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Mit voller Kraft voraus
wie E-Mobilität die Welt im Sturm erobert

 

Elektromobilität ist auf der Überholspur! Die Nachfrage wächst, viele Länder verabschieden wirksame Gesetze, und Regierungen auf der ganzen Welt gewähren Subventionen. Hersteller und Dienstleister greifen diesen Trend zunehmend auf und beschleunigen somit den branchenweiten Umstieg auf den Einsatz von Elektrofahrzeugen (EVs). Oft gekoppelt mit dem Thema Klimawandel, landet die E-Mobilität mittlerweile regelmäßig in den Schlagzeilen. In der Tat werden wir manchmal mit zu vielen Informationen überschüttet, sodass es nicht einfach ist, den Überblick über die neuesten und wichtigsten Entwicklungen zu behalten. Dieser Artikel soll ein Überblick sein, wo E-Mobilität heutzutage steht, was die Zukunft bringen könnte und wie Elektroautos Unternehmen helfen, von der Flexibilität ihrer Energiesysteme zu profitieren.

 

E-Fahrzeuge in Zahlen

Trotz des wirtschaftlichen Einbruchs durch die COVID-19-Pandemie verzeichnete das Jahr 2020 weltweit ein deutliches Wachstum der Anzahl an Plug-in-Fahrzeugen. Nach Schätzungen der Elektrofahrzeug-Verkaufsdatenbank EV-Volumes überstieg der globale Absatz von Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeugen (PHEV) und batterieelektrischen Fahrzeugen insgesamt 3,2 Millionen - im Vergleich zu 2,26 Millionen im Jahr 2019 - und macht nun 4,2 % des globalen Absatzes an Leichtfahrzeugen aus. Dieser Anstieg ist umso bemerkenswerter, wenn man bedenkt, dass die Automobilindustrie an sich im Jahr 2020 große Volumeneinbußen erleiden musste.

In 13 Ländern machten Elektroautos mindestens 10 % der neuen Leichtfahrzeuge aus, wobei Norwegen mit einem erstaunlichen Anteil von 75 % an Plug-in-Elektrofahrzeugen die Konkurrenz in den Schatten stellte. Island und Schweden folgten mit 45% bzw. 32,2%. Generell haben die nordischen Länder den Rest deutlich übertroffen, wobei Europa vergleichsweise gut abschnitt. Tatsächlich ist kein anderer Kontinent unter den Top 15 vertreten. In China, dem nach Stückzahlen größten Markt für Elektrofahrzeuge, lag der Anteil bei 6,2 %, während die USA mit nur 2,3 % noch weiter hinten landeten. Aufgrund ihrer eher enttäuschenden Leistung im letzten Jahr sind die USA nun auf den dritten Platz gerutscht und wurden von Deutschland überholt, deren Verkäufe um sagenhafte 263 % gestiegen sind. Insgesamt sehen die Zahlen zwar erfreulich aus, erzählen jedoch nicht die ganze Geschichte.

Ladeinfrastruktur

Der Albtraum eines jeden Fahrers eines Elektroautos? Zu sehen dass der Ladezustand der Batterie niedrig ist und keine Stromquelle in der Nähe ist! Es überrascht nicht, dass die Angst vor unzureichender Reichweite einer Ladung eine der größten Sorgen auf Verbraucherseite ist. Die Industrie kann dieses Problem durch den Ausbau und die Stärkung der Ladeinfrastruktur angehen und die jüngsten Entwicklungen geben Anlass zu Optimismus.

In Europa wird Deutschland auch in Zukunft ein wichtiger Wachstumsstandort für Ladeinfrastruktur sein, aber auch der niederländische Markt wird den Aufbau von Ladestationen vorantreiben und in den nächsten Jahren erheblich expandieren. Der italienische Mautstraßenbetreiber Autostrade per l'Italia plant die Einführung von Hochleistungsladestationen an allen seinen Tankstellen. Große Autohersteller wie Daimler und Renault sowie einige führende Unternehmen der Branche, vor allem Royal Dutch Shell und Siemens, investieren ebenfalls verstärkt in die Entwicklung von Ladeinfrastruktur.

Precedence Research, ein führender Anbieter von strategischen Marktanalysen, schätzt, dass der Markt für EV-Ladestationen bis 2027 einen Wert von über 39 Milliarden US-Dollar erreichen und von 2020 bis 2027 eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate von 40,7 % aufweisen wird. Die Experten von IDTechEx haben in Sachen Zukunftstechnologien sogar noch weiter voraus geblickt.In einem kürzlich veröffentlichten Bericht wird prognostiziert, dass der globale Markt für Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge bis 2031 einen Wert von mehr als 65 Milliarden US-Dollar erreichen wird.

Die folgende Grafik veranschaulicht den steilen Wachstumstrend von Ladestationen:

 

Global installierte Ladeanschlüsse (Tausend)

global total charging outlets installed (thousands)

 

Smart charging

Parallel zum Wachstum von Ladestationen entwickelt sich auch die Ladetechnik selbst rasant weiter. Smart Charging, auch Intelligentes Laden genannt, wird die E-Mobilität grundlegend verändern und für mehr Flexibilität am Markt sorgen.

Smart Charging findet statt, wenn ein EV eine Datenverbindung mit dem Ladegerät teilt, welches wiederum mit einem zentralen Managementsystem verbunden ist. Ladestationen können auf der Grundlage der Energieproduktion, lokalem Stromverbrauch oder Anzahl der Fahrzeuge, die in der Nähe geladen werden, verwaltet werden. Mit anderen Worten: Der Energiebetreiber kann selbst steuern, wie viel Energie er einem angeschlossenen und zu ladenden Fahrzeug zur Verfügung stellt. Diese Menge kann variieren, je nachdem, wie viele Menschen zu diesem Zeitpunkt Strom verbrauchen, d. h. wie stark das Netz gerade ausgelastet ist.

Intelligentes Laden verhindert, dass Betreiber ihre maximale Kapazität, die durch Netzkapazitäten und Energietarife definiert ist, überschreiten. Zusätzlich können Versorgungsunternehmen bestimmte Grenzen für den Verbrauch sowie die Zeit und die Geschwindigkeit des Ladens festlegen, um das Netz nicht zu überlasten. Der Fahrer kann die Zeit, bis zu der er unbedingt eine volle Ladung benötigt einstellen und der Energiebetreiber garantiert, dass die benötigte Strommenge geliefert wird. Diese Flexibilität spart Zeit, Geld und sorgt für eine optimale Nutzung der Energieressourcen.

Für Energieversorger und Stadtwerke bietet Smart Charging den Vorteil, dass Nachfragespitzen ausgeglichen werden können, indem Lasten weg von Spitzenzeiten verlagern werden. So wird die Netzbelastung reduziert und verhindert, dass Gas- oder Kohlekraftwerke extra hochgefahren werden müssen, um die Nachfrage zu decken.

Kurz gesagt, intelligentes Laden kommt Fahrern, Energieversorgern, dem Elektrizitätssystem und - dank der verstärkten Nutzung sauberer, erneuerbarer Energie - auch der Umwelt zugute. Da die erforderliche Technologie bereits verfügbar ist, besteht die Herausforderung darin, die Infrastruktur auszubauen. So können immer mehr intelligente Ladestationen in Betrieb genommen werden und auch hier sehen die Zahlen vielversprechend aus!

In den Niederlanden wurden im Juni 2020 rund 80 öffentliche Ladestationen im Besitz von Kommunen mit einer innovativen Software ausgestattet. Vattenfall Niederlande hat zusammen mit Liander und ElaadNL ein Pilotprojekt in Amsterdam (FlexPower Amsterdam) gestartet und beteiligt sich außerdem gemeinsam mit der Berliner Abfallwirtschaft an einem Projekt zum Thema flexibles Laden. Im Oktober 2020 hat der deutsche Energieriese E.ON innogy eMobility einen Technologieanbieter von Soft- und Hardware übernommen und den Fokus auf Smart Charging gelegt: Das Backend des Unternehmens betreibt über 12.000 intelligente Ladepunkte mit einer Zuverlässigkeit von mehr als 99,8 %. Das grenzt schon beinahe an der zu erreichenden Perfektion, jedoch ist es möglich noch einen Schritt weiter zu gehen.

 

Vehicle-to-grid

Im Laufe der Jahre haben zunehmende Umweltbedenken und die Nachfrage nach einem dynamischeren und saubereren Netz zur Entwicklung verschiedener Energiespeicherlösungen beigetragen. Pumpspeicherkraftwerke stellen derzeit fast die gesamte Speicherkapazität dar, aber auch stationäre Batteriespeicherprojekte sind auf dem Vormarsch. Für letztere prognostiziert die Internationale Energieagentur (IEA) bis 2030 einen Kapazitätsanstieg auf 100 GW. Die Vehicle-to-Grid (V2G)-Technologie ist eine Form der Stromspeicherung, die mit Flexibilität durch Speicherkapazität den gleichen Vorteil wie Pumpspeicher bietet und das Potential hat diese sogar zu überholen. Laut einer von der IEA im Juni 2020 veröffentlichten Studie wird prognostiziert, dass V2G bis 2030 weltweit über 600 GW an flexibler Kapazität bereitstellen wird. Im Gegensatz dazu sieht die International Hydropower Association für den gleichen Zeitraum eine Speicherkapazität von 240 GW für Pumpspeicherkraftwerke.

V2G geht noch einen Schritt weiter als Smart Charging: die Batterie eines Elektroautos kann auf der Grundlage unterschiedlicher Signale geladen und entladen werden. Zusätzlich zur Erhöhung und Verringerung der Ladeleistung, wie es bei Smart Charging der Fall ist, kann die Leistung auch in das Netz zurückgespeist und so Schwankungen in der Energieerzeugung und -verbrauch ausgleichen werden. Entscheidend ist, dass der Netzausgleich während der gesamten Zeit, in der das Fahrzeug an die Steckdose angeschlossen ist, fortgesetzt wird. Dies steht im Gegensatz zum regulären intelligenten Laden, bei dem dieser Ausgleich endet, sobald die Batterie vollständig geladen ist. Selbst wenn Sie nicht unterwegs sind und Ihr Elektroauto nur herumsteht - was die meiste Zeit der Fall ist - kann Ihr Auto dank des bidirektionalen Energieflusses als ein Speicher auf Rädern fungieren. Im Großen und Ganzen trägt V2G dazu bei, den Klimawandel zu bekämpfen, da eine größere Kapazität an Flexibilität auf der Verbraucherseite es uns ermöglicht, in höherem Ausmaß auf erneuerbare Energie zu setzen.

Trotz aller dieser Vorteile steht der Durchbruch von V2G noch aus. Das bidirektionale Laden erfolgt über einen Gleichstromanschluss und die Fahrzeuge müssen mit einem CHAdeMo-DC-Stecker kompatibel sein. Derzeit sind nur einige Nissan-Modelle damit ausgestattet, so dass die Mehrheit der Elektroautos auf den Straßen nicht über ein V2G-fähiges Ladesystem verfügt. Mitsubishi hat jedoch Pläne angekündigt, seinen Outlander PHEV-kompatibel zu machen und es wird erwartet, dass andere Hersteller diesem Beispiel folgen. Während die Technologie an sich reift, werden bereits Pilotprojekte durchgeführt und auf Durchführbarkeit getestet.

Das in München ansässige Unternehmen The Mobility House führte 2014 erstmals Tests durch, um eine Verbindung zwischen Fahrzeug und Stromnetz herzustellen. Vier Jahre später erfüllte das Modell Nissan LEAF alle regulatorischen Anforderungen des Übertragungsnetzbetreibers und wurde für den deutschen Markt präqualifiziert. In jüngster Zeit ist das Unternehmen an einem Projekt mit der Groupe Renault beteiligt, das darauf abzielt, alle Verkehrsmittel auf der Insel Porto Santo in Portugal frei von fossilen Brennstoffen zu betreiben. Der Beitrag des Mobility House ist die Entwicklung der Software "Marketplace", die das Zusammenspiel von regulären E-Fahrzeugen, Second-Life-Batteriespeichern und bidirektionalen E-Fahrzeugen optimiert.

Eine weitere Erfolgsgeschichte ist die von Enel X, einem führenden Anbieter von intelligenten EV-Ladestationen. Basierend auf der Cloud-verbundenen Plattform JuiceNet stellte die nordamerikanische Tochtergesellschaft des Unternehmens, eMotorWerks, 2018 eine 30-MW-"virtuelle Batterie" für das Netz in Kalifornien bereit. Die Kombination aus Ladestationen und der JuiceNet-Software ermöglicht es Energieversorgern zu analysieren und modellieren, welche Rolle Ladestationen sowohl auf dem Einzelhandels- als auch auf dem Großhandelsmarkt spielen können. Enel X geht davon aus, dass sie bis 2025 die Energiemenge äquivalent zu 47 Erdgaskraftwerken liefern können. Fermata Energy, ebenfalls aus den USA, hat sich auf die Entwicklung von Technologien zur Integration von Elektrofahrzeugen in das Stromnetz spezialisiert. In Europa hat sich ABB mit dem französischen Unternehmen DREEV zusammengetan und plant die Einführung seiner bidirektionalen Ladetechnologie, die speziell für V2G entwickelt wurde und sowohl mit aktuellen als auch zukünftigen Fahrzeugen kompatibel sein soll. Auch wenn das Erscheinungsdatum noch nicht bekannt ist, führen Ungewissheiten wie diese nur zu vorübergehenden Verzögerungen - die Energiewende schreitet weiter voran und wird weiter an Schwung gewinnen.

E-Mobilität bietet große Chancen: nicht nur der Umwelt, sondern auch Betreibern von Ladestationen. Wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, wie Sie von der Flexibilität Ihrer E-Mobilität profitieren können, kontaktieren Sie uns und lassen Sie sich von unseren Experten für KI-basierten Energiehandel auf Erfolgskurs bringen.

 

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