Während die Autohersteller ihre Elektrofahrzeuge ständig verbessern, richten sich die meisten Augen auf das Aufladen von Elektrofahrzeugen und die dazugehörige Infrastruktur, den entscheidenden Teil der E-Mobilität, der immer noch hinterherhinkt.
Die Revolution der E-Mobilität kommt schnell.
Wird es gelingen oder scheitern?
Damit der Umstieg von Benzin- auf Elektroautos gelingt, müssen die Besitzer von Elektroautos in der Lage sein, ihre Fahrzeuge bequem und schnell aufzuladen.
Dafür braucht die Welt eine effiziente Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge.
Um dies zu erreichen, stehen wir vor einer Reihe von Herausforderungen.
Inhaltsverzeichnis
- Was ist die Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge oder EVs?
- EV-Besitzer und Reichweitenangst
- Home Charging bleibt weiterhin die Nummer 1.
- Wie entwickelt man die Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge?
- Der Mangel an Ladestationen für Elektrofahrzeuge
- Wie viele Ladestationen brauchen wir?
- Kann das Stromnetz die EV-Revolution unterstützen?
- Intelligentes EV-Lademanagement als Retter in der Not
- Vehicle To Grid (V2G) Technologie
- Über Tridens Smart EV Charge Software
Was ist die Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge oder EVs?
Die Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge oder kurz EV-Ladeinfrastruktur umfasst die gesamte Infrastruktur und die elektrische Fahrzeugversorgungseinrichtung (EVSE), die für die Energieversorgung und das Aufladen von Elektrofahrzeugen erforderlich ist.
Der zentrale Punkt ist die Ladestation, auch EV-Ladepunkt oder EV-Ladegerät genannt. Eine Ladestation ist an das Stromnetz angeschlossen, das aus der Stromerzeugung, der Hochspannungsübertragung zu den Lastzentren und der Verteilung an die Verbraucher, also die Ladestationen, besteht.
Eine Ladeinfrastruktur sollte nicht mit einem Ladenetzwerk verwechselt werden. Der Begriff beschreibt eine Gruppe von Ladestationen in einem Gebiet, das von einem EV CPO oder EMSP.
Die zwei größten Herausforderungen für eine zukunftsfähige Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge sind der Bau von genügend Ladestationen an den richtigen Orten und die Bereitstellung eines Stromnetzes, das den reibungslosen Betrieb unterstützt.
Die bestehende Infrastruktur kann die Anzahl der in Zukunft benötigten Ladestationen nicht bewältigen. Daher wird intelligente Software für das Laden von Elektrofahrzeugen eine entscheidende Rolle bei der Reaktion des Stromnetzes auf die wachsende Zahl von Ladestationen spielen.
EV-Besitzer und Reichweitenangst
Der Hauptgrund gegen Elektrofahrzeuge, die jeder benutzt, ist die Sorge um das Aufladen. Der verwendete Begriff lautet EV-Reichweitenangst. Es beschreibt die Befürchtung, dass der Energiespeicher eines Autos nicht ausreicht, um die geplante Strecke bis zum Zielort zurückzulegen.
Wie wir bereits in unserem Blog über Lösungen für EV-LadestationenEs liegt nicht an den Autos. Die meisten Nutzer von Elektroautos machen schlechte Erfahrungen mit Elektrofahrzeugen, weil es Probleme mit der Ladeinfrastruktur gibt.
Um die Reichweitenangst als Hauptgrund für die Ablehnung von Elektrofahrzeugen zu beseitigen, muss der Schwerpunkt auf dem Aufbau einer angemessenen und effizienten Ladeinfrastruktur liegen.
Home Charging bleibt weiterhin die Nummer 1.
Untersuchungen in den USA und Europa zeigen, dass etwa 80% der täglichen Fahrten über kurze Strecken erfolgen. Die durchschnittliche Fahrt zur Arbeit und zurück ist in Deutschland 32 km lang. In der restlichen EU, in anderen Ländern weltweit und sogar in den USA ist das ungefähr gleich.
Selbst wenn wir diese Zahl verdoppeln, da praktisch jedes Elektroauto eine tatsächliche Reichweite von mindestens 100 Kilometern hat, kann das Aufladen zu Hause den Bedarf der großen Mehrheit der Nutzer von Elektroautos decken.
Da das Aufladen zu Hause und an vielen Arbeitsplätzen auch für Mitarbeiter möglich ist, wäre es einfach anzunehmen, dass die Installation einiger Ladestationen entlang der Autobahnen ausreichen würde, um eine effiziente Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge zu schaffen.
Aber dieses Denken ist in Wirklichkeit völlig falsch und diskriminierend. Die Gebührenerhebung geht Hand in Hand mit Menschen mit höherem Einkommen - Hausbesitzern. Aber was ist mit all denen, die keinen eigenen Parkplatz haben? Oder eine Garage oder einen einfachen Zugang zu einer Ladestation?
Ladegeräte zu Hause oder am Arbeitsplatz sind in der Regel langsame Ladegeräte, die nur für das Laden über Nacht geeignet sind. Wenn sich die E-Mobilität vollständig anpassen will, muss man sich darauf konzentrieren, das Laden zu Hause und im öffentlichen Raum für die Allgemeinheit zugänglich zu machen, nicht für Hausbesitzer.
Dazu brauchen Sie eine Mischung aus Heim-, Arbeitsplatz- und öffentlichem Laden, wobei das öffentliche Laden auch die Möglichkeit bietet, zu den gleichen niedrigen Kosten zu laden wie Hausbesitzer.
Wie entwickelt man die Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge?
Das Aufladen von E-Fahrzeugen kann sehr lange dauern!
Deshalb können wir die Ladeinfrastruktur für EVs und das Betanken "normaler" ICE-Autos nicht miteinander vergleichen.
Das Aufladen von Elektrofahrzeugen ist anders und erfordert eine andere Denkweise und eine andere Geographie des "Auftankens" von Elektrofahrzeugen.
Die Einführung von Elektrofahrzeugen wird erst dann vollständig gelingen, wenn die Ladeinfrastruktur die folgenden Kriterien erfüllt:
- alle Hausbesitzer werden die Möglichkeit haben, Ladestationen zu Hause zu installieren, um ihre Elektroautos für den täglichen Gebrauch aufzuladen
- alle Arbeitsplätze werden über Ladestationen für Elektrofahrzeuge verfügen. Dies wird sicherstellen, dass die Mitarbeiter einfach aufladen und ohne Reichweitenangst zur Arbeit und zurück fahren können.
- alle Menschen in Wohngebieten Zugang zu öffentlichen Ladestationen haben, an denen sie über Nacht zu geringen Kosten laden können
- alle Orte, an denen sich die Menschen länger aufhalten, wie Einkaufszentren, Restaurants oder Stadtzentren, werden den Fahrern die Möglichkeit bieten, ein Elektrofahrzeug aufzuladen
- auf allen wichtigen Strecken wird es die Möglichkeit geben, schnell oder superschnell zu laden, wenn Sie längere Strecken zurücklegen.
Wie Sie oben gesehen haben, gibt es nicht nur eine Strategie für die Entwicklung der Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge oder eine einzige Lösung.
Die Entwicklung wird in verschiedene Richtungen gehen, aber mit einem einzigen Ziel. Das ist die Schaffung einer effektiven EV-Ladeinfrastruktur mit intelligentem EV-Laden und intelligenten Stromnetzen.
Der Mangel an Ladestationen für Elektrofahrzeuge
Das Aufladen zu Hause und das Aufladen am Arbeitsplatz sind zwei Herausforderungen, die ziemlich einfach zu lösen sind. Ladestationen müssen erschwinglich werden, und die Regierungen müssen Subventionen oder Steuervorteile anbieten. Dann gibt es für Hausbesitzer und Unternehmen keinen Grund mehr, keine Ladestationen für Elektrofahrzeuge zu installieren.
Wie in unserem Blog über Investitionen in das Laden von Elektrofahrzeugen und EV Charging GeschäftsmodelleAuch Einkaufszentren, Restaurants und Hotels werden den Mehrwert erkennen, den E-Ladestationen für die Verbesserung des Kundenerlebnisses bringen können. Es ist davon auszugehen, dass auch sie die Anzahl ihrer Ladestationen erhöhen werden.
Für die Regierungen und die Industrie wird das Hauptaugenmerk also darauf liegen, mehr öffentliche Ladestationen oder Ladenetzwerke in Gebieten zu errichten, in denen die Allgemeinheit sie nutzen kann, anstatt zu Hause zu laden.
Eine Möglichkeit ist die Einbeziehung von Ladestationen in die Immobilienentwicklung. Es gibt bereits Gesetze, die Ladestationen in neuen Wohngebieten vorschreiben.
Verschiedenen Quellen zufolge werden die meisten Regierungen in diese Richtung gehen.
Mit der steigenden Zahl von Elektrofahrzeugen wird auch das Laden von Elektrofahrzeugen für Investoren interessant. Daher entstehen überall neue öffentliche Netze. Eines muss jedoch bei der Planung berücksichtigt werden! Das ist das derzeitige Gefälle bei der Ladestationsdichte zwischen städtischen und ländlichen Gebieten.
Die wahrscheinlichste Lösung für längere Fahrten ist es, eine Reise zu planen, bei der öffentliche Schnellladestationen in Restaurants und Hotels genutzt werden. Wenn das nicht möglich ist, können Autofahrer Supercharger nutzen, die strategisch entlang der Autobahnen platziert sind, meist an bestehenden Tankstellen.
Wie viele Ladestationen brauchen wir?
Oberflächlich betrachtet sieht das alles ziemlich gut aus für die Revolution der E-Mobilität!
Laut den jüngsten Verkaufsstatistiken für Elektroautos und Statistiken über das Wachstum der öffentlichen Ladestationen für Elektrofahrzeuge zeigen, dass die Zahlen steigen. Aber steigen sie auch schnell genug?
Die Hausbesitzer und Arbeitsplätze werden ihre Ladestationen bauen. Auch die verschiedenen Gewerbebetriebe werden sie bauen, um mehr Kunden anzuziehen.
Die Tankstellen werden auch Ladegeräte installieren, um die geringere Benzinnachfrage zu decken.
Die Regierungen werden mit Gesetzen zur EV-Infrastruktur Gründungspläne für den Ausbau öffentlicher Ladenetzwerke machen.
Es sieht also so aus, als stünde der Einführung von Elektrofahrzeugen nichts mehr im Wege.
Wie so oft ist es nicht so einfach, wenn wir tiefer unter die Oberfläche tauchen, und einige der Zahlen, die vorhersagen, wie viele Ladestationen wir in der Zukunft benötigen werden, sind wirklich atemberaubend.
Zahlreiche Berichte zeigen bereits, dass die Staus rund um die Ladestationen für Elektroautos in Gegenden mit einer hohen Akzeptanz von Elektroautos schlimm sind. Aber das ist nichts im Vergleich zu dem, was wir in Zukunft sehen könnten.
Die Nachfrage nach öffentlichen EV-Ladestationen in Zahlen
Eine US-Studie des Nationales Labor für erneuerbare Energien schätzt, dass für die Versorgung von 1000 E-Fahrzeugen 3,4 Schnellladestationen und 40 Ladestationen der Stufe 2 benötigt werden.
Die Brattle Group ist ein Wirtschaftsberatungsunternehmen. Sie Projekt dass es bis 2030 allein in den USA 35 Millionen Elektrofahrzeuge geben könnte. Wie viele öffentliche Ladestationen werden dafür benötigt? Fast 2 Millionen öffentliche Ladestationen. Das bedeutet, dass in den nächsten neun Jahren täglich 380 Ladestationen für Elektrofahrzeuge installiert werden müssen!
Die Situation in Europa ist sogar noch alarmierender!
A Studie von EY-Eurelectric zeigt, dass wir bis 2035 130 Millionen Elektrofahrzeuge auf den Straßen Europas haben könnten. Folglich werden wir 65 Millionen Ladestationen benötigen, um sie zu versorgen!
Etwa 85 Prozent werden in Wohngebieten und 4 Prozent auf öffentlichen Straßen installiert.
Die neueste Europäischer Masterplan für die Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge zeigt, dass allein in der EU bis zum Jahr 2030 bis zu 6,8 Millionen öffentliche Ladepunkte benötigt werden.
Wenn wir die Zahlen unter diesem Gesichtspunkt betrachten, können wir schnell erkennen, dass die derzeitige Entwicklung der Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge nicht annähernd schnell genug ist, um dieses Wachstum der Elektrofahrzeuge zu unterstützen.
Kann das Stromnetz die EV-Revolution unterstützen?
Die heiße Debatte über die EV-Revolution ist die Frage, ob die bestehenden Stromnetze dieses Wachstum von Elektrofahrzeugen unterstützen können?
Die kurze Antwort lautet "Nicht ohne Investitionen in die Infrastruktur des Stromnetzes."
Smart EV Charging: Das volle Potenzial ausschöpfen
Ladestationen, insbesondere Schnellladestationen, können große Mengen an Strom verbrauchen. Daher muss das Netz mit Transformatoren, Umspannwerken und Übertragungsleitungen in vielen Fällen aufgerüstet werden.
Die Brattle Group kommt zu dem Schluss, dass die USA bis 2030 etwa $75 bis $125 Milliarden investieren müssen, um ihre 20 Millionen E-Fahrzeuge zu versorgen.
EY-Eurelectric erklärt, dass das europäische Stromnetz etwa 100 Millionen Elektrofahrzeuge unterstützen kann. Gleichzeitig wird prognostiziert, dass es bis 2035 130 Millionen Elektrofahrzeuge in der EU geben wird.
Aber wer wird für diese Aufrüstung bezahlen? Die einfachste Lösung wäre, den Strompreis insgesamt zu erhöhen. Allerdings wäre das auch sehr ungerecht, da jeder die Kosten für die "EV-Revolution" zahlen würde.
Wenn die Upgrades in den Ladepreis eingerechnet werden, ist das auch ein Schritt in die andere Richtung. Die höheren Ladekosten werden den Umstieg von ICE auf EVs weniger attraktiv machen.
Spätestens jetzt ist klar, dass die Entwicklung der Ladeinfrastruktur und die gesamte EV-Revolution vor großen Herausforderungen stehen, die es zu bewältigen gilt.
Intelligentes EV-Lademanagement als Retter in der Not
Der Schlüssel zur Stabilisierung des Stromnetzes ist Intelligentes EV-Laden. Es steht für ein intelligentes Management des Ladens von Elektrofahrzeugen, das das Stromnetz nicht destabilisiert oder überlastet.
Wenn ein Elektrofahrzeug an ein Standard-Ladegerät angeschlossen ist, entnimmt es die zum Laden benötigte Energie aus dem Stromnetz, bis es vollständig aufgeladen ist. Wenn alle Besitzer eines Elektroautos dies tun, z.B. am Abend, wird das Stromnetz mit Sicherheit überlastet.
Das intelligente Lademanagement kommuniziert stattdessen mit dem Stromnetz (Versorgungsunternehmen), dem Betreiber der Ladestation (CPO) und der Autobatterie.
Diese Kommunikation ermöglicht eine optimierte Aufladung in Bezug auf EV-Netzausgleich mit Spitzenrasur, Lastausgleich beim Laden von Elektrofahrzeugen, und dynamisches EV Charging Lastmanagement.
Das Ergebnis ist, dass CPOs und Energieversorger die Energienachfrage befriedigen können, ohne in die Installation oder Komponenten des Stromnetzes zu investieren.
Smart Charging in der Praxis
Lassen Sie uns dies anhand eines praktischen Beispiels veranschaulichen. In einem Wohngebiet beginnen 100 Nutzer abends, ihre Elektroautos aufzuladen. Wenn sie nicht über ein intelligentes Ladesystem verfügen, werden sie alle mit voller Leistung laden, bis die Batterie voll ist. Der Ladevorgang findet nur in den ersten Stunden der Nacht statt.
Mit Smart Charging können die Nutzer einstellen, dass sie die Fahrzeuge bis 7 Uhr morgens aufladen möchten. Das Cloud-basierte System zur Verwaltung der Ladestationen für Elektroautos verteilt automatisch und in Echtzeit die Ladeleistung auf die Fahrzeuge. Es richtet sich dabei nach den Spitzen- und Tiefstwerten der Energienachfrage und dem Zustand des Stromnetzes.
Alle Autos werden am Morgen voll aufgeladen sein, ohne das Netz zu sehr zu belasten.
In Verbindung mit dem Abrechnungssystem des Elektromobilitätsdienstleisters EV können die Nutzer variable Abrechnungstarife für das Laden auswählen.
Wenn sie schnell aufladen müssen, werden sie mehr bezahlen. Wenn sie jedoch ein optimiertes, intelligentes Laden nutzen, können sie zu einem günstigeren Preis laden.
Intelligentes Lademanagement ist die Antwort auf Kritiker, die behaupten, dass die Stromnetze erhebliche Investitionen benötigen, um die EV-Revolution anzunehmen, oder dass sie dem Untergang geweiht sind.
Vehicle To Grid (V2G) Technologie
Elektrofahrzeuge haben leistungsfähige Batterien. Wenn wir dies mit den prognostizierten mehr als 100 Millionen Elektrofahrzeugen in der Zukunft multiplizieren, stellen diese Batterien ein beträchtliches Stromspeichervermögen dar. Die Speicherkompatibilität ist für künftige Stromnetze von entscheidender Bedeutung, da erneuerbare Energien extrem volatil sind und viele Produktionsspitzen und -tiefs aufweisen.
Dies ist der Ort, an dem ein neues Konzept von V2G Die Vehicle To Grid-Technologie (Vehicle To Grid) verspricht ein großes Potenzial und eine Chance für E-Fahrzeuge, zum Ausgleich des Systems beizutragen.
Es handelt sich um ein Konzept, das voraussagt, dass die Benutzer ihre Autos aufladen, wenn viel Energie verfügbar ist, und sie aus der Batterie zurückgeben, wenn das Angebot gering ist.
Es ist ein "billig berechnen und teuer verkaufen"-Konzept, um es ganz einfach auszudrücken.
Wir haben die V2G-Technologie, das Konzept, ihr Potenzial und die Bedenken der Nutzer in unserem Blog auf Trends in der EV-Ladeindustrie.
Über Tridens Smart EV Charge Software
Die Zukunft von Elektrofahrzeugen und E-Mobilität ist eine Herausforderung, aber wir bei Tridens sind überzeugt, dass diese Herausforderungen lösbar sind. Deshalb hat Tridens entwickelt Smart EV Charging Software. Es kann diesen Herausforderungen standhalten und der EV-Revolution eine glänzende Zukunft bieten.
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