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Elektromobilität: Tankst Du noch oder lädst Du schon?
27. September 2009
Photo © Dimitrios Tsatsas, Stylepark

Die Zukunft des Autos ist untrennbar mit der Entwicklung effizient arbeitender Akkumulatoren verbunden. Was in den Medien oftmals als gegeben vorgestellt wird, erweist sich bei genauerem Hinsehen als die größte Herausforderung in der Entwicklung der Elektromobilität: die Batteriebeschaffenheit und die Möglichkeit, diese aufzuladen. Claudia Beckmann sprach mit Fabian Kley vom Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung, der sich schwerpunktmäßig mit der Bewertung neuer Technologien in der Energiewirtschaft beschäftigt, über die für die Elektro-Mobilität notwendige Ladeinfrastruktur.

Heutige Fahrzeuge führen Treibstoff in Form von Benzin oder Diesel mit sich, erreichen mit einer Tankfüllung Reichweiten jenseits der 500 Kilometern und können innerhalb von wenigen Minuten an einer Tankstelle volltanken. Wie kann man sich das bei den nun diskutierten Elektrofahrzeugen vorstellen?
Fabian Kley: Zunächst unterscheidet man verschiedene Grade der Elektrifizierung. Es gibt Hybridfahrzeuge, wie den schon erhältlichen Toyota Prius, die elektrische Energie zum Beispiel aus der Bremsenergie rückgewinnen und diese Leistung insbesondere beim Anfahren wieder abgeben. Bei diesen Fahrzeugen wird nur eine kleine Batterie benötigt - das Tankverhalten entspricht dem eines treibstoffbasierten Fahrzeugs. Auf dem Weg zur reinen Elektromobilität gibt es unterschiedliche Ausprägungen von Hybridsystemen. Beim sogenannten Plug-in Hybrid, bei dem sich eine größere Batterie auch durch Anschluss ans Stromnetz aufladen lässt, wird der Anteil der elektrisch zurückgelegten Strecke vergrößert. Bei reinen Elektrofahrzeugen wird auf die Unterstützung durch einen Verbrennungsmotor gänzlich verzichtet, das heißt, es muss geladen als auch getankt werden.

Was heißt das für das zukünftige „Tankverhalten" von Elektromobilen?
Kley: Batterien speichern weniger Energie als man in Treibstoffen mit sich führen kann und das Aufladen dauert länger als ein heutiger Tankvorgang. Als Konsequenz muss sich auch unser herkömmliches „Tankverhalten" verändern: unregelmäßige Tankstopps werden durch regelmäßige Ladungen beim Parken ersetzt. Beim Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung haben wir uns das heutige Mobilitätsverhalten in Deutschland genauer angeschaut. Große Anteile der Bevölkerungen legen fast ausschließlich Strecken von unter hundert Kilometer zurück, besitzen zuhause einen Stellplatz und könnten dort laden. Das heißt, Elektromobilität ist in der bestehenden Infrastruktur möglich. Für den anderen Teil der Bevölkerung wird der Ausbau weiterer Lademöglichkeiten anvisiert. Aber auch Hybride könnten in manchen Segmenten ihre Berechtigung finden, in denen reine Elektrofahrzeuge sich nicht durchsetzen lassen.

Wie muss man sich diese Ladeinfrastruktur vorstellen?
Kley: Man kann die Ladeinfrastruktur grob in vier Typen gliedern: (a) Das Laden zuhause, (b) das Laden im halböffentlichen Bereich, dazu gehören beispielsweise Lademöglichkeiten beim Arbeitgeber, (c) das Laden im öffentlichen Bereich, zum Beispiel Ladesäulen an der Autobahn oder an öffentlichen Plätzen und zuletzt (d) das Laden durch Tausch der Batterie. Das Laden zuhause ist dabei am günstigsten, öffentliche Ladestationen oder Tauschkonzepte schneiden ökonomisch deutlich schlechter ab. Das heißt, Verbraucher werden zum Aufladen ihrer Batterie möglichst häufig die bestehende heimische Infrastruktur nutzen. Für die wenigen längeren Strecken könnten dann öffentliche Schnellladestationen eine Weiterfahrt ermöglichen.

Worin bestehen im Hinblick auf die Ladeinfrastruktur die größten Herausforderungen?
Kley: Anders als beispielsweise bei der Wasserstoffmobilität existiert infrastrukturseitig eigentlich schon alles, um Elektroautos im Alltag nutzen zu können. Ein ganz wesentlicher Punkt ist jedoch die Kundenakzeptanz. Selbst Verbraucher mit regelmäßigen Streckenprofilen und häuslichen Lademöglichkeiten wollen für längere Strecken gerüstet sein. Das erfordert eben auch Lademöglichkeiten außerhalb des häuslichen Bereichs. Wie viele es davon geben muss und wo diese zu platzieren sind beschäftigt derzeit Soziologen, Ökonomen und Städteplaner. Wenn man in diesen Fragen einen Schritt weiter ist und die Anforderungen präziser formulieren kann, wird es auch eine Aufgabe für Designer und Architekten sein, gestalterische Lösungen für die Zukunft von Elektromobilität, respektive Ladestationen zu finden.


Fabian Kley ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am „Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung". Sein Arbeitsschwerpunkt ist die Bewertung neuer Technologien in der Energiewirtschaft. Zuvor arbeitete er drei Jahre als Unternehmensberater bei „Booz & Company", studierte Wirtschaftsingenieurwesen an der Universität Karlsruhe und schloss mit einem MBA an der University of North Carolina ab.

Um mehr über die Elektromobilität zu erfahren, lesen Sie bitte Teil 1 "Mobilitätskonzepte" und Teil 3 "Systemdienstleistungen".

News & Stories › 2009 › September
Elektromobilität: Tankst Du noch oder lädst Du schon?
27. September 2009
Die Zukunft des Autos ist untrennbar mit der Entwicklung effizient arbeitender Akkumulatoren verbunden. Was in den Medien oftmals als gegeben vorgestellt wird, erweist sich bei genauerem Hinsehen als die größte Herausforderung in der Entwicklung der Elektromobilität: die Batteriebeschaffenheit und die Möglichkeit, diese aufzuladen.
Die Zukunft des Autos ist untrennbar mit der Entwicklung effizient arbeitender Akkumulatoren verbunden. Was in den Medien oftmals als gegeben vorgestellt wird, erweist sich bei genauerem Hinsehen als die größte Herausforderung in der Entwicklung der Elektromobilität: die Batteriebeschaffenheit und die Möglichkeit, diese aufzuladen. Claudia Beckmann sprach mit Fabian Kley vom Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung, der sich schwerpunktmäßig mit der Bewertung neuer Technologien in der Energiewirtschaft beschäftigt, über die für die Elektro-Mobilität notwendige Ladeinfrastruktur.

Heutige Fahrzeuge führen Treibstoff in Form von Benzin oder Diesel mit sich, erreichen mit einer Tankfüllung Reichweiten jenseits der 500 Kilometern und können innerhalb von wenigen Minuten an einer Tankstelle volltanken. Wie kann man sich das bei den nun diskutierten Elektrofahrzeugen vorstellen?
Fabian Kley: Zunächst unterscheidet man verschiedene Grade der Elektrifizierung. Es gibt Hybridfahrzeuge, wie den schon erhältlichen Toyota Prius, die elektrische Energie zum Beispiel aus der Bremsenergie rückgewinnen und diese Leistung insbesondere beim Anfahren wieder abgeben. Bei diesen Fahrzeugen wird nur eine kleine Batterie benötigt - das Tankverhalten entspricht dem eines treibstoffbasierten Fahrzeugs. Auf dem Weg zur reinen Elektromobilität gibt es unterschiedliche Ausprägungen von Hybridsystemen. Beim sogenannten Plug-in Hybrid, bei dem sich eine größere Batterie auch durch Anschluss ans Stromnetz aufladen lässt, wird der Anteil der elektrisch zurückgelegten Strecke vergrößert. Bei reinen Elektrofahrzeugen wird auf die Unterstützung durch einen Verbrennungsmotor gänzlich verzichtet, das heißt, es muss geladen als auch getankt werden.

Was heißt das für das zukünftige „Tankverhalten" von Elektromobilen?
Kley: Batterien speichern weniger Energie als man in Treibstoffen mit sich führen kann und das Aufladen dauert länger als ein heutiger Tankvorgang. Als Konsequenz muss sich auch unser herkömmliches „Tankverhalten" verändern: unregelmäßige Tankstopps werden durch regelmäßige Ladungen beim Parken ersetzt. Beim Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung haben wir uns das heutige Mobilitätsverhalten in Deutschland genauer angeschaut. Große Anteile der Bevölkerungen legen fast ausschließlich Strecken von unter hundert Kilometer zurück, besitzen zuhause einen Stellplatz und könnten dort laden. Das heißt, Elektromobilität ist in der bestehenden Infrastruktur möglich. Für den anderen Teil der Bevölkerung wird der Ausbau weiterer Lademöglichkeiten anvisiert. Aber auch Hybride könnten in manchen Segmenten ihre Berechtigung finden, in denen reine Elektrofahrzeuge sich nicht durchsetzen lassen.

Wie muss man sich diese Ladeinfrastruktur vorstellen?
Kley: Man kann die Ladeinfrastruktur grob in vier Typen gliedern: (a) Das Laden zuhause, (b) das Laden im halböffentlichen Bereich, dazu gehören beispielsweise Lademöglichkeiten beim Arbeitgeber, (c) das Laden im öffentlichen Bereich, zum Beispiel Ladesäulen an der Autobahn oder an öffentlichen Plätzen und zuletzt (d) das Laden durch Tausch der Batterie. Das Laden zuhause ist dabei am günstigsten, öffentliche Ladestationen oder Tauschkonzepte schneiden ökonomisch deutlich schlechter ab. Das heißt, Verbraucher werden zum Aufladen ihrer Batterie möglichst häufig die bestehende heimische Infrastruktur nutzen. Für die wenigen längeren Strecken könnten dann öffentliche Schnellladestationen eine Weiterfahrt ermöglichen.

Worin bestehen im Hinblick auf die Ladeinfrastruktur die größten Herausforderungen?
Kley: Anders als beispielsweise bei der Wasserstoffmobilität existiert infrastrukturseitig eigentlich schon alles, um Elektroautos im Alltag nutzen zu können. Ein ganz wesentlicher Punkt ist jedoch die Kundenakzeptanz. Selbst Verbraucher mit regelmäßigen Streckenprofilen und häuslichen Lademöglichkeiten wollen für längere Strecken gerüstet sein. Das erfordert eben auch Lademöglichkeiten außerhalb des häuslichen Bereichs. Wie viele es davon geben muss und wo diese zu platzieren sind beschäftigt derzeit Soziologen, Ökonomen und Städteplaner. Wenn man in diesen Fragen einen Schritt weiter ist und die Anforderungen präziser formulieren kann, wird es auch eine Aufgabe für Designer und Architekten sein, gestalterische Lösungen für die Zukunft von Elektromobilität, respektive Ladestationen zu finden.


Fabian Kley ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am „Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung". Sein Arbeitsschwerpunkt ist die Bewertung neuer Technologien in der Energiewirtschaft. Zuvor arbeitete er drei Jahre als Unternehmensberater bei „Booz & Company", studierte Wirtschaftsingenieurwesen an der Universität Karlsruhe und schloss mit einem MBA an der University of North Carolina ab.

Um mehr über die Elektromobilität zu erfahren, lesen Sie bitte Teil 1 "Mobilitätskonzepte" und Teil 3 "Systemdienstleistungen".