Elektroauto Chronik eines Irrtums

Schnellladestationen

S

Aktualisiert 24.10.2019

Tesla lädt vor. Mit der Schnellbeladung der Akkus mit Höchstleistung begann – wieder einmal – Tesla. Ab 2012 wurden die „Tesla Supercharger“ installiert. „Die ersten Stationen lieferten eine maximale Ladeleistung von rund 90 kW. Ab 2013 wurde Technik für 120 kW installiert, später für maximal 145 kW. (…) Parallel zum Netzausbau in den USA begann Tesla Motors mit der Installation von ‚Supercharger‘-Ladestationen in Europa, Asien und Australien. Im Juni 2014 gab Tesla Motors bekannt, einige Patente, die mit ihrer hauseigenen Entwicklung für Ladestationen verbunden sind, der Allgemeinheit zur freien Verwendung zur Verfügung zu stellen. (…) Beim Laden am ‚Supercharger‘ wird mit einem fest an der Ladesäule installierten Kabel unter Umgehung des internen Ladegeräts die Traktionsbatterie direkt mit Gleichstrom geladen. Der Standard der Typ-2-Steckverbindung wurde bei Nutzung von Gleichstrom bis 70 kW Leistung spezifiziert. Tesla wartete für sein leistungsstärkeres Gleichstrom-Schnellladungssystem nicht auf den 2013 verabschiedeten internationalen Ladestandard Combined Charging System, der für Gleichstromübertragung mit mehr als 70 kW ein erweitertes Steckerdesign mit zwei zusätzlichen Gleichstromkontakten verwendet, sondern überträgt die Spitzenleistung von 135 kW über modifizierte Kontaktstifte in seiner Typ-2-Steckverbindung.“ (Wikipedia).

Kostenloser Strom für Teslas. An den Tesla-Schnellladestationen können nur Teslas geladen werden: Und für sie ist es gratis. In Deutschland erwägen die Elektroautohersteller eine Kooperation mit den Energieversorgungsunternehmen (EVU).1

Neuer Stecker-Standard. Die Industrie hat sich nach längerem Prozess auf den Einheitsstecker „Combo-Typ-2“ geeinigt, der ein Aufladen mit Gleich- und Wechselstrom ermöglicht.2

Im Spiegel-Interview verwies Elon Musk bei der Frage der Reichweite auf die Supercharger: „Wenn die Reichweite eines Elektroautos groß genug ist und es ein Netz von Schnellladestationen gibt, besteht absolut kein Grund mehr für einen zusätzlichen Antrieb. Wir werden nächsten Monat ein Software-Update herausgeben, mit dem unser Auto selbstständig erkennt, wann es außer Reichweite der nächstgelegenen Ladestation gerät. Es wird den Fahrer warnen und automatisch den Weg zum nächsten Supercharger weisen …“3

Akku-Lebensdauer und Schnellladung: ÖAMTC-Test. Neben der geringen Reichweite und der dünnen Lade-Infrastruktur ist ein Schwachpunkt am Elektroauto die Lebensdauer der Akkus. Der österreichische Automobilclub ÖAMTC hat von 2011 bis 2014 den Batteriesatz des Mitsubishi i-MiEV, der seit 2010  ausgeliefert wird. „Das Ergebnis ist ernüchternd: Bereits nach drei Jahren verliert die Batterie 17 Prozent an Energie. Das klingt zunächst nicht dramatisch, doch ‚die meisten Hersteller schreiben schon bei 20 bis 30 Prozent Kapazitätsverlust den Tausch einzelner Zellen oder des ganzen Akkupacks vor‘, so ÖAMTC-Techniker Steffan Kerbl.“4

Akku-Lebensdauer und Schnellladung: TU-Wien-Test. Ein Mitsubishii-MiEV wurde von 2011 bis 2014 von der TU Wien getestet. Nach 40.000 Kilometern sank die Reichweite im Mix Stadt, Landstraße und Autobahn von 108 auf 90 Kilometer, bei einer Fahrt bei Tempo 50 km/h von 165 auf 137 Kilometer. Mitsubishi-Sprecher Friedrich Sommer konnte sich den Leistungsabfall nicht erklären. „Reklamationen diesbezüglich habe es noch nicht gegeben. Als möglichen Grund gab er zu viele Schnellladungen an. Dabei wird der Strom ungleichmäßig auf die Zellen der Batterie verteilt.“5
Die Elektroauto-Industrie setzt in Deutschland vor allem auf Schnellladung (siehe Porsche Mission E/Taycan). Den Ergebnissen des ÖATC zufolge verringert Schnellladung die Haltbarkeit der Akkus. Das bedeutet, dass der „CO2-Rucksack“ durch einen erforderlichen zweiten Akkusatz verdoppelt wird und Elektroautos gegenüber sparsamen fossil betriebenen Autos noch mehr ins Hintertreffen geraten.

Reisewagen? Tesla hatte 2015 an 41 Standorten in Deutschland 253 Schnelladesäule und an 173 Standorten in Europa 962 Schnellladesäulen installiert.6

„Fortschritte“ beim Laden. Theoretisch könnte man die Ladezeiten halbieren, wenn man die Spannung von 400 auf 800 Volt erhöht, wie es Porsche plant. Mit 400 Volt sind 100 kW Ladeleistung möglich, mit 800 Volt 200 kW. „Doch hier stellt sich eine weitere Frage: Halten die Akkus das aus? Lithiumzellen reagieren empfindlich auf solche Druckbetankung, schon 100 Kilowatt sind kritisch. Die Hersteller geben meist acht Jahre Garantie auf die Stromspeicher. Ob das bei 200 Kilowatt gut gehen kann, wagt noch kein Fachmann zu beurteilen – sofern es in Deutschland überhaupt noch Fachleute für solche Fragen gibt.“7

Combined Charging System (CCS). „Combined Charging System (CCS): ist die deutsche Version des Schnellladesteckers, er auf dem gängigen Typ-2-Stecker basiert und ihn um zwei weitere Pole ergänzt. Der CCS-Stecker hat sich in Europa durchgesetzt. Der wichtigste Konkurrenz-Standard ist das Chademo-System eines japanischen Konsortiums, der vor allem von japanischen und französischen Autos unterstützt wird.“8

Deutsche Supercharger. Seit 2012 installiert Tesla sein Supercharger-Netz. Das europäische Netz des Combined Charging System (CCS) hatte 2016 bereits 1000 Schnellladeplätze. In Deutschland werden 2017 400 neue Schnellladestationen installiert. Mit einer Ladeleistung von 350 kW soll die Ladezeit auf unter zehn Minuten sinken. Aber die 350 kW sind nicht einfach verfügbar, hierfür muss das Verteilernetz ausgebaut werden. „Denn für dieses extreme Schnellladen ist dieselbe Anschlussleistung wie für ein eigenes Stadtviertel nötig – plus eine spezielle Leistungselektronik, um mehrere Ladestellen zu steuern. Außerdem müsste der Ladestecker gekühlt werden.“9 Allerdings verringert die Schnellladung die Lebensdauer der Batterien.10

Gemeinsam schnell laden. Laut VDA gab es 2016 rund 6800 öffentliche Ladestationen, davon 150 Schnellladesäulen. BMW, Daimler, VW und die Töchter Audi und Porsche sowie Ford gründeten eine Initiative und erklärten Ende 2016, dass sie ab 2017 in einer ersten Ausbaustufe 400 Schnellladestationen entlang der großen Verkehrsachsen in Europa aufbauen wollen. „Das Vorhaben läuft parallel zu den Plänen von Bundesverkehrsminister Alexander Dobrindt (CSU), 400 Schnellladestationen für Elektrofahrzeuge an Autobahn-Raststätten aufzustellen. Zur Verbesserung der Ladeinfrastruktur stellt der Bund 300 Millionen Euro bis 2020 zur Verfügung – davon zwei Drittel für Schnellladesäulen. (…) Die Stationen der deutschen Autobauer sollen für CCS-Stecker (‚Combined Charging System‘) ausgelegt sein und eine Leistung von 350 Kilowatt unterstützen. E-Auto-Batterien sollen dort binnen weniger Minuten zu 80 Prozent aufgeladen werden können. Zum Vergleich: An einer Steckdose in der eigenen Garage dauert das Laden einer herkömmlichen Elektroauto-Batterie sieben bis acht Stunden.“11

Supercharger in Europa. Daimler-Vorstandschef Dieter Zetsche äußerte zur Schnelllade-Initiative von BMW, Daimler und VW: „‚Der Durchbruch der E-Mobilität erfordert vor allem zwei Dinge: überzeugende Fahrzeuge und eine flächendeckende Ladeinfrastruktur.“12 Damit sei eine „Langstrecken-E-Mobilität“ möglich.12

Bedarf von 100 Einfamilienhäusern. Die konventionellen Ladesäulen für ca. 20.000 bis 30.000 Euro auf der 230-Volt-Spannungsebene reichen für elektrische Boliden wie den Porsche Taycan mit bis zu 500 kW nicht mehr, da die Ladezeiten zu lang werden. Deshalb hat sich die Initiative von BMW, Daimler, VW und Ford gebildet. „Ziel der neuen Initiative ist es, die Autos in wenigen Minuten zu laden. Dann aber muss der Bedarf für 100 Einfamilienhäuser in kurzer Zeit aus dem Kabel kommen. Die Stecker werden dabei so warm, dass Kühlsysteme eingebaut werden müssen. Diese Hochleistungs-Zapfsäulen von ABB oder Siemens kosten 100 .000 bis 150 .000 Euro.“13
Und das soll alles natürlich mit „Ökostrom“ versorgt werden!

Die Stromkosten steigen! Die deutsche Elektroautoindustrie wird mit den Energieversorgern kooperieren müssen, da die Strom-Infrastruktur ja in Händen der Energieversorgungsunternehmen (EVU) liegt: Und diese müsste komplett um- und ausgebaut werden. Dazu kommt die Frage, wer die Kosten übernimmt, denn es gilt immer noch das Henne- und Ei-Prinzip auf dem Markt der Elektroautos: Werden so wenig gekauft, weil es keine elektrische Infrastruktur gibt, oder gibt es diese nicht, weil sie sich für so wenig Elektroautos nicht rentiert? In jedem Fall könnte es teuer werden: für die Kunden, die Fahrer der Elektroautos. Denn die Bereitstellung für den Elektroauto-Strom nebst Infrastruktur dürften sich die EVUs gut bezahlen lassen: Von bis zu 80 Cent pro kWh ist die Rede. „Der Tankwart darf sich dann wohl einiges anhören. Eine Batteriefüllung könnte mit bis zu 80 Euro noch etwas mehr kosten als einmal Volltanken mit Benzin.“14
Deshalb sind die großen Stromversorger wieder dabei: Da wird man auf Strom aus fossilen Kraftwerken zurückgreifen müssen, denn nur mit Strom aus erneuerbaren Energien wird der staatlich gewünschte und subventionierte Ausbau der Elektromobilität nicht zu bewerkstelligen sein.

US-Supercharger vor allem in Kalifornien. In Amerika wollen BMW und Volkswagen mit dem US-Ladesäulenbetreiber Chargepoint kooperieren und ein Schnellladepunkte-Netz an Ost- und Westküste aufbauen.15

Audi will mit einem Megawatt laden. „Stefan Niemand, verantwortlich für das Thema Elektrifizierung bei Audi, hat zwar noch kein Produkt, aber einen kompromisslosen Anspruch: ‚Das entscheidende Kriterium für den Durchbruch des Elektroautos wird die Erstwagentauglichkeit sein.‘ Er will ‚keine grüne Banane auf den Markt bringen‘. Audi lebt, wie Mercedes und BMW, von teuren Autos; die Kunden dieser Marken werden kaum bereit sein, Luxuspreise für kompromissbehaftete Produkte zu zahlen. Doch Batterieautos, die wie moderne Diesel-Pkw mit Tempo 180 von München nach Berlin fahren können, ohne anzuhalten, wird es womöglich noch lange nicht geben. Audi-Manager Niemand sieht als wichtigsten Zwischenschritt eine drastische Verkürzung der Tankpause: ‚Sie mögen heute noch darüber lachen, aber wir werden übermorgen mit einem Megawatt laden.‘ Wenn das gelänge, würden 100 Kilowattstunden innerhalb von sechs Minuten in den Akku sausen; das wäre fast schon vergleichbar mit der Füllzeit eines Erdgasautos. Ein schöner Traum, doch die deutschen Autokonzerne können ihn aus eigener Kraft nicht wahr werden lassen. Die Stromkonzerne sind gefragt. Eine Autobahntankstelle, die täglich Tausende Megawatt-Tanker bedienen soll, hätte den Stromverbrauch einer Kleinstadt.“16
Zur Erinnerung: Ein deutsches AKW hat eine Leistung von 1000 bis 1400 MW. Und wenn man das MW auf Photovoltaik oder Windkraft oder Biomasse umrechnet, wird die These, dass die Elektroautos nur mit regenerativer Energie weniger CO2 verbrauchen, ad absurdum geführt. Apropos: Wenn die Elektroauto-Techniker so weiter wüten, wird der zweite Ausstieg aus dem Atomausstieg immer wahrscheinlicher.

Was macht der Akku? „Und dann bleibt noch die Frage: Welche Akkuzelle soll das aushalten? ‚Batterien sind wie Menschen‘, sagt Opel-Entwickler Bachen: ‚Sie fühlen sich am wohlsten bei etwa 20 Grad und bevorzugen gemächliches Aufnehmen und Abgeben von Energie.‘ Je schneller eine Batterie geladen wird, desto schneller altert sie und verliert Kapazität. Im Auto muss ein Akku aber 1000 Ladezyklen und mehr unbeschadet überstehen, denn Lithium-Akkus sind so teuer, dass ein Ausfall einem Totalschaden gleichkommt. Ein Akku mit einem Energieinhalt von einer Kilowattstunde kostet derzeit etwa 200 Euro. das 60-kWh-Paket im Ampera-e also 12.000 Euro. Der kalifornische E-Pionier Tesla bietet mit seinen 120-Kilowatt-Ladesäulen das Maximum, das bislang im Straßenverkehr realisiert wurde. Wie gut die von Tesla verwendeten Panasonic-Akkus das ertragen, bleibt abzuwarten. Professor Martin Winter, Deutschlands führender Experte im Fach Elektrochemie mit einem Lehrstuhl in Münster, hält diese Ladeleistung für ‚kaum noch zu steigern, ohne dass die Zellen Schaden nehmen.“17

Der Kraftwerks-Hausanschluss. Wilhelmina Katzschmann ist Vizepräsidentin der Ingenieurskammer Rheinland-Pfalz und gab 2015 Tipps für die Ausführung der Ladestationen im Fall von Neubauten. – Eine hohe Strom-Hauseinführung mit mindestens einem 63-Ampère-Anschluss, vielleicht sogar 80-Ampère. – Ein normaler Hausanschluss mit 230 Volt und 3,7 kW Ladeleistung benötigt etwa 14 Stunden, um ein Elektroauto mit drei- bis vierhundert Kilometer Reichweite zu laden. Es empfiehlt sich also eine Schnellladestation. – Ein Problem stellen die verschiedenen Ladestecker-Systeme dar. Die IEC-62196-Norm regelt inzwischen die Modelle für Stecker und Adapter.18

Kretschmanns Wutrede. Bündnis 90/Die Grünen forderten auf ihrer Webseite unter „Sauber Autofahren ab 2030“ vor dem Parteitag im Juni 2017: „Ab dem Jahr 2030 wollen wir nur noch abgasfreie Neuwagen zulassen. Das ist eine mutige Vision.“ Nicht jeder hält die Terminplanung für mutig, sondern für: schwachsinnig, wie Wilfried Kretschmann. „Nach Ansicht des grünen Ministerpräsidenten von Baden-Württemberg ist 2030 ein ‚Schwachsinnstermin‘. Seine in dem Video vorgebrachten Argumente legen nahe, dass er vor allem eine bis dahin funktionierende Infrastruktur anzweifelt: ‚Überleg dir mal, es fahren fünf Millionen Elektroautos rum‘, sagt Kretschmann zu einem Parteikollegen. ‚Wo tanken die?‘ Zum Vergleich zieht der Ministerpräsident eine ‚große Tankstelle‘ herbei, an der heute ‚vielleicht zehn Autos gleichzeitig‘ tanken könnten. Elektroautos, das will Kretschmann seinem Gesprächspartner verdeutlichen, bräuchten an den Ladestationen länger als Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren an Zapfsäulen. Bei den E-Mobilen dauere das ‚zwanzig Minuten‘“19

Was wirklich gebraucht wird. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) hat im Auftrag des Bundeswirtschaftsministeriums eine Studie erstellt: Für die Versorgung von einer Million Elektroautos werden 33.000 öffentliche Ladestationen für den Nahbereich und 2600 für den Fernverkehr benötigt, dazu 4000 Schnellladepunkte. Die Nationale Plattform Elektromobilität sieht für die geplante eine Million Elektroautos einen Bedarf von 70.000 öffentlichen Ladepunkten. „Derzeit gibt es laut Angaben des EU-Datenportals European Alternative Fuels Observatory und des Dienstleisters Chargemap.com rund 18.000 öffentliche Ladepunkte.“19

Frank Mastiaux, Vorstandschef des Energieversorgers EnBW, nannte Anfang 2017 Schwierigkeiten beim Stromnetz: „Das heutige Stromnetz ist noch nicht darauf ausgelegt, das gleichzeitige Aufladen einer wachsenden und am Ende hoffentlich großen Zahl von Elektrofahrzeugen reibungslos zu ermöglichen.“20
Auch beim Stromversorger EnBW haben sie den Bedarf berechnet: Eine Million deutsche Elektroautos bräuchten bei jährlichen 14.000 Kilometern Fahrleistung rund 2,5 Terawattstunden Strom, etwa ein halbes Prozent der Jahresproduktion. Netze und Steckdosen wären überfordert. Deutsche Hausanschlüsse sind nur auf einen Verbrauch von zwei kW ausgelegt. „Wenn nun jeder fünfte Haushalt elektrisch fahren würde und alle gleichzeitig ihre Elektrofahrzeug laden möchten – dann wäre das heutige Netz überlastet und bräche zusammen. Black Out.“21

Langsames Schnellladen. Das Joint Venture des Schnelllade-Konsortiums hat noch keinen Namen, aber Personal. Sein Standort wird München sein. Chef wird der BMW-E-Mobility-Experte Michael Hajesch. Dazu kommt der Schnelllade-Spezialist von Porsche, Marcus Groll. Als Stromversorger sind EnBW und Innogy im Gespräch.22

Ionity GmbH: Das Joint Venture wird von BMW Group, Daimler AG, Ford Motor Company sowie vom VW-Konzern mit seinen Töchtern Audi und Porsche Ende 2017 gegründet. Es soll ein Netz von öffentlich zugänglichen 350-kW-High-Power-Charging-(HPC-)Ladestationen für Elektroautos entlang der europäischen Hauptverkehrsachsen aufgebaut werden. Das Netz wird 400 Stationen in 18 Ländern haben und bis 2020 aufgebaut sein. Der Abstand soll unter 120 Kilometer liegen.
Die erste Station mit sechs 350-kW-Ladesäulen wurde im Dezember 2017 in Aabenraa in Dänemark eröffnet, die erste deutsche Station an der Raststätte Brohltal Ost im April 2018. Die Ladestationen haben den Combined Charging System (CCS Typ 2, der EU-Standard ist.
Die drei Lieferanten für die Ladesäulen sind Tritium, ABB und Porsche Engineering. (Aus: Wikipedia)

Laden wie der Teufel. Mit Porsche gibt es eine Entwicklungskooperation für die Premium Platform Electric (PPE). Es sollen neue Batteriezellen, Elektromotoren und eine gemeinsamen 800-Volt-Architektur entwickelt werden und im Jahr 2021 zur Anwendung kommen. Im Zeitraum von 20 Minuten können dann die Batterien von 20 auf 80 Prozent aufgeladen werden.23

Der Schnelllade-Wahnsinn (1): Ionity. An der Autobahnraststätte Brohltal Ost an der A61 beginnt die neue Ladezeit. Hier startet das neue Unternehmen Ionity sein Schnellladenetz in Deutschland: In dem HPC-Ladepark (High Power Charging) können sechs Elektroautos gleichzeitig mit bis zu 350 Kilowatt geladen werden. Ionity ist ein Joint Venture von Daimler, BMW, Ford, Audi und Porsche. „400 Stationen in ganz Europa sind das Ziel für das Ionity-Netz. An wichtigen Verkehrswegen stünde dann die nötige Infrastruktur bereit, um das Elektroauto langstreckentauglich zu machen. (…) Keines der heute erhältlichen Elektroautos kann die hohe Leistung nutzen. An den superschnellen Ionity-Ladern füllen sich ihre Batterien deutlich langsamer.“24

Der Schnelllade-Wahnsinn (2): AC/DC. Für das Schnellladen sind drei Faktoren bestimmend: die Leistung der Ladesäule, das Bordnetz des Autos und die Batterie. „‚Diese Faktoren limitieren heute die Ladezeit‘, sagt Frank Mühlon, globaler Leiter für Elektroauto-Ladesysteme beim Schweizer Elektro-Konzern ABB. Das schwächste Glied der Lade-Kette bestimmt, wie schnell geladen werden kann.“24
Akkus arbeiten üblicherweise mit Gleichstrom. Die Stromquellen liefern aber Wechselstrom. Zum Laden der Akkus muss der Wechselstrom also in Gleichstrom umgewandelt werden. Falls diese Umwandlung über ein On-Board-Ladegerät im Elektroauto geschieht, das aus Plätz- und Gewichtsgründen meist klein ausfällt, dauert die Ladezeit lang. „Bei einer stationären Ladesäule können die Gleichrichter größer und schwerer sein – aus diesem Grund arbeiten alle Schnellladesäulen mit Gleichstrom, im Gegensatz zu den konventionellen Ladesäulen in Innenstädten und der Wallbox für die heimische Garage.“24

Der Schnelllade-Wahnsinn (3): Von 400 auf 800 Volt. Aktuell haben Elektroautos eine Spannung von 400 Volt. Das ist für die geplanten Schnellladesysteme nicht mehr ausreichend, wie Frank Mühlon erklärt: „Um mit 350 Kilowatt zu laden, brauche ich 800 Volt.“ – „Leistung besteht immer aus Spannung und Strom. Sprich: Hat ein Auto die doppelte Batteriespannung, kann es auch doppelt so viel Leistung aufnehmen – und somit schneller laden. Doch der Umstieg auf 800 Volt erfordert aufwändigere Komponenten und eine andere Absicherung im Auto, was die Technik derzeit noch teuer macht. Das erste Elektroauto mit einer 800-Volt-Batterie wird der Porsche Mission E sein, der 2019 auf den Markt kommen soll. Vorher wird also keiner die vollen 350 Kilowatt an der Ionity-Station abrufen können.“24

Der Schnelllade-Wahnsinn (4): Kabel und Stecker kühlen. Und falls dann der als „Tesla-Killer“ apostrophierte Porsche Mission E (aktueller Name: Porsche Taycan) mit 800 Volt und 350 kW geladen wird, ergibt sich das nächste Problem: „Die hohe Stromstärke lässt nicht nur die Batterie heiß werden, sondern auch das Kabel. Den Ingenieuren bleiben dann zwei Möglichkeiten: Entweder das Kabel dicker machen (was es aber zu schwer und sperrig macht) oder eine Kühlung – wofür sich die Techniker entschieden haben. Das fest mit der Ladestation verbundene gekühlte Kabel gleicht – überspitzt formuliert – einem Wasserschlauch, durch den das gut isolierte Stromkabel geführt wird. „‚Es reicht nicht aus, Kabel und Steckverbindung mit Wasser zu umspülen‘, sagt ABB-Entwickler Mühlon. Die fest mit der Ladestation verbundenen gekühlten Kabel sind – überspitzt formuliert – ein Wasserschlauch, durch den das gut isolierte Stromkabel geführt wird. ‚Dazu benötigt die Ladestation noch einen Kühler, der bei Wind und Wetter funktionieren muss. Kühlung und Pumpe müssen auch intelligent gesteuert werden, da das Kühlmittel nicht immer dieselbe Temperatur hat‘.“24

Der Schnelllade-Wahnsinn (5): Die Großindustrie verdient. ABB liefert die ABB-Schnelllader, Porsche Engineering die Ladesäulen, der australische Anbieter Tritium die technische Infrastruktur. Und der Strom kommt von E.on und RWE.
Redet hier eigentlich noch jemand vom angeblich so „umweltfreundlichen“ Elektroauto?

Die nächsten Stromversorger im Elektroauto-Business. EnBW aus Baden-Württemberg und der Mineralölkonzern OMV aus Österreichisch wollen das Aufladen von Elektro-Autos in Süddeutschland organisieren und rund 100 Ladestationen mit bis zu acht Ladepunkten von je 300 kW errichten.25
300 kW mal 800 Ultraschnellzapfsäulen macht 240 MW! Und alles mit Ökostrom …

Windenergie meets Elektroauto. Der niedersächsische Windenergieanlagen-Hersteller Enercon stellte seine Schnellladestation E-Charger 600 mit 350 kW Leistung vor. „Das Besondere am E-Charger aber ist, dass die Ladesäule das Stromnetz mithilfe von sogenannter Blindleistung stabilisiert. Damit der bisher zum Laden benötigte Wechselstrom überhaupt fließen kann, wird 50-mal pro Sekunde ein Magnetfeld auf- und wieder abgebaut. Die Leistung zum Aufbau des Magnetfeldes, nennt man Blindleistung, sie hat sonst keinen Nutzen. Steigt der Anteil an Blindleistung, verringert sich gleichzeitig die verbleibende Kapazität für die Wirkleistung, also den Strom, der tatsächlich beim Verbraucher ankommt. Die Herausforderung der Energieversorger ist es also, die Blindleistung auf dem richtigen Niveau zu halten: Ist sie zu niedrig, sinkt die Spannung. Das stört den Stromfluss. Ist sie zu hoch, kann hingegen weniger Wirkleistung transportiert werden.“26

Fastned & Co. „Das niederländische Start-up Fastned will entlang deutscher Autobahnen zahlreiche Schnellladestationen aufstellen. Dafür hat das Unternehmen von der deutschen Bundesregierung, die den Bau öffentlich zugänglicher Ladesäulen finanziell fördert, 4,1 Millionen Euro erhalten. Damit wollen die Niederländer insgesamt 25 Schnellladestationen mit jeweils mehreren Ladesäulen entlang deutscher Autobahnen installieren. Neu am System von Fastned ist, dass man zum Aufladen des Akkus keine Ladekarte, App oder einen Vertrag mit einem Energieversorger benötigt. Gezahlt wird mit Kredit- oder EC-Karte. (…) Ein weiteres Großprojekt entsteht gerade an der Autobahn A8. Dort baut das mittelständische Unternehmen Sortimo zusammen mit der Innsbrucker Firma E-Loaded derzeit die nach eigenen Angaben größte Stromtankstelle der Welt. Die Anlage soll 2019 an der Südwest-Tangente der A8 zwischen München und Stuttgart eröffnet werden und über 144 Schnellladestationen verfügen.“26

Mobile VW-Schnellladesäulen. Im Dezember 2018  meldete spiegel.de, dass VW mobile Schnellladesäulen einsetzen will. Sie könnten auf öffentlichen Parkplätzen oder auf Firmengeländen aufgestellt werden und speichern 360 kWh. Damit können die Akkus von bis zu 15 Elektroautos geladen werden, gleichzeitig jeweils vier. VW erklärt, dass auch alte E-Auto-Akkus verwendet werden können. Die ersten mobilen Säulen sollen im ersten Halbjahr in Wolfsburg aufgestellt werden.27

Neues Lademodell: mobile Einheiten. „Wenn alle Reserven verbraucht sind, rollt der Wagen aus – da unterscheidet sich das E-Auto um keinen Deut vom Verbrenner. Es ist wohl nur eine Frage der Zeit, bis sich aus dem Nachladen auf freier Wildbahn ein Geschäftsmodell entwickelt.“28Silke Bagschik, bei VW für Vertrieb und Marketing der ID-Baureihe zuständig, fordert das Ende alter Denkstrukturen: „Das heißt, nicht erst bei Reserve nach einer Stromtanke suchen, für Liegenbleiber ein mobiles Schnellladenetzwerk installieren, in den Reiserechner einen zeitlichen Puffer einbauen, bei hoher Verkehrsdichte vorbuchen.“29
Vorstellbar: Rund um die Uhr warten die Supercharger auf Elektroauto-Kunden mit leeren Akkus und laden diese dann gegen gutes Geld an Autobahnen und Bundesstraßen. Wahrscheinlich fahren die 350-kW-Ladeaggregate „umweltfreundlich“ mit Palmöl.

Keine Ladung ohne Kühlung. Der „Tesla-Jäger“ Porsche Taycan (Mission E) verfügt über 600 PS und soll in zehn Minuten die Batterie zu 50 Prozent aufgeladen bekommen. „Vorausgesetzt, die übliche Schnellladeleistung von 50 kW wird auf 350 kW versiebenfacht. ‚Damit haben Kunden ein Ladeerlebnis wie bei einem herkömmlichen Tankvorgang‘, verspricht Michael Kiefer, Leiter Hochvolt-Systeme bei Porsche Engineering.“30
Und wieder die Fragen: Alles Ökostrom? Und wo käme der her? Und wie sieht die Energiebilanz aus – einschließlich der Infrastruktur mit dicksten Kupferkabeln flächig über Deutschland?

Kritik am Schnellladen vom Fachmann. Ladeleistungen von über 350 kW sind möglich; bei Audi wird sogar mit das Laden mit einem Megawatt angekündigt. Prof. Günther Schuh, der Erfinder des StreetScooters und des  e.Go, wies im Juni 2018 auf die Probleme hin, die durch die geplanten großen Elektroautos mit großer Reichweite entstünden. „Wir sollten den Elektro-Massenmarkt nicht nach dem Vorbild der großen Batterien und Ultraschnelllader aufbauen, das ist ein Irrweg.“30

Die Folgen von 350 kW Ladestrom. „350 Kilowatt Ladestrom haben zur Folge, dass 28 Autos am Starkstrom-Zapfhahn die gleiche Leistung aus dem Netz ziehen wie ein ICE mit 830 Sitzplätzen bei voller Beschleunigung. Ein Millionenvolk, das auf diese Weise mobil sein will, müsste das ganze Land neu verkabeln.“31

Unterschiedliche Ladezeiten. Der Bundesverband E-Mobilität gibt folgende Ladezeiten für einen BMW i3 mit einem Akkusatz von 42,2 kWh an: AC-Wallbox mit 3,7 kW (1-phasig Wechselstrom): ca. 15 h; AC-Wallbox mit 11 kW (3-phasig Wechselstrom): ca. 5 h; AC-Ladestation (öffentlich) mit 22 kW: ca. 2 h; DC-Fastcharger mit 50 kW: ca. 45 min.
((Siebert, Jasmin, Mein Haus, mein Auto, meine Tankstelle, in SZ 9.4.2019))
Und was wird der Elektroauto-Fahrer nun wohl bevorzugen?

Strom-Verluste. Die Stadtwerke München planen das längste Supraleiterkabel der Welt mit zwölf Kilometer Länge, da die Stromverluste beim Stromtransport enorm hoch sind. Durch den Widerstand in Kupferkabeln erhitzen sich diese bis auf 80 Grad Celsius: Die SWM rechnen mit jährlichen Verlusten von bis zu 228 Millionen kWh beim Hochspannungsnetz mit 110.000 Volt. Deshalb soll ein Hochtemperatur-Supraleiter (HTS) verlegt werden, wobei diese keramische Leitung mit Stickstoff unter minus 200 Grad Celsius umspült wird, um den Widerstand zu reduzieren. Beteiligt sind u. a. der Linde-Konzern, der Kabelhersteller NKT und das Karlsruher Institut für Technologie.32
Und nun nehmen wir einmal eine Ionity-Schnellladestation mit acht Ladeplätzen und jeweils 350 kW Ladeleistung an einer Autobahn: Was da wohl für Verluste bei deren Versorgung entstehen?!

Ladeleistung Porsche Taycan Turbo S. Aus einem Bericht von Wolfgang Gomoli in heise.de: „Beim Speicher geht Porsche weit voraus, zumindest auf den ersten Blick. Die Batterie hat eine Bruttokapazität von 93,4 kWh, von denen sich 83,7 kWh nutzen lassen. Den Verbrauch im NEFZ gibt Porsche mit 26,9 kWh/100 km an, die Reichweite soll zwischen 388 und 412 km liegen. Keine Frage: Wer das Beschleunigungsvermögen des Taycans ausschöpft, dürfte keine 200 km weit mit einer Ladung kommen. Porsche wirbt mit einer maximalen Ladeleistung von 270 kW – da kann aktuell keiner folgen. Allerdings ist das Fenster für diesen Peak doch ziemlich schmal geschnitten: Die CCS-Schnellladesäule muss mehr als 270 kW und 850 Volt haben, Batterietemperatur zwischen 30 °C und 35 °C und Ausgangsladezustand der Batterie bei 5 Prozent liegen. Unter diesen idealen Bedingungen dauert es nur knapp 23 Minuten, bis 80 Prozent SoC erreicht sind. Urteilen Sie selbst, wie oft das in der Praxis der Fall sein wird.“ (Gomoli, Wolfgang, Fahrbericht: Porsche Taycan Turbo S, in heise.de 26.9.2019))

Der 800-Volt-Standard. Audi setzte zunächst mit der MEB-Plattform auf ein 400-Volt-Bordnetz. „Doch das Ergebnis ist eine milliardenteure Sackgasse. Der Herausforderer aus Ingolstadt kommt nicht am Elektro-Platzhirsch Tesla vorbei. Im November folgt noch dder E-tron Sportback, dann wird die alte E-tron-Plattform auf Basis des Audi Q5 verschrottet.“33
Beim Porsche Taycan wurde mit der PPE-Plattform ein 800-Volt-Bordnetz eingesetzt, um die Zeit des Schnellladens abzukürzen. Der Taycan kann mit mehr als 250 kW geladen werden. Die Ionity-Ladesäulen können dann in vier Minuten etwa 100 Kilometer Reichweite laden.
Wieweit dies mit zu kühlenden Ladekabeln verbunden ist oder Auswirkungen auf die Lebensdauer und Funktionsfähigkeit der Akkus hat oder auch Leitungs- und Ladeverluste, wird sich herausstellen. In jedem Fall ist der Aufwand für 250 kW Ladeleistung bezüglich der technischen Infrastruktur ein enormer.

Der Porsche Taycan setzt den 800-Volt-

Siehe auch: Tesla Supercharger

Fußnoten und Quellen:
  1. Fromm, Thomas, Konkurrenz von den Nerds, in SZ 28.10.2013 []
  2. Mannschatz, Alex, Das Stromtankstellennetz wächst langsam, Sonderbeilage in SZ 16.10.2014 []
  3. Bethge, Philipp, Jung, Alexander, „Niemand will ein Mistauto“, in Der Spiegel 48/24.11.2014 []
  4. Akkuschwund schon nach drei Jahren, in sueddeutsche.de 27.11.2014 []
  5. Akkuschwund schon nach drei Jahren, in sueddeutsche.de 27.11.2014; Hervorhebung WZ []
  6. Harloff, Thomas, Das amerikanische Elektroauto im Detail, in sueddeutsche.de 30.7.2015 []
  7. Wüst, Christian, Im Stromstau, in Der Spiegel 38/12.9.2015 []
  8. Holzer, Holger, Von A wie Akku bis V wie Volt, in SZ 20.4.2017 []
  9. Becker, Joachim, Die nachgeholte Revolution, in SZ 25.6.2016; Hervorhebung WZ []
  10. Becker, Joachim, Die nachgeholte Revolution, in SZ 25.6.2016; Becker, Joachim, Wahnsinn mit Methode, in SZ 20.8.2016 []
  11. Deutsche Hersteller planen Schnellladenetz für E-Autos, in spiegel.de 29.11.2016 []
  12. Fromm, Thomas, Ladestationen für E-Autos in ganz Europa, in SZ 30.11.2016 [] []
  13. Balser, Markus, Fromm, Thomas, Hägler, Max, Die Säulen des Erfolgs, in SZ 30.11.2016; Hervorhebung WZ []
  14. Balser, Markus, Fromm, Thomas, Hägler, Max, Die Säulen des Erfolgs, in SZ 30.11.2016 []
  15. Harloff, Thomas, Begrenzte Möglichkeiten, in SZ 30.11.2016 []
  16. Wüst, Christian, Revolutionäre Zellen, in Der Spiegel 8/18.2.2017; Hervorhebung WZ []
  17. Wüst, Christian, Revolutionäre Zellen, in Der Spiegel 8/18.2.2017 []
  18. Mayer, Simone A., Strom für E-Autos, in SZ 2.6.2017 []
  19. Hengstenberg, Michael, Stockburger, Christoph, Kretschmanns Wutrede – hat er recht? in spiegel.de 23.6.2017 [] []
  20. Hägler, Max, Ladehemmung, in SZ 1.7.2017 []
  21. Hägler, Max, Ladehemmung, in SZ 1.7.2017. Die SZ korrigierte nachträglich von 2.500 auf 2,5 TWh []
  22. Mayr, Stefan, Ladehemmung, in SZ 8.9.2017 []
  23. Becker, Joachim, Der neue Patron, in SZ 21.4.2018 []
  24. Schaal, Sebastian, Jetzt kommen die Superlader, in wiwo.de 27.4.2018 [] [] [] [] []
  25. Mayr, Stefan, Turbolader für die Städte, in SZ 14.5.2018 []
  26. Frahm, Christian, Lädt doch! in spiegel.de 30.5.2018 [] []
  27. VW baut Powerbanks für Elektroautos, in spiegel.de 27.12.2018 []
  28. Kacher, Georg, Konkurrenz aus England, in SZ 9.6.2018; Hervorhebung WZ []
  29. Kacher, Georg, Alles auf E, in SZ 13.7.2019 []
  30. Becker, Joachim, Hitzschlag beim Tanken, in SZ 30.6.2018 [] []
  31. Wüst, Christian, Strom aus der Flasche, in Der Spiegel 50/8.12.2018 []
  32. Simon, Stefan, Eiskalt Energie sparen, in SZ 9.9.2019 []
  33. Becker, Joachim, Elektro-Schock, in SZ 5.10.2019 []
von wz
Elektroauto Chronik eines Irrtums

Chronologie

Anhang