal so viele Kilowattstunden an Strom verkauft werden, berichtete zuletzt die „Wirtschaftswoche“ unter Berufung auf einen Sprecher von BP.
Johanna Heckmann von der Strategieberatung P3 sieht das Thema Schnellladen hingegen kritisch. „Das Problem der Ladeinfrastruktur wird nicht dadurch gelöst, dass alle Elektroautos mit teurer 800-Volt-Leistungselektronik ausgestattet werden“, sagt sie. P3 berät deutsche und ausländische Autohersteller in Fragen zur Elektromobilität und der Auto-Software. „Es geht vielmehr um die richtige Mischung an Elektroautos, die zu den Nutzungsgewohnheiten der Autofahrer passen“, sagt Heckmann.
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