Ausbau der Ladeinfrastruktur Grenzenloses Laden

Aktuell ist Deutschland nach den Niederlanden das europäische Land mit den meisten Ladestationen.
Aktuell ist Deutschland nach den Niederlanden das europäische Land mit den meisten Ladestationen.

Im Ausbau der Ladeinfrastruktur liegt ein wichtiger Erfolgsfaktor auf dem Weg zu flächendeckender Elektromobilität – aktuell aber auch eine der größten Hürden. Welche Technologien werden zukünftig dabei helfen, Ladestationen optimal nutzbar zu machen und die Akzeptanz von E-Mobilität zu erhöhen?

Wie steht es um die Akzeptanz von Elektromobilität in Deutschland? Eine Frage, die unsere Gesellschaft nicht erst seit diesem Jahr beschäftigt. Waren Elektroautos anfänglich noch ein Nischenprodukt für Pioniere und Enthusiasten, hat sich die E-Mobilität inzwischen hin zur preislich attraktiven und ökologisch besseren Alternative für den Massenmarkt entwickelt. Politik, Automobilhersteller und Städte haben deren Potenzial bereits erkannt. Mehr als 100 Milliarden Euro wollen allein deutsche Automobilhersteller in den kommenden Jahren in ihre elektrische Modellpalette investieren.

Zusätzlich zum Premiumsegment produzieren auch immer mehr Volumenhersteller eigene E-Modelle, wodurch der Massenmarkt samt neuen Kundensegmenten sukzessive erschlossen wird. Steuervorteile für Fahrer von elektrischen Fahrzeugen und eine im Februar erhöhte Kaufprämie geben vonseiten der Regierung zusätzlich Anreiz für den Umstieg auf Elektromobilität. Gradmesser für den Erfolg und die tatsächliche Akzeptanz der E-Mobilität ist aber vor allem auch eine flächendeckend verfügbare Ladeinfrastruktur.

Zwar hat sich der Ausbau der Lade­infrastruktur deutlich beschleunigt: Deutschland verfügt aktuell über mehr als 20.000 AC- und 2.000 DC-Ladepunkte und ist nach den Niederlanden in den letzten zwei Jahren sogar das europäische Land mit den meisten Ladestationen im öffentlichen Raum. Für einen erfolgreichen Hochlauf der Elektromobilität ist das aber noch zu wenig. Bis 2030 soll es laut Klimaschutzprogramm eine Million öffentliche Ladepunkte geben. Das Bundeskabinett hat dafür am 18. November 2019 einen »Masterplan Ladesäuleninfrastruktur« beschlossen.

In den kommenden zwei Jahren sollen 50.000 öffentliche Ladepunkte eingerichtet werden. Für private Lademöglichkeiten stellt die Bundesregierung ab diesem Jahr zudem 50 Millionen Euro zur Verfügung. Ladepunkte an Kundenparkplätzen sollen zusätzlich gefördert werden und Tankstellen die Möglichkeit bieten, auch Batteriefahrzeuge zu laden.

Doch für einen erfolgreichen Ausbau der Ladeinfrastruktur und eine Erhöhung der Akzeptanz von Elektromobilität ist noch mehr nötig: Nicht nur Automobilhersteller, die Regierung, Kommunen und Ladestationsbetreiber (CPOs) stehen in der Verantwortung. Auch die entsprechende Technologie des Ladens muss sich entwickeln, stellt sie doch die Schnittstelle zwischen Autofahrer und funktionierender Nutzbarkeit der Elektromobilität dar.

Bessere Datenqualität und intelligentes e-Routing

Was ist entscheidend für Fahrer von E-Autos und die Erhöhung der Akzeptanz von Elektromobilität? Laden muss vor allem so zuverlässig, sicher und einfach wie möglich funktionieren. Was das heute aber häufig verhindert, ist die schlechte Datenqualität. Aufgrund des fragmentierten Marktes von Ladestationsbetreibern in Deutschland sind viele kleine Anbieter aktiv, die ihre Stationen nur nebenbei betreiben. Die Datenqualität, die diese liefern, ist deshalb häufig verbesserungswürdig. Zudem gibt es keine öffentliche Datenbank über alle errichteten Ladesäulen, die alle relevanten Daten in ihrer Gesamtheit ausweist.

Deshalb kann es passieren, dass E-Autofahrer mit geringer Restweite an eine Säule navigiert werden, die zum entsprechenden Zeitpunkt gar nicht verfügbar ist, oder Ladesäulen mitten im Nirgendwo angezeigt bekommen. Und wer einmal wegen fehlender oder falscher Daten auf halber Strecke gestrandet ist, vertraut der Elektromobilität anschließend nicht mehr. Das gilt auch für die kommunizierte verfügbare Ladeleistung. Man stelle sich vor, ein E-Autofahrer fährt an eine Ladestation, an der pro Minute abgerechnet wird und hat einen wichtigen
Termin.

Nun bietet die Ladestation nur die halbe Ladeleistung, verglichen mit seiner Spezifikation. Er verpasst nicht nur seinen Termin, sondern zahlt auch noch doppelt so viel für seine Ladung. Anbieter wie Digital Charging Solutions (DCS) arbeiten bereits an Verbesserungen, damit die Nutzer immer die aktuellen Informationen zum Zugang, zur Verfügbarkeit, zur Preisgestaltung oder zum Standort haben.

Die Neu- beziehungsweise Weiterentwicklung entsprechender Technologien ist also essenziell, um Fahrern von Elektrofahrzeugen eine einfache Nutzbarkeit zu ermöglichen. Und an solchen Entwicklungen wird durchaus gearbeitet. Intelligente Features von Ladelösungen wie e-Routing und Plug & Charge werfen ihren Schatten voraus und bieten das Potenzial, die zuverlässige Nutzung von Ladeinfrastruktur deutlich zu erleichtern.

Was heute bereits funktioniert, ist eine automatische Routenberechnung per App. Über das Smartphone oder zum Beispiel Apple CarPlay werden für die gewünschte Strecke die jeweils optimalen Ladepunkte und die entsprechende Wegführung angezeigt und der Fahrer kann sich bequem zum entsprechenden Standort navigieren lassen. Einige Automobilhersteller bieten diese Möglichkeit bereits über die Head Unit des Fahrzeugs an.

Neben der reinen Navigation und Anzeige von Ladepunkten entstehen durch die im Vergleich zu Tankstellen stärkere Verteilung von Stationen und die geringere Verfügbarkeit von Ladeplätzen aber weitere Anforderungen an das Routing. Weiterentwicklungen des intelligenten e-Routings, an denen DCS bereits arbeitet, versprechen Möglichkeiten, diese zu erfüllen. Für Fahrer von Elektrofahrzeugen wird zum Beispiel mehr und mehr eine Streckenplanung relevant, die nicht die Ladestation als Ziel ansteuert, sondern komfortable Ladeoptionen am Ankunftspunkt oder entlang der Route intelligent einplant. Das e-Routing der Zukunft wird eine entsprechende Navigation leisten können.

Zudem muss das System Transaktionsdaten erfassen und damit die Informationen zur jeweiligen Ladeleistung verbessern können. Denn vor allem für schnelle Lademöglichkeiten sind neben dem starren Power-Level der Ladestation viele Faktoren für die tatsächliche Ladeleistung ausschlaggebend, wie zum Beispiel der Anschluss ans Grid oder die Anzahl der gleichzeitig ladenden Fahrzeuge. Darüber hinaus verfügen unterschiedliche Elektrofahrzeuge auch über unterschiedliche Steckertypen, Geschwindigkeiten oder Batteriekapazitäten. Gerade bei langen Strecken mit mehreren Ladestopps ergeben sich dadurch unterschiedliche Routen je nach Fahrzeug, Wettersituation oder Präferenzen des Nutzers.

Zukünftige Versionen der Routingfunktionalität werden den Kunden darüber hinaus mittels Echtzeitinformationen nicht nur zur nächstgelegenen Station navigieren, sondern die Ladestation empfehlen, die unter Berücksichtigung der aktuellen Netzkapazität am meisten Energie liefern kann – eine enorme Daten- und Routenqualitätssteigerung. So wird der Ladevorgang in Zukunft nicht nur einfacher für den Endkunden, sondern auch in puncto Energieverbrauch effizienter.   

Einfacheres Handling am Ladepunkt

Aber nicht nur intelligentes Routing und die Sicherstellung qualitativ hochwertiger Daten können zukünftig zu breiterer Akzeptanz von Elektromobilität beitragen, auch einfaches Handling an der Ladestation selbst ist entscheidend. Wo vor kurzer Zeit noch zahlreiche verschiedene Karten und Verträge zur Nutzung der verschiedenen Ladestationen nötig waren, verbessert sich die Vereinheitlichung durch übergreifende Ladeservices permanent.

Für ein optimiertes Erlebnis kann künftig die Technik Plug & Charge nach ISO 15118 sorgen. Momentan steht die Technik noch in den Startlöchern und bis wann es zu einer OEM-übergreifenden und breiten Verfügbarkeit im Ladenetz kommt, ist noch unklar. Wenn es aber soweit ist, wird das System dem Kunden eine überzeugende und nahtlose Ladeerfahrung bieten können.

Denn Plug & Charge wird einen Teil der Interaktion des Kunden mit der Ladestation ersetzen. Die Authentifizierung erfolgt dabei über eine Vehicle-to-Infrastructure-Kommunikation (V2I). Das heißt vereinfacht, eine virtuelle RFID-Karte im Fahrzeug dient der Ladestation beim Anstecken als Authentifizierung und das Auto startet den Ladevorgang vollkommen automatisch: Ankommen, einstecken, fertig. Die Bezahlung läuft anschließend direkt über den Ladedienstanbieter – ohne persönliche Interaktion des Fahrers.

Neben einfacher Bedienung wurde bei der Entwicklung des Plug-&-Charge-Standards auch auf Sicherheit höchste Priorität gelegt. Im Fahrzeug und der Ladeinfrastruktur werden ausschließlich verschlüsselte Zertifikate gespeichert, die keine persönlichen Informationen enthalten. Zudem verfügen diese Zertifikate über eine begrenzte Gültigkeit und nur dann, wenn das Zertifikat des Fahrzeugs erfolgreich mit dem Zertifikatspendant an der Ladestation abgeglichen wurde, wird der Ladevorgang auch gestartet.

Zukunft heißt Elektromobilität

Trotz aller aktueller Hürden in Sachen Ladeinfrastruktur, versprechen die aktuellen technischen Entwicklungen Verbesserungen und bieten Möglichkeiten, um die Nutzbarkeit zu erhöhen und damit zur Verbreitung von Elektromobilität beizutragen. Der Ausbau hin zu einer flächendeckenden Lade­infrastruktur, könnte einen Weg zur absoluten Akzeptanz der Elektromobilität ebnen.

Dazu müssen alle Beteiligten zusammenarbeiten und Lösungen konsolidieren: Automobilhersteller, Politik, Städte und Kommunen sowie Ladestationsbetreiber und Anbieter von Ladelösungen. Nur so kann Elektromobilität für den Kunden attraktiver werden und sich als Mobilitätsoption langfristig und flächendeckend im Alltag etablieren.