Elektromobilität wird von vielen als der Schlüssel zur nachhaltigen Mobilität gesehen. Kein Wunder, trägt doch der Verkehrs- und Transportsektor allein zu 25 Prozent der weltweiten Treibhausgasemissionen bei. Das steigende Bewusstsein für die Folgen des Klimawandels lässt viele Menschen umdecken, der Absatz von E-Autos steigt. Lag er in Deutschland 2019 noch unter zwei Prozent, waren es im vergangenen Jahr 2020 schon knapp sieben Prozent. In den ersten acht Monaten 2021 stieg der E-Auto-Anteil auf bereits 11,1 Prozent. Doch eine wichtige Frage ist immer noch offen: Wo sollen all diese neuen E-Autos geladen werden? Wie kann der Ausbau von Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge beschleunigt werden?
Eine flächendeckende, öffentliche E-Ladeinfrastruktur spielt eine entscheidende Rolle, um einen schnellen Hochlauf der E-Mobilität zu gewährleisten. Reichweitenangst, also die Befürchtung mit dem E-Auto nicht bis ans Ziel zu kommen und zu wenige gut erreichbare Lademöglichkeiten, sind zwei der Hauptargumente, warum viele beim E-Auto-Kauf zögern.
Expert*innen gehen davon aus, dass in Deutschland bis 2030 eine Million Ladepunkte benötigt werden, rund 45.000 gibt es bislang. Ein Problem, das nicht nur der Bund erkannt hat – Deutschland fördert den Ausbau mit 500 Millionen Euro. Auch klassische Stromversorger, kleine Stadtwerke, Automobilhersteller bis hin zu Öl-Multis investieren in E-Ladeinfrastruktur. Warum geht es also trotz immenser Wachstumschancen, Förderung und Investitionswille nur so langsam voran?
Das Projekt Charge in UK
Ein Grund ist, dass die Planung von Infrastruktur für E-Fahrzeuge zu wenig systematisch erfolgt. Die optimalen Standorte für rentable Ladesäulen zu finden und die richtigen Investitionsentscheidungen zu treffen, ist eine echte Herausforderung.
Das britische PTV-Team arbeitet seit 2019 mit dem Energieversorger SP Energy Networks zusammen, um zu prognostizieren, wie sich die E-Mobilität in den nächsten drei Jahrzehnten entwickeln wird (der Zeitrahmen, in dem das Vereinigte Königreich die Emissionen auf Null senken will). Mit Hilfe von Simulationsmodellen – die Daten wie Mobilität und Soziodemografie berücksichtigen – lässt sich abschätzen, wie Elektrofahrzeuge in naher oder weiterer Zukunft genutzt werden und der Bedarf an Lademöglichkeiten prognostizieren.
Ein weiterer entscheidender Faktor für die Planung von Ladeinfrastruktur floss im Projekt Charge mit ein: Ladepunkte für E-Fahrzeuge benötigen ein stabiles, ausreichend starkes Stromnetz. Die Wahl der falschen Standorte für Ladesäulen kann schnell zu hohen Erschließungskosten führen. Im Verkehrsmodell wurden aus diesem Grund auch Daten über Stromnetzkapazitäten berücksichtigt, also Verkehrs- und Stromnetzplanung zusammengebracht.
Durch das Durchspielen von verschiedenen Szenarien im virtuellen Umfeld, konnte das Projektteam analysieren, wie sich das Aufkommen von E-Fahrzeugen und der Ladebedarf zwischen 2030 und 2050 entwickeln voraussichtlich entwickeln wird. Wichtige Parameter waren dabei die potenzielle Anzahl der E-Fahrzeuge, die voraussichtlichen Käufer, die zukünftigen Batteriereichweiten sowie die Fortschritte bei der öffentlichen Infrastruktur.
Laut Laurence Chittock, der das Projekt von Seiten der PTV leitet, trägt die Kombination der verschiedenen Daten dazu bei „den Ausbau der Elektromobilität zu beschleunigen. So lässt sich besser planen, wo und wie viel Infrastruktur benötigt wird und gleichzeitig sicher stellen, dass die Stromnetze stabil genug sind, die steigende Nachfrage zu bewältigen.
Die Simulationsergebnisse sind in ein Online-Tool eingeflossen, das öffentlich zugänglich ist: Connect More.
Planungssystem für E-Ladeinfrastruktur
Mit einem ähnlichen Ansatz wie das Charge-Projekt baut PTV nun gemeinsam mit dem Beratungsunternehmen MHP ein Planungssystem für Ladeinfrastruktur auf. Das webbasierte Tool bietet Städten, Gemeinden und Energieversorgern die Möglichkeit, die wichtigsten Fragen, die sich beim Aufbau von Ladesäulen stellen, systematisch anzugehen:
- Wie viele Menschen werden in einer bestimmten Region aufs E-Auto umsteigen und wann?
- Wo werden sie das Fahrzeug laden (zu Hause, am Arbeitsplatz, an öffentlichen Säulen)?
- Wie viele Ladepunkte werden benötigt und was sind die besten Stadtorte?
- Gibt es bereits Ladepunkte in der Nähe?
- Welche Point-of-Interests sind in der Umgebung, die das Laden am Standort attraktiv machen?
- Wie sieht es mit der Kapazität des Stromnetzes aus?
Im Simulationsmodell wird der Bedarf prognostizierte Bedarf und mit den vorhandenen Netzkapazitäten verglichen. Wer Ladepunkte für Elektrofahrzeuge plant, kann so systematisch und kosteneffizient die notwendige Struktur entwickeln und die Umsetzungskosten für einzelne Standorte berechnen. Die Prognose ist zudem so flexibel, dass die Planung jederzeit an veränderte Bedingungen angepasst werden kann.
Udo Heidl, Projektleiter bei PTV, erklärt: „Wir haben den Eindruck, dass der Ausbau der Ladeinfrastruktur derzeit nicht systematisch und planvoll erfolgt, sondern meist anlassbezogen. Das Tool wird das ändern. Es bringt die zukünftige räumliche Nachfrage (basierend auf vordefinierten Hochlaufszenarien) nach Ladeinfrastruktur (privat, halb-öffentlich und öffentlich) und die Kapazität und Leistung des Stromnetzes zusammen.“