Schnelllader – sind sie wirklich so effektiv wie man denkt?
Die Elektromobilität hat sich in den letzten Jahren immer weiter vorangeschritten. Experten sind sich einig, dass elektrische Fahrzeuge die Zukunft darstellen. Nicht zuletzt deswegen wurde bereits in den letzten Jahren und wird auch in Zukunft vor allem die Ladeinfrastruktur für die Elektromobilität ausgebaut. Gerade die Anzahl und Verfügbarkeit der öffentlichen Ladesäulen stellte in der Vergangenheit teilweise ein großes Problem dar. Dabei steigt die Anzahl der produzierten E-Autos immer weiter an. Immer mehr E-Autos werden zugelassen und immer mehr Raststätten oder Tankstellen an Autobahnen verfügen über leistungsstarke Ladesäulen. Die Rede ist von sogenannten Schnellladern.
Was sind Schnelllader?
Grundsätzlich handelt es sich bei Schnellladern um „normale“ Ladesäulen, mit denen E-Autos unterwegs aufgeladen werden können. Der große Unterschied zwischen normalen Ladesäulen und Schnellladern ist jedoch die Ladeleistung. Offiziell beginnt das Schnellladen bereits bei einer Ladeleistung von 22 kW. Moderne Schnelllader können allerdings auch eine Ladeleistung von bis zu 350 kW haben. Dadurch können z. B. innerhalb von wenigen Minuten 100 km Reichweite nachgeladen werden.
Warum sind Schnelllader so wichtig für die Elektromobilität?
Befragt man Personen, ob sie bereit wären, einen Elektrowagen zu kaufen, so wird in sehr vielen Fällen mit einer zu geringen Reichweite gegen ein E-Auto argumentiert. Bei einer Umfrage des Online-Portals Mobile.de gaben jedoch auch über 50 Prozent der Befragten an, dass sie bei einer Reichweite von mindestens 500 km problemlos ein E-Auto benutzen könnten. Viele E-Autos, und vor allem die etwas günstigeren, haben allerdings eine deutlich geringere Reichweite. Damit dieser Nachteil ausgeglichen werden kann, muss es Ladesäulen geben, an denen so schnell geladen werden kann, dass die geringe Reichweite ausgeglichen werden kann. Genau deshalb sind Schnelllader die Voraussetzung dafür, dass sich die Elektromobilität durchsetzen kann. Gerade bei langen Fahrten ist ein schnelles Aufladen unterwegs unabdingbar.
Aktuell gibt es in Deutschland ca. 21.000 Ladesäulen. Von diesen 21.000 Ladesäulen sind jedoch nur 3200 Ladepunkte wirkliche Schnelllader. Da die Anzahl der Ladepunkte im Vergleich zu der Anzahl der zugelassenen E-Autos sehr gering ist, ist auch die Verfügbarkeit der Ladesäulen in vielen Bereichen von Deutschland ungenügend. Umso wichtiger ist es, dass an den Ladepunkten, die es gibt, möglichst schnell geladen werden kann.
Was sind die Vorteile eines Schnellladers?
Nimmt man einen modernen Schnelllader mit einer Ladeleistung von 350 kW kann ein durchschnittliches E-Auto innerhalb von etwas mehr als zehn Minuten von zehn auf 80 Prozent geladen werden. Dadurch können Sie z. B. während eines Einkaufs oder aber auch während einer kurzen Pause an einer Autobahnraststätte weit über 100 km Reichweite nachladen. Folglich geschieht das Aufladen fast genauso schnell wie das klassische Tanken bei einem Verbrenner, sodass auch skeptische Fahrer eher zu einem E-Auto greifen, da die Angst vor einer zu geringen Reichweite und langen Zwischenstopps durch lange Ladezeiten genommen wird. Deshalb können Schnelllader maßgeblich zum Voranschreiten der Elektromobilität beitragen.
Was sind Probleme bzw. Nachteile der Schnelllader?
Das größte Problem der Schnelllader ist im Grunde die geringe Verfügbarkeit. Vor allem im ländlichen Bereich, auch aber in Städten, gibt es nur wenige Schnelllader, die von den genannten Vorteilen wie z. B. einer Ladeleistung von bis zu 350 kW profitieren. Folglich gibt es in den Bereichen, in denen die meisten Menschen leben und daher auch die meisten E-Autos unterwegs sind, viel zu wenig Schnelllader. Deswegen kam eine Studie der Thinktanks Agora Verkehrswende zu dem Entschluss, dass ein erhöhter Schwerpunkt auf Schnelllader im öffentlichen Raum gelegt werden sollt. So sollten vor allem Supermärkte oder Einkaufszentren mit leistungsstarken Schnellladern ausgestattet werden.
Dauerhaftes Laden an Schnellladern ist jedoch auch umstritten, da das besonders schnelle Laden nicht sonderlich schonend für die Batterie ist. Ein weiterer Nachteil für die Besitzer eines E-Autos sind die höheren Stromtarife. Bei öffentlichen Ladepunkten gilt in der Regel, dass umso schneller geladen wird, desto höher der Strompreis ist. Wer also schnell laden will, muss dafür deutlich mehr zahlen.
Spricht man über die Effizienz von Schnellladesäulen muss man erwähnen, dass die Verluste, die durch besonders schnelles Laden entstehen, dafür sorgen, dass viel Strom „verloren“ geht. Grund hierfür ist ganz einfach die Physik. Überall wo Strom fließt, gibt es Reibung und diese Reibung erzeugt Energie in Form von Wärme. Umso mehr Strom in einem gewissen Zeitraum durch ein Kabel fließt, desto höher wird die Wärmeentwicklung und folglich auch der Stromverlust. Doch nicht nur im Ladekabel geht beim Schnellladen Strom verloren. Auch die Batterie kann beim Schnellladen nicht den gesamten Strom aufnehmen, sodass nicht die gesamte Strommenge gespeichert werden kann. Ein Schnelllader der Firma ABB, die zu den führenden Herstellern gehören, hat dadurch lediglich einen Wirkungsgrad von 95 Prozent. Auch wenn sich dieser Wert erstmal recht hoch und daher auch gut und effizient anhört, muss man bedenken, dass bei jedem Ladevorgang ganze 5 Prozent des Stroms, der in Zukunft immer wertvoller werden wird, verloren gehen.
Mit einer aktiven Kühlung im Ladekabel könnte die Wärmeentwicklung zumindest etwas reduziert werden. Da diese Kühlung wiederum Energie benötigt, stellt sie keine wirkliche Lösung für das Problem dar.
Auch wenn die aktuellen Stromverluste beim Laden zu verkraften sind, zeigt sich hier ein Problem, dass die Entwicklung von noch schnelleren Schnellladern abbremst. Denn bei Ladeleistungen jenseits von 400 kW würde der Wirkungsgrad rapide abfallen.
Fazit
Die Elektromobilität hat sich in den letzten Jahren rasant entwickelt. Die Anzahl der jährlich produzierten und zugelassenen E-Autos nimmt immer weiter zu. Ganze Unternehmen wollen sich in Zukunft ausschließlich auf E-Autos spezialisieren. Doch bleibt die Ladeinfrastruktur dabei auch der Strecke. Bei der immer größer werdenden Anzahl der E-Autos, die auf den deutschen Straßen unterwegs sind, muss auch die Anzahl der öffentlichen Ladepunkte und insbesondere der Schnelllader erhöht werden. Letztere stellen, auch wenn sie teils berechtigt in der Kritik stehen bzw. erhebliche Nachteile wie einen vergleichsweise hohen Stromverlust aufweisen, eine Möglichkeit dar, die Elektromobilität weiter durchzusetzen. Gerade an öffentlichen Einrichtungen oder Orten, an denen sich Menschen oft aufhalten wie z. B. bei Supermärkten müssen solche Schnelllader errichtet werden. Hier halten sich die meisten Menschen nur kurz auf, sodass Schnelllader besonders effizient sind, da sie die kurze Ladedauer perfekt ausnutzen können.