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BYD meldet Ladeleistungen im Megawattbereich für Pkw. Ist das ein technologischer Wendepunkt oder vor allem ein industriepolitisches Signal?
Es ist beeindruckend, was dort technologisch gezeigt wird. Es zeigt, dass solche Ladeleistungen technisch grundsätzlich möglich sind. Ich würde es aber vor allem auch als Signal und als Marketinginstrument einordnen. Für die Mobilitätswende in der Breite ist eine solche Ladeleistung aus meiner Sicht gar nicht notwendig.
Warum nicht? Wenn ein Elektroauto in fünf bis zehn Minuten laden könnte, wäre das doch ein starkes Argument für den Umstieg.
Natürlich ist kurze Ladezeit attraktiv. Aber man muss fragen, wo der eigentliche Engpass liegt. Im Pkw-Bereich sehe ich ihn nicht primär bei der maximalen Ladeleistung. Im CCS-Bereich sind heute bis zu 500 Ampere möglich, bei 800-Volt-Fahrzeugen also etwa 400 Kilowatt. Viele Fahrzeuge, die heute auf dem Markt sind, erreichen diese Leistung gar nicht oder nur kurzzeitig. Der größere Engpass liegt beim Netzanschluss und bei der Wirtschaftlichkeit.
Batterie, Leistungselektronik, Kabel und Kühlung wären also technisch beherrschbar?
Ja, diese technischen Themen kann man mit heutigen Lösungen grundsätzlich in den Griff bekommen. Aber das kostet, sowohl auf der Fahrzeugseite als auch auf der Infrastrukturseite. Je höher die Ladeleistung, desto aufwendiger werden die Komponenten. Entscheidend ist deshalb nicht nur, was physikalisch möglich ist, sondern ob es für den konkreten Anwendungsfall sinnvoll und bezahlbar ist.
Wo liegen die größten Probleme beim Netzanschluss?
Die Zeitkonstanten beim Netzausbau sind sehr lang. Netzbetreiber müssen über viele Jahre planen. Ich hatte kürzlich ein Gespräch mit Netze BW. Dort geht man davon aus, dass sich die Netzkapazitäten im Verteilnetz innerhalb der nächsten zehn Jahre ungefähr verdoppeln müssen. Das ist eine enorme Herausforderung.
China ist schneller in Industrialisierung und Rollout, Europa stark bei Forschung und Standards. Trägt diese Gegenüberstellung?
Sie ist nicht ganz falsch, aber natürlich stark vereinfacht. Für die hiesige Industrie wird es herausfordernd dauerhaft mitzuhalten, weil wir in vielen Bereichen träger sind und andere Ausgangsbedingungen haben. Wir haben ein bestehendes Netz, dichte Bebauung und viele regulatorische Prozesse. Gleichzeitig gibt es in Europa viele technologisch innovative Hersteller und Forschungseinrichtungen.
Reicht das Deutschlandnetz für die nächste Entwicklungsstufe mit 800-Volt-Pkw und hohen HPC-Leistungen aus?
Für den Pkw-Bereich würde ich sagen: ja. 800-Volt-Fahrzeuge lassen sich mit heutiger und geplanter HPC-Infrastruktur gut bedienen. Die breite Masse der Fahrzeuge liegt eher bei Ladeleistungen von 100 bis 150 Kilowatt, teilweise darüber. Megawatt-Laden ist für Pkw aus meiner Sicht nicht der entscheidende Punkt.
Anders sieht es bei E-Lkw aus?
Genau. Im E-Lkw-Bereich gibt es viele Anwendungen, die sich mit CCS noch abdecken lassen. Aktuell werden sogar viele E-Trucks mit CCS bestellt, weil das für regionale und planbare Einsätze reicht. Für den Langstreckenverkehr ist das anders. Wenn ein Lkw nach mehreren Stunden Fahrt pausiert und in dieser Zeit genug Energie für die nächste Etappe nachladen soll, braucht man deutlich höhere Leistungen.
Braucht der Schwerverkehr eigene Ladeparks?
In vielen Fällen ja. Die Anforderungen sind andere: größere Fahrzeuge, andere Standzeiten, andere Energiemengen und andere Standortlogiken. Für Long-Haul-Lkw braucht es eine Ladeinfrastruktur entlang der Hauptachsen, an Logistikstandorten und an geeigneten Pausenplätzen. Diese Infrastruktur befindet sich noch im Aufbau.
Fraunhofer ISE arbeitet im Projekt ReNew an resilienten Schnellladeparks. Was bedeutet Resilienz in diesem Zusammenhang?
Wir adressieren vor allem den Weiterbetrieb bei Netzausfall und die Versorgung kritischer Fahrzeuge. Durch DC-Kopplung kann ein Ladepark begrenzt weiterbetrieben werden, solange Batteriespeicher vorhanden sind oder Photovoltaik Strom liefert. Im Katastrophenfall könnten zum Beispiel Einsatzfahrzeuge kontingentiert weitergeladen werden. Wenn man das in der Fläche denkt, kann das die Resilienz deutlich erhöhen.
Sie sprechen auch von Netzdienlichkeit. Was heißt das konkret?
Große Ladeparks erreichen Leistungen, die mit Kleinstädten vergleichbar sind. An Autobahnen reden wir perspektivisch über 20 Megawatt. Solche Systeme können nicht einfach nur Lasten sein, die nach Bedarf Energie ziehen. Sie müssen sich an der Netzstabilität beteiligen. Wir untersuchen deshalb unter anderem netzbildende Leistungselektronik.
Welche Vorteile hat ein Gleichstromnetz im Ladepark gegenüber heutigen AC-Strukturen?
Ein Vorteil ist die Reduktion von 50-Hertz-Transformatoren. Transformatoren sind materialintensiv und haben Leerlaufverluste, weil sie ständig in Betrieb sind. Ein DC-System kann hier effizienter sein. Außerdem sinkt der Kabelaufwand deutlich. Wenn man einen 1-Megawatt-Ladepunkt über 100 Meter klassisch mit einem 400-Volt-Drehstromsystem anschließt, braucht man sehr große Kabelmengen. Bei 5 Kilovolt DC würde sich das Kabelgewicht der Anschlussleitungen zum Ladepunkt auf unter 20 Prozent reduzieren. Das reduziert Material, Kosten, Verluste und Installationsaufwand.
Gibt es auch wirtschaftliche Vorteile bei der Skalierung?
Ja. Ein DC-gekoppeltes System kann Ladeleistung und Netzanschlussleistung besser entkoppeln. Man muss nicht jedes Subsystem so auslegen, als würden immer alle Ladepunkte gleichzeitig mit voller Leistung genutzt. In der Literatur findet man grob Ansätze, bei denen der Netzanschluss etwa 60 Prozent der installierten Ladeleistung beträgt.
Welche Rolle spielen Photovoltaik und Batteriespeicher?
Photovoltaik ist an Fernverkehrsstandorten sehr interessant, weil die Stromgestehungskosten deutlich unter dem liegen, was Nutzer an der Ladesäule zahlen. Deshalb sichern sich viele Betreiber Flächen entlang von Autobahnen. Batteriespeicher sind besonders spannend, weil sie mehrere Aufgaben erfüllen können: Erzeugung und Verbrauch zeitlich verschieben, Lastspitzen reduzieren, Netzentgelte optimieren und Flexibilität bereitstellen.
Lässt sich ein resilienter Schnellladepark rein privatwirtschaftlich betreiben?
Mit dem heutigen Stand der Technik kann ein Ladepark durchaus privatwirtschaftlich attraktiv sein. Für neue Technologien wie das ReNew-Konzept braucht es aber zunächst Pilotanwendungen und Demonstrationen. Außerdem müssen Regulierung, Netzentgelte und Flexibilitätsvergütung so gestaltet werden, dass Investoren Planungssicherheit haben.
Was müsste Deutschland jetzt entscheiden, damit Schnellladeparks bis 2030 netzverträglich und krisenfest werden?
Der wichtigste Punkt ist der Netzausbau. Er braucht Zeit, deshalb müssen Priorisierung und Regulierung so angepasst werden, dass wichtige Standorte schneller realisiert werden können. Außerdem sollten Ladeparks schon heute als langfristige Infrastruktur gedacht werden. Sie werden 10, 15 oder 20 Jahre betrieben. In diesem Zeitraum werden netzbildende Systeme und Flexibilität deutlich wichtiger. Auch Standardisierung für DC-Systeme ist nötig, damit Betreiber nicht von proprietären Lösungen einzelner Hersteller abhängig sind.
