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Der Beste unter den weltweiten Herstellern von Ladegeräten für Elektrofahrzeuge zu sein
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Der Beste unter den weltweiten Herstellern von Ladegeräten für Elektrofahrzeuge zu sein
Da die Zahl der Elektrofahrzeuge (EVs) auf Straßen auf der ganzen Welt bis 2030 etwa 200 Millionen erreichen wird, ist auch eine zuverlässige und effiziente Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge erforderlich, um sie in Bewegung zu halten. Die Schätzungen variieren von Quelle zu Quelle, aber um das ideale Ladegerät-zu-Fahrzeug-Verhältnis aufrechtzuerhalten – ein öffentliches Ladegerät für jeweils 10 bis 15 Autos – müssten bis 2030 bis zu 20 Millionen öffentliche Ladegeräte installiert werden, um die Fahrzeuge am Laufen zu halten. Wenn man private Ladegeräte mit einbezieht, schätzt BloombergNEF, dass bis 2040 bis zu 490 Millionen benötigt werden.
Derzeit sind nur etwa 2 Millionen öffentliche Ladegeräte installiert. Das bedeutet, dass in den nächsten sieben Jahren zusätzlich 18 Millionen öffentliche Ladegeräte benötigt werden. Dieser enorme Bedarf an Elektrifizierung treibt nicht nur in der Automobilindustrie, sondern auch in der Energiespeicherindustrie und sogar im Einzelhandel, wo viele Ladegeräte installiert werden, eine erhebliche Entwicklung voran.
Im Folgenden untersuchen wir einige wichtige Trends im Ökosystem der Ladegeräte für Elektrofahrzeuge.
1. Wechselstrom-Ladegeräte für Privathaushalte und Büros sind wesentlich häufiger anzutreffen als öffentliche Gleichstrom-Schnellladegeräte
Während sich die Ladetechnologie für Elektrofahrzeuge ständig weiterentwickelt, gibt es derzeit drei Haupttypen von Ladegeräten für Elektrofahrzeuge – Stufen eins bis drei.
Das Laden mit Wechselstrom zu Hause oder am Arbeitsplatz kann eine praktische Option sein, erfordert aber mehrere Stunden Ladezeit, sodass öffentliche Hochspannungs-Gleichstromladegeräte ein wichtiger Teil der Infrastruktur sind, die zum Betanken von Elektrofahrzeugen benötigt wird. Hochleistungs-Gleichstromladegeräte sind die am schnellsten wachsende öffentliche Option. Power Technology geht davon aus, dass der Markt für öffentliche Schnellladegeräte zwischen 2021 und 2030 mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 22 % wachsen wird, verglichen mit 19 % für öffentliche Wechselstromladegeräte und 8 % für Gleichstrom-Niedrigleistungsladegeräte. Auch öffentliche Schnellladegeräte werden immer effizienter, wobei die durchschnittliche Ausgangsleistung von Schnellladegeräten bald von 500 V auf 800 V steigen wird.
Trotz der hohen Nachfrage nach Gleichstrom-Ladegeräten haben Untersuchungen des EV Outlook von BloombergNEF gezeigt, dass 70 % aller Elektrofahrzeug-Ladevorgänge immer noch zu Hause oder am Arbeitsplatz stattfinden, wo langsamere, private Wechselstrom-Ladegeräte über mehrere Stunden hinweg eine effektive Lösung sein können.
Während die Zahl der Ladegeräte für Elektrofahrzeuge weltweit zunimmt, gibt es immer noch große regionale Unterschiede in Bezug auf die Arten von Ladegeräten und die Art und Weise, wie die Ladeinfrastruktur bereitgestellt wird – angefangen bei der regionalen Priorisierung von AC- gegenüber DC-Ladegeräten.
2. Regionale Unterschiede bei den Arten von Ladegeräten und der Art und Weise, wie die Ladeinfrastruktur bereitgestellt wird
Die Regionen, in denen der Einsatz von Elektrofahrzeugen vorherrscht – die USA, Europa und China – unterscheiden sich hinsichtlich der verfügbaren Ladetechnologie, der großen Unternehmen, die sie anbieten, sowie der Geschwindigkeit der Produktion und des Einsatzes. Energiebezogene Faktoren, wie die Fähigkeit des Netzes, das flächendeckende Laden von Elektrofahrzeugen zu unterstützen, beeinflussen auch regionale Unterschiede in der Ladetechnologie – sogar innerhalb eines Landes (insbesondere in den USA). Mit Ausnahme von China erschwert die mangelnde Standardisierung der Ladetechnologie die globale Skalierung dieser Infrastruktur.
Vereinigte Staaten
In den Vereinigten Staaten sowie in Japan und Südkorea handelt es sich bei den meisten installierten Ladestationen für Elektrofahrzeuge um schnellere AC-/langsamer DC-Ladegeräte der Stufe 2. Laut Frost& Sullivan, sie werden hauptsächlich von ChargePoint (45 %) und Tesla (10 %) hergestellt. Bei DC-Ladegeräten dominiert Tesla jedoch dank seines Supercharger-Netzwerks den Markt mit einem Marktanteil von fast 40 % im ganzen Land. Weitere Marktteilnehmer sind ElectrifyAmerica (21 %), EVgo (11 %) und ChargePoint (9 %), die alle ihr Netzwerk erweitern und mit mehreren Marken und Modellen von Elektrofahrzeugen kompatibel sind.
Das US-amerikanische Versorgungsökosystem besteht aus vielen kleineren, oft privaten Unternehmen, was es für Organisationen schwierig macht, sich auf den kapitalintensiven Prozess der Skalierung der Ladeinfrastruktur einzulassen. Darüber hinaus sind die USA auf ein ausgedehntes Autobahnnetz angewiesen und die Menschen leben überwiegend in Einfamilienhäusern. Aber jüngste Finanzierung durch die Regierung (weiter unten ausführlicher besprochen) unterstützt die Schaffung eines öffentlichen Ladestationsnetzes, das ebenso weit verbreitet sein könnte wie Tankstellen.
Es gab bereits einige Fortschritte, wie zum Beispiel die Partnerschaft von Volvo und Starbucks beim Bau von Gleichstrom-Schnellladegeräten alle 100 Meilen auf einer 1.350 Meilen langen Strecke zwischen Denver und Seattle. In ähnlicher Weise hat GM mit EVgo zusammengearbeitet, um 2.000 Gleichstrom-Schnellladestationen an Raststätten in den gesamten USA und weitere 40.000 bei angeschlossenen Händlern zu installieren. Dies ist ein guter Anfang, um die Einführung von Elektrofahrzeugen voranzutreiben, aber es reicht möglicherweise nicht aus, um alle Bedürfnisse von Langstreckenfahrern oder solchen mit eingeschränktem Zugang zur Ladeinfrastruktur im Allgemeinen zu erfüllen.
China
In China ist die Aufteilung zwischen privaten und öffentlichen sowie AC- und DC-Ladegeräten etwas gleichmäßiger als in Europa und den USA. Nach Angaben der China Electric Vehicle Charging Infrastructure Promotion Alliance waren es im Mai 2022 57 % der Ladegeräte des Landes Wechselstrom und 43 % waren Gleichstrom; ebenso waren 59 % privat und 41 % öffentlich. Die vier führenden Ladegeräte-OEMs – Star Charge, Tgood, China State Grid und YKCCN – tauschen aufgrund neuer Installationen häufig ihre Marktpositionen.
Die Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge in China entwickelt sich rasant weiter, um der wachsenden Nachfrage nach Elektrofahrzeugen gerecht zu werden, was teilweise auf die starke Pro-EV-Politik der chinesischen Regierung zurückzuführen ist. Chinas Bevölkerung lebt außerdem in der Regel in dicht besiedelten Wohnhäusern in Großstädten wie Peking, Shanghai und Shenzhen, die über spezielle Ladenetze für Elektrofahrzeuge verfügen. Diese Netzwerke verfügen über einige der schnellsten Hochgeschwindigkeitsladegeräte der Welt. Beispielsweise begann Xpeng Motors im Jahr 2022 mit dem Einsatz von Schnellladegeräten mit einer maximalen Leistung von 480 kW, die eine Batterie in nur 15 Minuten von 10 % auf 80 % aufladen können – viel schneller als herkömmliche Ladegeräte.
Die Batteriewechselinfrastruktur ist eine Alternative zum herkömmlichen Laden von Elektrofahrzeugen. Besitzer von Elektroautos können ihre leere Batterie an einer dafür vorgesehenen Tauschstation gegen eine voll geladene Batterie austauschen, anstatt darauf zu warten, dass die Batterie ihres Autos wieder aufgeladen wird. Dieser Austauschvorgang dauert in der Regel weniger als fünf Minuten und stellt eine schnellere und bequemere Alternative zu herkömmlichen Lademethoden dar.
Der Batteriewechsel ist in China aufgrund der dichten städtischen Bevölkerung und der derzeit in vielen Gebieten im Vergleich zur Anzahl von Elektrofahrzeugen begrenzten Verfügbarkeit von Ladeinfrastruktur besonders beliebt. Ein Unternehmen, das den Vorstoß anführt, ist NIO, das bereits mehr als 1.000 Batteriewechselstationen in ganz China installiert hat und den Bau weiterer 1.000 im Laufe des Jahres 2023 plant. Dies könnte eine schnelle, bequeme und praktikable Alternative zum herkömmlichen Laden von Elektrofahrzeugen sein.
Europa
Betrachtet man den europäischen Markt für Ladegeräte für Elektrofahrzeuge, so sind 70 % der installierten Ladegeräte Level 2 – AC-Ladegeräte, die Transformatoren verwenden, um eine Ladung wesentlich schneller zu liefern als ihre typischen Heimladegeräte – angeführt von EVBox und Allego. Teslas Supercharger haben eine starke Präsenz auf dem europäischen Markt für Gleichstromladegeräte (24 %), der Rest des Marktes ist jedoch stark fragmentiert und besteht aus etwa einem Dutzend OEMs, die Ladegeräte anbieten.
In der gesamten Region entstehen zunehmend andere Ladelösungen. Deutschland und Norwegen sind Vorreiter bei der Einführung des Batteriewechsels, ähnlich dem chinesischen Modell. Bis März 2023 hat NIO 13 Wechselstationen in Norwegen, Schweden, Dänemark, Deutschland und den Niederlanden eröffnet und plant, innerhalb eines Jahres 100 weitere auf dem gesamten Kontinent zu eröffnen.
Die dichte Bevölkerung in städtischen Gebieten Europas hat erhebliche Auswirkungen auf die Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge in der Region. Aufgrund des begrenzten Platzangebots kann es schwierig sein, private Ladestationen für alle Elektrofahrzeuge auf den Straßen unterzubringen. Um dieser Herausforderung zu begegnen, haben einige Länder in Europa Schritte unternommen, um der öffentlichen Ladeinfrastruktur in städtischen Gebieten Vorrang einzuräumen. Laut dem Europäischen Automobilherstellerverband haben die Niederlande beispielsweise in ihren Städten über 111.000 öffentliche Ladestationen installiert (ACEA) stellt sicher, dass Fahrer von Elektrofahrzeugen Zugang zu Ladestationen haben, wenn sie diese am meisten benötigen.
Viele dieser regionalen Unterschiede sind auf die unterschiedlichen Gesetze, Investitionsniveaus und Arten von Anreizen zurückzuführen, die nationale und lokale Regierungen rund um Elektrofahrzeuge und Ladeinfrastruktur schaffen.
3. Staatliche Vorschriften, Investitionen und Anreize für die Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge nehmen zu
Regierungen auf der ganzen Welt erkennen das enorme Potenzial von Elektrofahrzeugen und die entscheidende Rolle der Ladeinfrastruktur für ihren Erfolg. Durch die Bereitstellung von Zuschüssen und Subventionen überlassen Regierungen das Wachstum von Elektrofahrzeugen nicht länger allein der Verbrauchernachfrage. Sie fördern aktiv den Übergang zu Elektrofahrzeugen, indem sie auf die Notwendigkeit einer angemessenen Infrastruktur eingehen.
Es gibt viele mögliche Ansätze, die Regierungen ergreifen können, wie etwa die Gewährung von Steuererleichterungen für Unternehmen, die Ladegeräte installieren, die Regulierung der Verfügbarkeit von Ladestationen auf öffentlichen Straßen und die Standardisierung der Ladetechnologie zur Förderung einer besseren Interoperabilität. Mit klaren und wirksamen Vorschriften können Regierungen sicherstellen, dass der Aufbau der notwendigen Infrastruktur zur Priorität wird – und so dazu beitragen, die Welt einem nachhaltigen und elektrifizierten Verkehrssystem näher zu bringen.
Europa steht weiterhin an der Spitze dieses regulatorischen Vorstoßes zum Ausbau der Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge. Die EU verlangt, dass neue und renovierte Wohngebäude mit mehr als zehn Stellplätzen jeweils eine Vorverkabelung für Ladegeräte haben. Bis 2025 muss mindestens jeder zehnte Parkplatz für Büros und Einkaufskomplexe über eine Ladestation für Elektrofahrzeuge verfügen.
Einzelne Länder in Europa setzen auch ihre eigenen Vorschriften um, um die Verfügbarkeit von Ladegeräten für Elektrofahrzeuge zu erhöhen und die Einführung von Elektrofahrzeugen voranzutreiben. Deutschland investiert beispielsweise über einen Zeitraum von drei Jahren 6,1 Milliarden US-Dollar in die Installation von Ladestationen für Elektrofahrzeuge an jeder Tankstelle im ganzen Land und beschleunigt die staatliche Genehmigung von Ladestationen. In ähnlicher Weise fördert die britische Regierung den privaten Besitz von Elektrofahrzeugen, indem sie Vermietern Zuschüsse für die Installation von Ladegeräten in Mehrfamilienhäusern gewährt und verlangt, dass jedes neue Haus oder Gebäude über Ladegeräte für Elektrofahrzeuge verfügt. Dies knüpft an ein separates, aber damit verbundenes britisches Mandat an, das das Ende des Verkaufs von Verbrennungsmotorfahrzeugen bis 2030 vorschreibt.
In den USA wird das überparteiliche Infrastrukturgesetz 2021 voraussichtlich der Schlüssel zur Entwicklung eines landesweiten öffentlichen Ladesystems sein. Um die Interoperabilitätsherausforderung der meisten Ladenetze für Elektrofahrzeuge zu bewältigen, genehmigte das Gesetz die Gründung des Gemeinsamen Büros für Energie und Verkehr. Dieses Büro wird mit Automobilherstellern zusammenarbeiten, um landesweit ein Netzwerk von 500.000 öffentlichen Ladegeräten für Elektrofahrzeuge mit einheitlichen Standards aufzubauen, die mit allen verschiedenen Elektrofahrzeugmodellen kompatibel sind. Die Gesetzgebung sieht eine Investition von 5 Milliarden US-Dollar für Bundesstaaten in ihre Ladeinitiativen vor. Es stellt außerdem wettbewerbsfähige Zuschüsse in Höhe von 2,5 Milliarden US-Dollar für Gemeinden mit innovativen Ansätzen für den Einsatz von Ladestationen bereit. Diese Projekte müssen spezifische Ziele erfüllen, wie beispielsweise die Verbesserung des Zugangs zu Ladestationen in ländlichen und unterversorgten Gemeinden.
China ist unangefochtener Weltführer bei der Einführung von Elektrofahrzeugen, und seine Regierung spielt durch die damit verbundenen Vorschriften und Richtlinien eine wesentliche Rolle bei der Förderung dieses Wachstums. Das Land hat sich verpflichtet, die Entwicklung der Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge im Land zu beschleunigen. Sie hat eine Reihe von Maßnahmen ergriffen, um das Branchenwachstum zu fördern, von der Festlegung des Ziels, das Laden von 20 Millionen Fahrzeugen bis 2025 zu unterstützen, bis hin zur Begrenzung der öffentlichen Ladekosten auf nur das Ein- oder Zweifache der durchschnittlichen Kosten für das Laden zu Hause. Chinas innovationsfreundliche Haltung bei der Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge kann als Katalysator für den umfassenderen Wandel hin zu nachhaltigem Transport weltweit angesehen werden.
Da Regierungen auf der ganzen Welt Schritte unternehmen, um die Einführung von Elektrofahrzeugen zu fördern, entstehen verschiedene Modelle der Ladeinfrastruktur, um der wachsenden Nachfrage nach Elektrofahrzeugen gerecht zu werden.
4. Neue Lademodelle machen Ladegeräte für Elektrofahrzeuge zugänglicher
Da Elektrofahrzeuge immer beliebter werden, wächst die Sorge, dass die mangelnde Standardisierung der Protokolle, Anschlüsse und Systeme von Elektrofahrzeugen zu einem erheblichen Hindernis für die breite Einführung werden könnte. Da Ladegeräte für Elektrofahrzeuge verschiedener Hersteller nicht mit Elektrofahrzeugen verschiedener Marken kompatibel sind, steht die Branche vor einer echten Herausforderung.
Allerdings beginnt die Automobilindustrie, dieses Problem direkt anzugehen, indem sie neue, besser interoperable Lademodelle einführt. Bei diesen Modellen stehen Kompatibilität, Komfort und Zugänglichkeit im Vordergrund und erleichtern so den Fahrern von Elektrofahrzeugen den Zugang zu Ladegeräten, egal wo sie unterwegs sind.
Beispielsweise stellen führende Automobilhersteller wie Hyundai, Volkswagen, Audi, Ford und General Motors Elektrofahrzeuge her, die das Combined Charging System (CCS) nutzen. Der CCS ist ein weit verbreiteter Ladestandard für Elektrofahrzeuge, der es kompatiblen Fahrzeugen ermöglicht, sowohl aus Wechselstrom- als auch aus Gleichstromquellen zu laden. Dieses System ermöglicht es, mit einem einzigen Stecker alle aktuellen und zukünftigen Elektrofahrzeugmodelle zu unterstützen, unabhängig von ihrer Ladetechnologie. Das CCS verwendet den Combo-2- oder Typ-2-Anschluss. Aufgrund der Beliebtheit ist der CCS-Typ 2 der häufigste Typ von Ladeanschlüssen für Elektrofahrzeuge, den ein Fahrer an einer Ladestation erwarten würde (Stand Anfang 2023).
Der Vorteil dieser Standardisierung besteht darin, dass Fahrer unabhängig vom Batterietyp ihres Elektrofahrzeugs auf Ladestationen zugreifen können und sich beim Aufladen keine Gedanken mehr über Kompatibilitätsprobleme machen müssen. Darüber hinaus wird es für Hersteller einfacher, universelle Ladegeräte für Elektrofahrzeuge zu entwickeln, die heute mehrere Arten von Elektrofahrzeugen auf der Straße unterstützen können, anstatt für jedes einzelne Modell oder jede Marke unterschiedliche Ladegeräte zu entwickeln.
Laut einer Studie von Car besitzt Tesla mehr als 61 % der öffentlichen Gleichstrom-Schnellladegeräte in den USA& Die Fahreranalyse der Daten des Energieministeriums nutzt auch CCS-Adapter, um seine Supercharger für Nicht-Tesla-Besitzer zu öffnen. Seit März 2023 erlaubt das Unternehmen Fahrern anderer Elektrofahrzeuge die Nutzung von Superchargern in ausgewählten Regionen – hauptsächlich in Kalifornien und Buffalo, New York, wo Tesla eine Produktionsstätte hat. Fahrer anderer Fahrzeuge zahlen mehr pro Ladung als Tesla-Besitzer oder können sich über die Tesla-App für eine monatliche Lademitgliedschaft anmelden, aber durch den Schritt dürften bis Ende 2024 mehr als 7.500 zusätzliche Schnellladegeräte für Fahrer in den gesamten USA „freigeschaltet“ werden.
Die nächste Grenze für zugängliches Gleichstrom-Schnellladen könnte der ChaoJi-Standard im asiatisch-pazifischen Raum sein. Die Einführung ist für 2024 geplant und wird eine Weiterentwicklung des japanischen CHAdeMO-Standards sein und den chinesischen GB/T-Standard ersetzen. Wichtig ist, dass ChaoJi auch auf Abwärtskompatibilität ausgelegt ist und voraussichtlich mit praktisch allen globalen Ladestandards funktioniert. Der International Council on Clean Transportation schätzt, dass die Arbeitsleistung des Standards etwa 500 kW betragen wird, was ihn sogar schneller machen würde als den Supercharger (mit einer Spitzenleistung von 250 kW).
Da staatliche Vorschriften in Kraft sind und neue, interoperablere Lademodelle entstehen, besteht der nächste Schritt darin, sicherzustellen, dass Ladegeräte für Elektrofahrzeuge angemessen vom Energienetz unterstützt werden.
5. Bidirektionale Ladegeräte für Elektrofahrzeuge werden dazu beitragen, ein nachhaltigeres Energienetz zu schaffen
Während sich die Welt auf eine nachhaltige Energieerzeugung umstellt, besteht eine große verbleibende Herausforderung darin, dass in den meisten Regionen nur eine begrenzte Netzkapazität für Elektrofahrzeuge zur Nutzung dieser Energie zur Verfügung steht. Mit dem Aufkommen kombinierter Energiespeichersysteme und solarbetriebener Gleichstrom-Ladegeräte für Elektrofahrzeuge – wie der ultraschnellen Ladestation, die im Oktober 2022 in Ningde City, China, eröffnet wurde – ist klar geworden, dass bidirektionale Ladetopologien für eine intelligente Steuerung der Nachfrage erforderlich sind dass das Laden von Elektrofahrzeugen in das Stromnetz eingespeist wird.
Das bidirektionale Laden von Elektrofahrzeugen – auch bekannt als Vehicle-to-Grid (V2G)-Laden – ist ein relativ neues Konzept, das es Elektrofahrzeugen ermöglicht, ihre Batterien sowohl über das Netz zu laden als auch Strom aus ihren Batterien zurück ins Netz zu entladen. Diese Art des Ladens hat das Potenzial, Elektrofahrzeuge deutlich effizienter zu machen und ihnen gleichzeitig zu ermöglichen, als dezentrale Energiequelle im Netz zu fungieren.
Durch bidirektionales Laden können Elektrofahrzeuge überschüssigen Strom aus erneuerbaren Quellen wie Sonne oder Wind speichern und ihn dann bei höherem Bedarf wieder ins Netz einspeisen – und so effektiv als mobiles Energiespeichersystem fungieren. Dies könnte dazu beitragen, Spitzenstromnachfrage zu glätten, die Gesamtkosten für Energieversorger zu senken und den Kunden zuverlässigere Stromdienstleistungen anzubieten. OEMs und Energieversorger könnten auch dynamische Preissysteme einrichten, bei denen Fahrer mit Gutschriften dafür belohnt werden, dass sie gespeicherte Energie nutzen (und ihr Elektrofahrzeug nicht aufladen), wenn die Nachfrage im Netz hoch ist, oder Strom ins Netz zurückspeisen, wenn die Nachfrage niedrig ist.
Damit diese Technologie Realität werden kann, müssen Hersteller kompatible Hardware- und Softwarelösungen entwickeln, die Plug-and-Play-fähig für den Verbraucher sind. Ford hat ein Home-Integration-System eingeführt, das es F-150 Lightning-Besitzern ermöglicht, ihre Pickup-Trucks im Falle eines Stromausfalls als automatische Notstromquelle zu nutzen, und arbeitet mit einem ausgewiesenen Installateur zusammen, um den Verbrauchern die Einrichtung zu erleichtern.
Der Nissan Leaf verfügt seit 2013 technisch über Hardware, die bidirektionales Laden ermöglicht. Ende 2022 erhielt der OEM jedoch die Genehmigung für das erste bidirektionale CHAdeMO-Ladegerät in den USA, das mit seinem Modell 2023 kompatibel ist. Andere Unternehmen wie Hyundai und Tesla mit seinem Batteriespeichersystem Powerwall haben ebenfalls Pläne für bidirektionale Lademöglichkeiten in bestimmten Fahrzeugmodellen angekündigt.
Die Vorteile des bidirektionalen Ladens von Elektrofahrzeugen sind enorm und könnten die Art und Weise, wie wir Energie in unseren Autos und Häusern nutzen und speichern, revolutionieren. Es hat das Potenzial, Emissionen deutlich zu reduzieren, Geld bei den Stromrechnungen zu sparen, die Effizienz unserer Stromnetze zu steigern und gleichzeitig die Zuverlässigkeit der Dienste zu erhöhen sowie Anreize für Fahrer auf der Grundlage von Beitrags- oder Nutzungsmustern zu schaffen – und das alles, während wir uns gleichzeitig auf dem Weg in eine Zukunft mit erneuerbaren Energien unterstützen Energiequellen.
Da der Markt für Elektrofahrzeuge weiter wächst, entstehen außerdem innovative neue Ladetechnologien, um der gestiegenen Nachfrage gerecht zu werden, wie beispielsweise kabelloses Laden und ultraschnelle Ladelösungen.
6. Die nächste Generation der Ladetechnologie für Elektrofahrzeuge kommt
Neue Ladetechnologien für Elektrofahrzeuge gehen über das bloße Anschließen eines Fahrzeugs an eine Ladestation hinaus. Hier sind einige, die Sie in den nächsten drei bis fünf Jahren im Auge behalten sollten.
Kabelloses Laden
Beim Laden von Elektrofahrzeugen liegt der Schwerpunkt vor allem auf der Schaffung eines optimierten, automatisierten Prozesses, der minimale Auswirkungen auf die Umwelt und die Infrastrukturressourcen hat. Um dieses Ziel zu verwirklichen, streben viele Unternehmen nach dem kabellosen Laden von Elektrofahrzeugen, um angesichts des Mangels an Kabeln und Schaltschränken ein besseres Benutzererlebnis zu schaffen.
Ein Ansatz besteht darin, Elektrofahrzeuge auf einer Unterlage zu parken, auf der sich im Boden ein Magnetresonanzsystem befindet. Mit weniger Ausfallzeiten beim Laden eignet sich dieses Modell für Flottenfahrzeuge, die im Leerlauf aufgeladen werden müssen, und ähnelt der Technologie, die bereits an Wiegestationen verwendet wird.
Ende 2020 wurden von der Society of Automotive Engineers globale Standards für das kabellose Laden von Elektrofahrzeugen erlassen (SAE). Zuvor waren der Mangel an Regulierung, anwendbaren Geschäftsmodellen und die damit verbundenen Produktionskosten große Hindernisse bei der Entwicklung sinnvoller Initiativen zum kabellosen Laden. Da namhafte Hersteller wie Nissan, BMW und Renault drahtlose Ladeprogramme erforschen und Dritthersteller ihre eigenen Plattformen für den Flotten- und Privatgebrauch entwickeln, scheint die drahtlose Ladetechnologie ein aufstrebender und wichtiger Akteur beim Ausbau des Ladens von Elektrofahrzeugen zu sein Infrastruktur.
Intelligente Straßen
Intelligente Straßen sind eine aufkommende drahtlose Technologie, die die Art und Weise, wie Elektrofahrzeuge aufgeladen werden, revolutionieren könnte. Dadurch entfällt für Fahrer die Notwendigkeit, an einer Ladestation anzuhalten oder ihr Auto anzuschließen, wenn es Strom benötigt. Diese Straßen sind mit unter der Erde vergrabenen Kupferspulen eingebettet. Während das Auto fährt oder auf der Straße geparkt wird, wird die Energie magnetisch an ein Empfängerpad am Unterboden des Autos übertragen, um die Batterie aufzuladen. Die weit verbreitete Einführung des kabellosen Ladens über intelligente Straßen könnte dazu führen, dass Elektrofahrzeuge kleinere, leichtere Batterien benötigen, die jeweils weniger Ladung halten, was dazu beitragen kann, den Gesamtpreis des Fahrzeugs zu senken.
Es ist erwähnenswert, dass sich intelligente Straßen, die Elektrofahrzeuge aufladen, noch in der Versuchsphase befinden. Electreon arbeitet mit Ford und dem Bundesstaat Michigan zusammen, um in Detroit den ersten echten Piloten zu bauen, einen 1,6 km langen Straßenabschnitt mit kabellosem Laden, der während der Fahrt oder im Stand genutzt werden kann. Es gibt ein ähnliches Projekt in Visby, Schweden, bei dem eine 1,6 km lange Straße zwischen der Stadt und dem örtlichen Flughafen für kabelloses Laden genutzt wird, während Fahrer auf der Straße unterwegs sind.
Aufgrund seiner relativen Neuheit sind die mit dem kabellosen Laden verbundenen Kosten – und damit die Modelle dafür, wer für den benötigten Strom zahlen würde – noch nicht klar. Einige Experten schlagen vor, dass die Stromkosten in die von den Fahrern gezahlten Straßenbenutzungsgebühren oder Steuern einbezogen werden könnten, ähnlich wie Fahrer herkömmlicher gasbetriebener Fahrzeuge Steuern auf Kraftstoff zahlen.
Dennoch könnten durch die Reduzierung der benötigten Ausrüstung echte Kosteneinsparungen erzielt werden. Eine Analyse von McKinsey ergab eine Reduzierung der Betriebskosten von kabellosen Ladegeräten um 50 % im Vergleich zu herkömmlichen Kabelladegeräten. Sie fanden außerdem heraus, dass das kabellose Laden dazu beitrug, den Energiebedarf größerer Fahrzeuge zu decken und einem Logistikunternehmen 50 % seiner Energiekosten einzusparen.
Mit dem richtigen Ansatz und den richtigen Lösungen könnten intelligente Straßen den Fahrern von Elektrofahrzeugen möglicherweise eine effiziente Möglichkeit bieten, ihre Autos während der Fahrt aufzuladen, ohne dass eine erhebliche finanzielle Belastung entsteht.
Künstliche Intelligenz
Eine der ersten großen Entwicklungen unserer Elektrofahrzeug-Infrastruktur wird die Integration von Robotik und KI sein. Es sind bereits mehrere Roboter-Ladegeräte für Elektrofahrzeuge auf dem Markt erhältlich. EV Safe Charge, ein Anbieter von Ladetechnologie, hat kürzlich ZiGGY vorgestellt, einen mobilen Roboter, der zu Ihrem Parkplatz kommen und Ihr Fahrzeug aufladen kann.
ZiGGY kann auch über eine mobile App oder das Infotainmentsystem Ihres Autos zu Ihrem Elektrofahrzeug gerufen werden, um es im Voraus aufzuladen oder einen Parkplatz zu reservieren. Nach Angaben seiner Entwickler kann ZiGGY Ladegeschwindigkeiten der Stufe 2 verarbeiten, wobei erwartet wird, dass sie im ersten Produktionsjahr auf Stufe 3 ansteigen.
Ford hat außerdem einen Prototyp einer Roboter-Ladestation entwickelt, der ähnlich wie das ZiGGY-Modell funktionieren würde. Die Idee ist, den gesamten Prozess mit möglichst wenig menschlichem Eingriff zu automatisieren: Der Fahrer würde den Roboter zunächst mit seinem Smartphone an seinen Standort rufen. Anschließend befestigt das Gerät seinen Ladearm mithilfe eines Kamerasystems am Einlass des Fahrzeugs. Laut Ford könnte dieses Produkt älteren und behinderten Fahrern eine große Hilfe sein.
Schnelleres Laden an Bord
Da die Nachfrage nach schnelleren und effizienteren Ladelösungen für Elektrofahrzeuge wächst, überlegen sich Hersteller nun, schnellere On-Board-Ladefunktionen in die Fahrzeuge selbst einzubauen. Diese Ladegeräte bieten eine höhere Ausgangsleistung, sodass Elektrofahrzeuge in einem Bruchteil der Zeit aufgeladen werden können.
Porsche ist eines der jüngsten Beispiele und rüstet den Bordlader seines Taycan-Modells auf 19,2 kW auf. Eine vollständige Aufladung dauert jetzt etwa fünf Stunden statt wie zuvor zehn, aber die höhere Leistung erfordert die Anschaffung des Porsche-eigenen Ladesystems für zu Hause (ebenfalls ein 19,2-kW-Wechselstrom-Ladegerät). Da immer mehr OEMs die Möglichkeit prüfen, ein schnelleres On-Board-Ladegerät mit herkömmlichem Kabelladen zu kombinieren, besteht das Ziel darin, ein Erlebnis zu bieten, das so nahtlos, bequem und schnell ist wie das Auftanken eines herkömmlichen Benzinautos.
Das anhaltende Wachstum des Marktes für Elektrofahrzeuge bedeutet, dass Innovationen in der Ladetechnologie erforderlich sein werden, um der gestiegenen Nachfrage gerecht zu werden. Eine sich weiterentwickelnde Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge ist von entscheidender Bedeutung, damit Elektrofahrzeuge eine praktikable Alternative zu herkömmlichen Fahrzeugen werden.
Ladeinfrastruktur: Der Anstoß für das weltweite Wachstum von Elektrofahrzeugen
Es wird erwartet, dass bis 2030 die meisten weltweit gekauften Neuwagen auf irgendeine Weise elektrifiziert sein werden (d. h. batterieelektrische Fahrzeuge, Plug-in-Hybridfahrzeuge, Vollhybridfahrzeuge oder Brennstoffzellenfahrzeuge). S&P Global Mobility schätzt, dass 47 % der in diesem Jahr verkauften Pkw batterieelektrische Fahrzeuge (BEV) sein werden. Während dies ungefähr die Hälfte der Neuwagen in Nordamerika (46 %) bedeuten würde, die vollständig elektrisch betrieben werden, ist S&P geht davon aus, dass bis 2030 etwa 64 % des europäischen Automarkts und 60 % des chinesischen Automarkts elektrifiziert sein werden.
Der „EV-Wendepunkt“ wird im Jahr 2025 erwartet – wenn etwa jedes vierte verkaufte Auto (24 %) ein BEV sein wird. Vergleichen Sie das mit dem Jahr 2022, als nur etwa 10 % (etwas mehr als 8 Millionen) der gekauften Fahrzeuge Elektrofahrzeuge waren. Da die Zahl der Elektrofahrzeuge auf den Straßen in weniger als einem Jahrzehnt voraussichtlich um mehrere zehn Millionen ansteigen wird, muss die zugehörige Ladeinfrastruktur entsprechend skaliert werden.
Die notwendige Umstellung auf eine allgemein verfügbare Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge wird aufgrund der bereits hohen Kapitalinvestitionen in traditionelle oder veraltete Produkte eine große Herausforderung darstellen. Unternehmen, die die Energie für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor liefern, tätigen immer noch enorme Investitionen in Immobilien und Einzelhandelsgeschäfte, die für den Verkauf von Gas aufgewendet werden. Wie sie diese Infrastruktur anpassen und welche Aufgabe sie im Jahr 2030 oder 2035 haben wird, bleibt abzuwarten.
Trotz dieser großen Herausforderung scheinen sich alle Beteiligten einig zu sein, dass das gemeinsame und unmittelbare Ziel darin besteht, die Verfügbarkeit öffentlicher Lademöglichkeiten für Elektrofahrzeuge zu verbessern. Die Entwicklung von Batterien mit alternativen Zusammensetzungen und die Verbesserung der Batterieproduktionskapazität sowie der Cell-to-Chassis-Technologien haben ebenfalls bahnbrechende Auswirkungen auf die Einführung von Elektrofahrzeugen. Es sind bereits große öffentliche und private Investitionen in den Vereinigten Staaten und auf internationalen Märkten zu verzeichnen, die das Vertrauen in die Elektrofahrzeugtechnologie und ihr Potenzial, zur Erreichung der Netto-Null-Emissionen beizutragen, unterstreichen.
Insgesamt sieht die Zukunft für Elektrofahrzeuge rosig aus. Kontinuierliche Innovationen der Ingenieure und die logistische Unterstützung der Hersteller werden einen großen Beitrag zum Aufbau einer auf Elektrofahrzeuge ausgerichteten Infrastruktur leisten, die mehr Menschen Zugang zu Elektrofahrzeugen ermöglicht.
HY Ev-Ladegerät – Grüne Energie
Technologie.
