Die Elektromobilität hat in den letzten 5 Jahren enorme Fortschritte gemacht – von neuen Batterietechnologien bis hin zu einer viel größeren Reichweite der Elektrofahrzeuge (EVs). Doch wie geht es mit den Ladetechnologien für Elektrofahrzeuge zukünftig weiter?
Tatsächlich gibt es viele kreative und aufregende Innovationen auf dem Gebiet der EV-Ladelösungen, und wir bringen dich auf den neuesten Stand.
Legen wir los …
Elektrofahrzeuge sind in den letzten Jahren immer beliebter geworden. Weltweit wurden bereits mehr als 23,5 Millionen vollelektronische Fahrzeuge verkauft (2020–2023). Dieses Wachstum dürfte sich angesichts der weltweiten Bestrebungen für Klimaneutralität fortsetzen.
Auf der UN-Klimakonferenz COP28 wurde der Übergang zu umweltfreundlicheren und nachhaltigeren Verkehrsmitteln als dringlich eingestuft. Die getroffenen Vereinbarungen spiegeln den Bedarf an Elektrofahrzeugen und Ladestationen wider.
Was können wir also für die kommenden Jahre erwarten?
Die Schnelllebigkeit des Alltags macht auch vor EV-Fahrer*innen nicht halt.
Die öffentliche EV-Ladeinfrastruktur lässt sich in zwei Lager aufteilen: Technologien für Wechselstrom (AC) und Gleichstrom (DC).
Durch die maximale Leistung von 30 kW bietet sich das Laden mit AC an, wenn du vorhast, etwas länger zu parken, und in der Zwischenzeit vielleicht shoppen oder etwas essen gehst.
Wenn du allerdings in Eile bist und dein Fahrzeug schnell aufladen musst, brauchst du DC-Ladestationen. Sie erreichen in der Regel eine Leistung von mindestens 50 kW – in Europa liegt die Höchstgrenze für DC-Ladestrom bei 350 kW. Das bedeutet, dass du dein Fahrzeug in nur 10 Minuten von 20 auf 80 % aufladen kannst.
Weitere Informationen zu Ladegeschwindigkeiten erhältst du in unserem Blog: Welche Faktoren beeinflussen die Ladegeschwindigkeit von Elektrofahrzeugen?
Derzeit werden 2 von 3 Ladestationen mit Wechselstrom (AC) betrieben, aber warum werden angesichts der steigenden Nachfrage nach schnelleren Lademöglichkeiten nicht mehr DC-Ladepunkte installiert?
Wie bereits erwähnt, geben die leistungsstärksten Ladestationen heute genug Saft ab, um ein mittelgroßes Batteriesystem (50 kW) in knapp 10 Minuten vollständig aufzuladen. Es sind die Batterien selbst, die diese Ladegeschwindigkeit nicht bewältigen können. Aber das wird sich bald ändern.
Chao-Yang Wang, Forscher für Batterien an der Penn State University, meint dazu: „Die bestehende Infrastruktur für schnelles Laden ist zwar vorhanden, aber weitgehend ungenutzt“.
Wang hat Zellen entwickelt, die in weniger als 10 Minuten zu 80 % aufgeladen werden können. Seine Technologie setzt eine ultradünne Nickelfolie ein, um die Batterien vor dem Aufladen auf 60 Grad Celsius vorzuwärmen. Das verhindert die Bildung einer Lithiumschicht und sorgt für eine bessere Wärmeableitung.
Aktuell werden die Zellen von mehreren Autoherstellern getestet.
Die Nutzung von Solarenergie für die Stromversorgung zu Hause ist schon seit einiger Zeit gängige Praxis. So profitieren auch viele Autofahrer*innen mit einer eigenen EV-Lademöglichkeit von dieser Form der Energienutzung.
Solarmodule sind zwar umweltfreundlicher als Strom aus dem Netz, aber sie stehen nicht allen zur Verfügung. Wenn du zu Hause keinen Solarstrom nutzen kannst, hast du dennoch die Möglichkeit, ihn über das öffentliche Stromnetz zu beziehen, zum Beispiel über Electroverse.
Im letzten Jahr gab es einen enormen Anstieg der öffentlichen Ladestationen, die teilweise oder ganz mit Solarenergie betrieben werden – hier ein paar Beispiele:
Im Mai 2023 hat IONITY in Italien seinen bisher größten EV-Ladepark eröffnet – mit 18 leistungsstarken Ladepunkten, die zu 100 % mit erneuerbarer Energie betrieben werden.
Im September 2023 wurde die größte öffentliche Ladestation im Vereinigten Königreich eröffnet, bei der ein Teil der erneuerbaren Energie aus dem beeindruckenden Vordach aus Solarzellen gewonnen wird.
Sogar die US Army macht Fortschritte bei der Umstellung auf erneuerbare Energien für die Stromversorgung der Fahrzeuge auf ihren Militärstützpunkten. In Fort Moore in Georgia wurden 34 Solarladestationen installiert, um den Betrieb nachhaltiger zu gestalten.
Wir wissen also, dass solarbetriebene Ladestationen sowohl im öffentlichen Netz als auch zu Hause funktionieren – was kommt als Nächstes?
Photovoltaikanlagen
Ein Photovoltaikmodul (PV-Modul), auch Solarmodul genannt, enthält PV-Zellen, die das Sonnenlicht absorbieren und die Sonnenenergie in Strom umwandeln.
In vielen Ländern gibt es aktuell keine gesetzlichen Bestimmungen für die Installation von PV-Anlagen, sondern nur Anreize in Form von Subventionen und Zuschüssen. Wir können jedoch davon ausgehen, dass solche Gesetze künftig von den Regierungen weltweit eingeführt werden.
In einigen Ländern ist das sogar schon geschehen. Ein Beispiel hierfür ist das Gesetz zur Beschleunigung der Produktion erneuerbarer Energien in Frankreich, das öffentliche Parkplätze mit mehr als 80 Stellplätzen zur Installation von PV-Anlagen verpflichtet. Bei Nichteinhaltung drohen empfindliche Strafen. Überdachte Parkplätze sind der perfekte Ort, um PV-Anlagen mit EV-Ladevorrichtungen zu kombinieren.
Mach dich bereit für eine bahnbrechende Lösung, mit der du dein Fahrzeug intelligenter und umweltfreundlicher laden kannst: Smart Charging!
Du fragst dich vielleicht: „Was genau ist Smart Charging eigentlich?“ Es ist ein bisschen so, als hättest du einen persönlichen Energie-Assistenten. Stell dir vor, deine Ladestationen tauschen sich mit deinem Fahrzeug aus und koordinieren die Ladezeiten so, dass sie möglichst energieeffizient sind. Das bedeutet, dass du den Strom zu günstigeren Zeiten entnimmst, wenn die Nachfrage im Stromnetz geringer ist oder wenn Strom aus sauberen, erneuerbaren Energiequellen im Überfluss vorhanden ist.
Dank modernster Technologien können Energieversorger das Laden von Elektrofahrzeugen jetzt in Echtzeit überwachen. Sie können den Energieverbrauch begrenzen, die Ladeleistung während der Nachfragespitzen anpassen, um das Netz zu entlasten, und sogar den Ladevorgang beschleunigen, wenn die Nachfrage sinkt.
Und jetzt kommt der Knaller: Smart Charging ist nicht nur ein nettes Konzept – es wird zur Norm. Als Teil des ehrgeizigen „Fit für 55“-Pakets des europäischen Klimagesetzes schreibt die EU-Kommission vor, dass jede neue öffentliche Ladestation in Europa Smart Charging unterstützen muss. Auch im Vereinigten Königreich werden die Vorschriften immer strenger. Alle EV-Ladepunkte, ob für den privaten oder beruflichen Gebrauch, müssen mit intelligenten Funktionen ausgestattet sein, um eine umweltfreundlichere Zukunft für alle zu gewährleisten.
EV-Fahrer*innen, die keinen Parkplatz vor der Tür oder eine private Einfahrt haben, stehen vor einer Herausforderung, wenn es um das Aufladen ihres Fahrzeugs geht.
Die offensichtliche Lösung ist das Laden am Straßenrand, und derzeit sind fast 70 % der Ladestationen auf der Straße Laternenladesäulen – wie geht es weiter?
Der Vormarsch der Laternenladesäulen ist noch nicht vorbei, im Gegenteil, er nimmt rasant zu! Erst letztes Jahr hat Ubitricity angekündigt, über 1.000 Ladestationen direkt an Laternenpfählen zu installieren. Auch Brighton und Hove in England werden davon profitieren und bald über 100 neue Ladestationen an Straßenlaternen anbringen.
Eine weitere Lösung für das Aufladen am Straßenrand, die nicht unnötig im Weg steht oder schlecht zugänglich ist? Pop-up-Ladepunkte!
Diese innovativen Ladestationen sind so konzipiert, dass sie bündig mit dem Gehweg abschließen und so keine Stolperfalle darstellen. Wahrscheinlich merkst du gar nicht, dass es sie gibt, bis jemand sie aktiviert und der Ladeanschluss des Geräts aus dem Boden ragt. Diese Pop-up-Ladepunkte am Straßenrand wurden bereits weltweit mit großem Erfolg getestet:
Kerbcharge ist ein australisches Unternehmen, das sich mit privaten Pop-up-Ladestationen am Straßenrand einen Namen gemacht hat. Die Pop-up-Ladestationen werden über den Stromanschluss der Fahrzeughalter*innen betrieben und sind als Alternative zu der mittlerweile illegalen Praxis entstanden, ein Kabel von der Wohnung zum Auto zu verlegen!
Ein von Innovate UK finanzierter Prototyp ist das flache, bündige Ladesystem von Trojan Energy. Die erste Phase hat im Juli 2021 mit einem kleinen Test begonnen. Inzwischen zählen die Londoner Stadtbezirke Brent und Camden 150 Pop-up-Ladestationen.
Ein Blick in die Zukunft zeigt, dass mobiles Laden schon bald alltäglich sein könnte. Das amerikanische Unternehmen SparkCharge hat das sogenannte „Charging-as-a-Service“ (CaaS) auf den Markt gebracht, das es Autofahrer*innen ermöglicht, von überall aus einen Ladeservice anzufordern. Dadurch entfallen die Installationskosten und die langen Vorlaufzeiten für die Einrichtung fester Ladestationen.
Außerdem gibt es einen autonomen EV-Laderoboter namens Parky, der das Elektrofahrzeug einer Person in einem Parkhaus mithilfe von Sensoren orten und sich dann selbst an eine nahe gelegene Ladestation anschließen kann, um es aufzuladen. Roboter wie Parky können zu einem effizienteren Energieverbrauch beitragen, weil sie den Stromverbrauch optimieren, indem sie Fahrzeugmodelle erkennen und ihre Leistung entsprechend anpassen.
Überall auf der Welt arbeiten Universitäten, Think Tanks, Forschungseinrichtungen und Hersteller auf Hochtouren daran, die beste EV-Ladelösung zu entwickeln. Wohin führt uns die Forschung also?
1.000 Kilometer mit einer einzigen Ladung klingt wie der Stoff, aus dem elektromobile Träume gemacht sind. Doch das könnte tatsächlich Realität werden, denn der chinesische Tesla-Konkurrent Nio hateine Batterie mit einer Reichweite von 1.000 km entwickelt – und der CEO hat sie getestet, indem er mit einer einzigen Ladung 14 Stunden lang von einer Stadt zur nächsten gefahren ist. Diese Technologie ist allerdings nicht ganz billig – allein die Batterie kostet über 42.000 Euro –, aber eine größere Reichweite der Batterien ist in greifbarer Nähe, und dann ist endlich Schluss mit der Angst vor großen Entfernungen!
Eine kostengünstigere Option? Ein Unternehmen namens Graphenano entwickelt eine Graphen-Batterie, die eine Reichweite von etwa 800 Kilometern haben soll und in wenigen Minuten aufgeladen werden kann. Laut dem Unternehmen laden und entladen sich die Batterien 33-mal schneller als Lithium-Ionen-Batterien. Es gibt zwar noch keine Angaben zu den Kosten für die Batterie, aber sie werden ziemlich sicher unter 42.000 € liegen!
Ist es möglich, dein Auto über Schallwellen aufzuladen? Das Pionierunternehmen uBeam verwandelt Energie in Schallwellen, damit du deine Geräte kabellos aufladen kannst.
So funktioniert das Ganze: Die innovative Technologie von uBeam nutzt die Kraft des Ultraschalls, um Energie direkt in dein Elektrofahrzeug zu beamen und Schallwellen in nutzbare Energie umzuwandeln. Und halt dich fest – das gilt nicht nur für Elektrofahrzeuge! uBeam erforscht derzeit die Möglichkeiten, mit dieser Technologie auch Smartphones und Laptops mit Strom zu versorgen. Wir sind gespannt, wo das noch hinführen wird.
Da wir gerade von Smartphones sprechen: Die Zukunft des Aufladens steht vor einem großen Upgrade! StoreDot ist ein innovatives Start-up, das aus der Nanotech-Abteilung der Universität Tel Aviv entstanden ist und mit seinem bahnbrechenden Ladegerät die Welt verändern will.
Du fragst dich, welches Geheimnis dahintersteckt? Biologische Halbleiter. Das Ladegerät von StoreDot nutzt die Kraft von organischen Peptidverbindungen, den Grundbausteinen von Proteinen, um dein Smartphone in nur 60 Sekunden aufzuladen. Und das Beste daran: Diese organischen Verbindungen sind nicht entflammbar, was die Ladesitzung sicherer macht.
Das ist noch längst nicht alles! StoreDot belässt es nicht bei Smartphones. Das Unternehmen will auch Elektrofahrzeuge revolutionieren. Stell dir Batterien vor, die in nur fünf Minuten aufgeladen sind und eine beeindruckende Reichweite von 480 Kilometern haben. Mit StoreDot auf dem Vormarsch könnten die Tage, an denen du darauf warten musst, dass deine Geräte voll geladen sind, bald der Vergangenheit angehören.
Forschende der Universität Sydney haben den Code für die Herstellung von Zink-Luft-Batterien geknackt, die im Vergleich zu herkömmlichen Methoden nur einen Bruchteil der Kosten verursachen. Und jetzt kommt der Knaller: Diese Batterien sind nicht nur preisgünstig, sondern haben auch einen erheblichen Sicherheitsvorteil gegenüber Lithium-Ionen-Batterien – sie fangen kein Feuer!
Zink-Luft-Batterien werden zwar seit Langem als die sicherere Alternative gepriesen, aber ihre Produktionskosten sind aufgrund der teuren Komponenten enorm hoch. Aber keine Sorge! Die brillanten Köpfe der Uni haben eine bahnbrechende Lösung gefunden. Durch den Austausch teurer Materialien gegen günstigere Alternativen haben sie den Weg für eine Zukunft geebnet, in der erschwingliche und sicherere Batterien die Norm sein könnten.
Mach dich also auf eine Revolution in der Batterietechnologie gefasst! Mit diesem Durchbruch sind wir einer Welt mit einer bezahlbaren und sicheren Stromversorgung einen Schritt näher gekommen.
Kabelloses Laden ist wie eine Wunderlösung für EV-Fahrer*innen, die unsere lästigen Probleme beseitigt. Stell dir eine Welt vor, in der du dich nie wieder mit Ladekabeln herumschlagen musst oder in Panik gerätst, wenn du feststellst, dass sie kaputt sind, obwohl du dein Fahrzeug dringend laden musst!
Und gerade als du dachtest, es könnte nicht mehr besser werden, haben amerikanische Forscher*innen am Oak Ridge National Laboratory in Tennessee mit Unterstützung des US-Energieministeriums einen neuen Rekord im Induktionsladen von Elektroautos aufgestellt. Trommelwirbel, bitte! Sie haben die Batterie eines emissionsfreien Autos mit einer Effizienz von 96 % auf volle 100 kW aufgeladen. Du fragst dich, wie sie dieses Kunststück vollbracht haben? Ganz einfach, durch mehrphasige elektromagnetische Koppelspulen mit rotierenden Magnetfeldern! Mit diesem genialen System haben sie es geschafft, in weniger als 20 Minuten eine Ladung von 50 % zu erreichen.
Aber halt, das ist noch nicht alles! Diese bahnbrechende Technologie ist kein Luftschloss – sie wurde von den Forschenden patentiert. Das bedeutet, dass wir diese Wunderlösung in Aktion erleben könnten, bevor wir es überhaupt merken. Also schnallt euch an, denn die Zukunft der EV-Ladelösungen rast schneller und strahlender denn je auf uns zu!
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