Die Zukunft wird spannend

E-Mobilität. Das Laden von Elektroautos gleicht derzeit noch einem Hürdenlauf. Kundenkarten, Ladetarife, Stecker-Einmaleins und Kompatibilitätsprobleme. Aber keine Sorge, die Lösung ist bereits in Sichtweite ...

Man spricht von „Versäumnissen der Vergangenheit“ und ein Paradebeispiel hierfür sind die deutschen Autobauer. Beim Verbrenner galt man als unangefochten und verwies stolz auf Ingenieurskunst und Historie. Die leise Antriebs-Revolte startete im Sommer 2006, als Tesla einen ElektroRoadster auf Lotus-Elise-Basis enthüllte. Die „klassische“ Autowelt beäugte den E-Botschafter interessiert abschätzig. Allgemeiner Grundtenor: Das wird nix. Die in den nächsten Jahren stetig wachsende Elektromobilität wurde von den meisten Autobauern als Mittel zum Zweck gehandelt. Schließlich brauchte man E-Fahrzeuge, um den Flottenverbrauch zu senken, quasi als „Daseinsberechtigung“ für schluckfreudige Verbrenner. Tesla blieb – allen Skeptikern zum Trotz. Und die Amerikaner hatten ein von der Konkurrenz unterschätzte Ass im Ärmel, das eigene Lade-Netz. Ein E-Fahrzeug ist nämlich nur so gut wie die Möglichkeit es einfach zu laden. Die Wichtigkeit eines flächendeckenden Ladenetzes haben die europäischen Autobauer schlichtweg unterschätzt bzw. anfangs so gehandelt wie in der Verbrenner-Welt, wo das Tanken Aufgabe der Ölmultis war. Ladestationen für E-Fahrzeuge? Das überließ man anderen. Aus der Retrospektive ein fataler Irrtum. Nur ein Gedankenspiel: Stellen Sie sich vor, Audi, BMW, VW und Co. hätten genau wie Tesla von Anfang an ein Ladenetz über Europa gezogen? Natürlich denken Sie sich jetzt: „Gibt’s doch in Form von Ionity.“ Aber Ionity wurde erst 2017 gegründet. Tesla startete mit dem Aufbau der Supercharger in Europa bereits 2013. Und Tesla blickte auch bei der Kundenfreundlichkeit weiter in die Zukunft, denn die Authentifizierung erfolgt automatisch: ankommen, anstecken, fertig.

Massig Fördergelder sorgten und sorgen für einen immer rasanteren Ausbau öffentlicher Ladestationen für sämtliche E-Auto-Bauer. Leider ließ die Kehrseite dieses Anbieter-Wildwuchses nicht lange auf sich warten. Abseits von Tesla wurde der E-Fahrer nämlich als „Versuchskaninchen“ oder „Mitentwickler“ identifiziert, und daher installierte man und installiert leider größtenteils immer noch überwiegend Ladesäulen, die nur mit Kundenkarten oder Smartphone-Apps nutzbar sind. (siehe Kasten „Tarife“).

Kompliziert.Warum wurde Laden im Jahre komplizierter und nicht einfacher? Der Grund liegt an eingangs erwähnten „Versäumnissen“. Klassische Autobauer konnten oder wollten E-Mobilität nicht zur Konzernstrategie erklären. Man beobachtete, wartete und hoffte: Vielleicht ist E-Mobilität ja nur ein kurzer Trend? Man irrte. Und deswegen gab’s auch keine Ladenetz-Strategie der Hersteller. Ein weiterer Grund: Eine AC-Ladesäule ist beispielsweise günstig zu installieren und zu betreiben. Teuer und aufwendig sind Verrechnung und Backend. Ladekarten sind für den Betreiber einfach günstiger als das gängigste und beliebteste Zahlungsmittel der Österreicher – die Bankomatkarte. Direkt zahlen. Nur ein Hersteller von Ladesäulen ging von Anfang an einen anderen Weg: EnerCharge. Der österreichische Hersteller rüstete seine Ladesysteme von Anfang an mit PINFeld, Karteneinschub und NFC-Feld, der sogenannten Direktzahlung, aus und konnte bereits 2016 seine erste Ladesäule mit Direktzahlung ausliefern. Die Idee: Laden und bezahlen so easy wie der tägliche Einkauf. Bezahlt wird unter anderem mit Bankomat- oder Kreditkarte. Genau wie beim Supermarkt. Doch leider sind diese Ladestationen nur selten zu finden, ebenso Tarifinformationen vor Ladebeginn.

Der Direktzahlungs-Pionier EnerCharge wird zum Glück nicht allein enn im Herbst 2021 hat der Deutsche Bundesrat bereits die Lösung in Form einer neuen Ladesäulenverordnung skizziert. Diese sieht vor, dass Ladesäulenbetreiber beim Ad-hoc-Laden ab Juli 2023 mindestens eine kontaktlose Zahlung mittels gängiger Debit- und Kreditkarte als Mindeststandard anbieten müssen – sie müssen also über ein Kartenlesegerät und ein PIN-Pad zur Eingabe der Geheimnummer verfügen. Weiters: Die Ladesäule muss eichrechtlich zertifiziert sein und eine Abrechnung ist nur in „kWh“ erlaubt. Andere Länder wie Österreich werden zweifelsfrei folgen.

Unterschied AC und DC. Im Grunde unterscheidet sich das Aufladen eines E-Fahrzeugs kaum von dem eines Smartphones. Ohne passendes Ladekabel ist es unmöglich und da wie dort haben sich unterschiedliche Standards etabliert.

Grob unterscheidet man zwischen AC (Wechselstrom) und DC (Gleichstrom). AC ist leichter zugänglich – schließlich versorgen die Energieanbieter jeden Haushalt mit Wechselstrom. Akkubasierte Geräte, wie beispielsweise der Akkuschrauber, funktionieren hingegen mit DC. Und so verhält es sich auch mit E-Fahrzeugen. Der Akku kann ausschließlich Gleichstrom (DC) speichern – je nach Modelltyp mit 400 oder 800 Volt Systemspannung.

Und das erklärt auch die großen Unterschiede bei der Ladegeschwindigkeit. Zapft man Energie an einerAC-Ladesäule, muss das im E-Fahrzeug verbaute Ladegerät AC in DC umwandeln. Und hier poppen weitere Begriffe auf: 1-, 2- oder 3-phasig. Das beschreibt die Bauart des verbauten Ladegerätes. Über eine Phase können maximal 7,4 kW (32 Ampere) fließen. So hängt also die AC-Ladedauer sehr stark vom E-Fahrzeug (1-, 2- oder 3-phasiges Ladegerät) ab. Eine 400-V-Steckdose bringt beispielsweise keine Vorteile, wenn das E-Fahrzeug nur 1-phasig AC laden kann.

Für das AC-Laden hat sich mittlerweile ein AC-Ladestecker etabliert: „Typ 2“. Dieser lädt mit maximal 43 Kilowatt über 3 Phasen. Aber Achtung: E-Fahrzeuge, die mit 43 Kilowatt AC geladen werden können, sind inzwischen selten (1. Generation Renault ZOE). Das hat auch einen technischen Grund, denn die AC/DC-Wandler, also Ladegeräte, sind schwer und teuer. Auch die Anforderungen an die EMV (elektromagnetische Verträglichkeit) sind höher.

Einfacher wird es beim DC-Laden. Hier sind die Ladeleistungen deutlich höher, weil das E-Fahrzeug den Strom nicht gleichrichten muss und dieser quasi ohne Umwege in den Akku fließt. Die AC/DC-Wandlung passiert extern, also innerhalb des Ladeparks. Aufgrund der höheren Ladeleistungen (zwischen 50 und derzeit maximal 350 Kilowatt) sind DC-Ladekabel deutlich schwerer und dicker als AC-Ladekabel.

Und: Bei DC dürfen weder Kupplungen noch Verlängerungskabel verwendet werden. Teilweise verfügen DC-Ladekabel sogar über einen integrierten Kühlkreislauf (siehe Technik-Glossar auf S. 38).

CCS als Standard. Bei den Steckertypen hat in den letzten Jahren der europäische Standard CCS Combo-2 das Rennen gemacht. Sogar Teslas Model 3 ist kompatibel mit CCS, wenngleich Tesla einen eigenen Standard entwickelt hat. Im Grunde besteht ein CCS-Ladestecker aus einem Typ-2-Ladestecker mit zwei zusätzlichen Polen für DC+/-. Das lässt den Stecker üppiger erscheinen als notwendig. Bedeutet aber auch Flexibilität für AC (Typ 2) und DC (CCS) – weil quasi zwei Steckertypen in einem Gehäuse vereint sind. Chademo findet derzeit nur noch selten Verwendung und betrifft hauptsächlich japanische E-Fahrzeuge.

Ladeleistung. Was beeinflusst nun die Ladeleistung wirklich? Die maximale DC-Ladeleistung hängt von vielen Faktoren in unterschiedlichen Bereichen ab:

● Fahrzeug: Stecker-Standard, Akkustand, Temperatur des Akkus, Kommunikationssoftware (Fahrzeug zu Ladesäule) und E-Fahrzeug-Typ.
● Externe Faktoren:Temperatur, teilweise zahl angeschlossener E-Fahrzeuge (hängt von der Ladesäule ab).
● Ladestation: Technische Auslegung, sprich maximale Ladeleistung.

Wichtig: Bei der Ladeleistung ist CCS nicht gleich CCS. Es gibt beispielsweise E-Fahrzeuge mit CCS, welche mit maximal 50 kW geladen werden können (z. B. VW e-Golf, Renault Zoe). Andere E-Fahrzeuge hingegen können mit dem gleichen Stecker mehr als 200 kW (z.B. Hyundai Ioniq 5, Tesla, Porsche Taycan) laden. Zusätzlich nimmt mit steigendem Akku-Stand die maximale Ladeleistung ab. Diese sogenannte Ladekurve ist je nach Fahrzeugtyp höchst unterschiedlich.

Wäre das nicht schon komplex genug, ändert sich die Ladekurve je nach Außentemperatur und Temperatur des Fahrzeug-Akkus. Vom Hersteller angegebene Ladezeiten sind daher Richtwerte. Tipp: Besorgen Sie sich eine Ladekurve Ihres E-Fahrzeugs, dann wissen Sie zumindest, welche Ladeleistung bei welchem Akkustand erreichbar ist. Das vereinfacht auch die Suche nach einer passenden DCSchnellladestation. (Achtung: Ladekurven zeigen meist Idealbedingungen. Bei Kälte oder Hitze kann sich diese merklich verändern.)

All diese Bestrebungen brauchen zwar noch Zeit. Das Ziel jedoch, Strom künftig so rasch und einfach laden zu können, wie Sprit zu tanken, rückt aber immer näher.
- JOHANNES BÖHM

 

„Barrierefreies Laden ermöglichen”

Interview Roland Klauss, GF EnerCharge


Warum gibt es derzeit so wenig Ladesäulen mit Direktzahlung (Giro-, Kreditkarten)?

Das hat historische Gründe. Die ersten Ladesäulen in Österreich wurden von Energieversorgen aufgebaut. Damals wurden Ladesäulen nicht als Einnahmequelle gesehen, sondern als Werbezweck. Es gab noch wenige E-Autos und Geld verdienen lag nicht im Fokus. Daher wurde zur Bezahlung (Authentifizierung) ein Kundenkartensystem mit RFID-Karten gewählt. Die Reichweiten der E-Fahrzeuge haben sich allerdings schneller als erwartet verbessert und dann sind plötzlich E-Autofahrer aus anderen Bundesländern gekommen. Mit einer Kundenkarte konnte aber ein Steirer nicht in Kärnten Strom tanken. Man musste also das Kundenkarten-System öffnen. Und ab diesem Zeitpunkt wurde es richtig komplex. Das ist bis heute so geblieben. Aber nur so konnte ein Steirer in Kärnten laden oder auch ein Deutscher in Österreich. Die Zusatzkosten bei Roaming sind teilweise enorm, aber es wäre für die Betreiber viel zu teuer die Ladesäulen auf Direktzahlung umzurüsten.

Warum ist EnerCharge mit der Direktzahlung einen anderen Weg gegangen?

Die Authentifizierung mit Kundenkarten wäre für uns sicherlich der einfachere Entwicklungs-Weg gewesen. Aber wir leben in einer Tourismus-Gegend (Anm. Kötschach- Mauthen), sind ausländische Gäste gewohnt und wollten daher von Anfang an barrierefreies Laden ermöglichen. Dazu kommt, dass ich bereits vor 25 Jahren ein Elektroauto hatte. Mit immerhin 20 Kilometern Reichweite (lacht). Deswegen habe ich auch an den Erfolg des E-Autos geglaubt. Zusätzlich sind wir ein kleiner Energieversorger (AAE Naturstrom AG) und wollten uns mit Kundenkarten nicht von größeren Energieversorgern abhängig machen. Deswegen bieten wir die Direktzahlung mit mittlerweile mehr als 20 verschiedenen Zahlungsmöglichkeiten, darunter auch das beliebteste Zahlungsmittel der Österreich: Die Bankomatkarte. Dazu kommt, dass wir vor dem Ladevorgang die Ladetarife klar deklarieren. Es gibt also keine Kosten-Überraschungen. Einen weiteren wichtigen Punkt betrifft die Sicherheit. Eine RFID-Karte (Kundenkarte) kann sehr einfach kopiert werden. Eine Bankomat- (Giro-, Debit-) oder Kreditkarte ist wesentlich sicherer.


Welche Ladeleistung wird man künftig erwarten können?

Unsere Ladesäulen bieten bereits jetzt Ladeleistungen von mehr als 360 Kilowatt. Das Problem liegt bei den Fahrzeug-Herstellern, denn die maximale Ladeleistung ist nur unter optimalen Bedingungen erreichbar. Je nach Außen- und Akku-Temperatur schwanken die realen Ladeleistungen beträchtlich. Uns wäre lieber, dass die Fahrzeug-Hersteller eine einheitliche und konstante Ladeleistung garantieren würden. Es wäre zum Beispiel wesentlich besser der Akku lädt durchgehend mit 100kW als mit kurzzeitigen Spitzen von 230 kW. Diese Spitzen belasten auch das Stromnetz und eine glattere Ladekurve wäre zudem effizienter. So könnte man auch mehr E-Autos gleichzeitig laden. Aus diesem Grund haben zum Beispiel eine AC/DC-Einheit (Power-Unit) mit 4 DC-Anschlüssen entwickelt. Damit können vier E-Autos gleichzeitig laden und die maximale Ladeleistung wird dem jeweiligen E-Fahrzeug automatisch angepasst.


Wann wird Stromladen ähnlich rasch und einfach wie Sprit tanken funktionieren?

Ich stelle die Gegenfrage: Warum muss das so sein? Eine fossile Tankstelle benötigt wesentlich mehr Platz als eine E-Tankstelle. Unsere Ladesäulen können bereits mehr als 360 kW Ladeleistung (max. 500 kW). Es wird allerdings noch dauern, bis E-Fahrzeuge diese Leistung „tanken“ können. Ich sehe die langfristige Lösung des Ladens weniger in der Schnelligkeit als in der Masse. Es wäre besser alle Wohnhäuser, Tiefgaragen, Firmenparkplätze und Einfamilienhäuser mit Lademöglichkeiten auszurüsten. Die Ultra-Schnelllader dienen Reisenden und jenen, die keinen Zugang zu anderen Lademöglichkeiten haben.

 

Steckertypen - Die derzeit gängigsten Steckertypen in Europa im Überblick.

Typ 2: AC, maximal 43 kW, gängigster Steckertyp (auch japanische Modelle).
 

CCS-Combo-2: DC, maximal 500 kW (theoretisch @1000VDC), gängigster DC-Ladestecker in Europa.
 

CHAdeMO 1.0: DC, maximal 62,5 kW, bei aktuellen Modellen sehr selten (Mitsubishi, Nissan), wird abgelöst durch CHAdeMo 3.0 (in Japan/Asien).
 

 

 

Technik-Glossar: AC, DC, Ad hoc?


In der Welt der Elektromobilität tauchen viele technische Begriffe auf. Hier die wichtigsten kurz erklärt.

AC: Wechselstrom (Alternating Current), auch bekannt als Haushaltsstrom, 1-phasig = 230 V, 3-phasig = 400 V, AC-Ladesäulen laden theoretisch mit max. 43 kW, die tatsächliche Ladeleistung hängt vom E-Fahrzeug ab (meist 11 kW).

Ad-hoc-Laden: Beim sogenannten „Ad-hoc-Laden” benötigt man keine Ladekarte, keine Registrierung und keine Vertragsbindung. Man kann spontan (ad hoc) laden. Die Bezahlung erfolgt per Bankomat- oder Kreditkarte.

DC: Gleichstrom (Direct Current), Akkubasierte Geräte funktionieren mit DC, bei einem E-Fahrzeug, je nach Modelltyp, 400 oder 800 Volt, ältere DC-Schnellladesäulen laden mit max. 400 V, neuere mit max. 1000 V. Da die maximale Stromstärke durch das Ladekabel vorgegeben wird, ergeben sich sehr unterschiedliche Ladeleistungen an den DC-Schnellladesäulen. Mindestens: 50 kW, maximal: derzeit theoretisch 500 kW. Die derzeit höchste Ladeleistung bietet derzeit der Porsche Taycan mit max. 270 kW.

Plug and charge (PnC): Ist eine neue Authentifizierungsmethode nach ISO 15118 für moderne Ladesäulen, die eine höhere Datensicherheit bietet und den Komfort steigert. Der Ladevorgang startet automatisch nach dem Anstecken des E-Fahrzeugs.

Ladeleistung kW: Die Ladeleistung wird in Kilowatt (kW) gemessen. 1 kW = 1000 Watt, die Ladeleistung errechnet aus Spannung (Volt) mal Stromstärke (Ampere). Die genaue Formel hierfür wäre: P (W) = U (Volt) x I (Ampere)

 

Karten, Tarife, Roaming: eine komplizierte Welt


Wer mit seinem Elektroauto in ganz Österreich unterwegs sein will, kann derzeit aus vielen Anbietern wählen, wie z. B. EVN, Kelag, Ionity, Smatrics, Wien Strom usw. Der derzeit einzige österreichweite Anbieter ist die Smatrics mit mehr als 450 Ladestationen, davon rund 210 HighspeedLadepunkte. Lokale Anbieter bieten regional deutlich mehr Ladesäulen an, überregional muss man aber auf Ladesäulen von Partnern ausweichen. Das kann sich vor allem in den Kosten niederschlagen.

Teures Roaming. Wer sich für einen lokalen Anbieter entscheidet, muss mit Mehrkosten rechnen, wenn man eine „fremde” Ladesäule benutzt. Wer zum Beispiel mit einer „Wien Energie”-Ladekarte eine „EVN”-Ladesäule nutzt, wird dafür mit Roaminggebühren bestraft. Ähnlich dem Telefonieren im Ausland können diese Gebühren den Preis empfindlich erhöhen. Bis zu 50 Prozent sind keine Seltenheit.

Fahrprofil entscheidet: Prinzipiell sollte man vorher sein genaues Fahrprofil kennen. Wie viel fährt man mit seinem Fahrzeug? Wie lange sind die Wege? Dies entscheidet die Wahl des jeweiligen Tarifmodells. Denn hier gibt es große Unterschiede. Häufig sind die Ladekarten mit einer Grundgebühr verknüpft. Dabei gilt die Faustregel: Niedrige Grundgebühr = hoher Strompreis und hohe Grundgebühr = niedriger Strompreis.

Ein Wenigfahrer wird eher einen höheren Strompreis in Kauf nehmen, solange keine Grundgebühr anfällt. Für einen Vielfahrer wird der niedrigere Strompreis den größeren Anreiz bieten. Wünschenswert wäre ohnehin, den Strom dann zu bezahlen, wenn man ihn konsumiert. Und zwar unabhängig von Anbietern und Standort. Was mittels Bankomatkarte an jedem Zigarettenautomaten inzwischen möglich ist, hat es an die Ladesäule bislang noch nicht geschafft.

Ausland: Hier kommt eine weitere Hürde: Gilt meine Karte? Ist eine Erweiterung für Auslandsfahrten erforderlich? Unser Tipp: Informieren Sie sich bei Ihrem Kartenpartner, ob Sie im gewünschten Urlaubsort laden können, und nehmen Sie mehrere Ladekarten von verschiedenen Betreibern mit. Eine Empfehlung wäre eine Ladekarte von Plugsurfing (www.plugsurfing.com), sie ist nicht die billigste, aber funktioniert sehr weit verbreitet.