Infrastruktur

E-Lkw und -Busse können entweder über Nacht mit Wechselspannungsladung (bis zu 22 Kilowatt) oder per Gleichspannungsladung (größer gleich 50 Kilowatt) im Tagesverlauf auf dem Betriebsgelände geladen werden (konduktives statisches Laden, per Stecker oder Pantograph). Für weitere Strecken und bei einem Fahrprofil, bei dem der Lkw nicht abends zum Depot zurückkehrt, wird ein öffentliches Ladeinfrastrukturnetz entlang der Fernstraßen notwendig. Hierzu wurde das durch das Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV) finanzierte Projekt HOLA (Hochleistungsladen für LKW an der Bundesautobahn A2) im August 2021 gestartet.

In dem Projekt soll die MCS-Technologie implementiert werden. MCS steht für Megawatt Charging System. Der seit 2018 in der Entwicklung befindliche Ladestecker wird für das Laden mit bis zu 4,5 Megawatt (3.000 Ampere bei 1.250 Volt) Gleichstrom (DC) ausgelegt. Bei Schnellladung spricht man von Ladeleistungen über 50 kW bis hin zu aktuell 350 kW. Für Pkws, die die entsprechende Ladetechnik an Bord haben, können 100 Kilometer Reichweite in nur wenigen Minuten nachgeladen werden. Damit ließen sich zwar auch Batterien von Nutzfahrzeugen befüllen, aber die Ladezeiten wären zu lang. Bei einer durchschnittlichen Ladeleistung von 300 kW kann in etwa einer Stunde 50 Prozent des Energiegehalts der Batterie wieder aufgeladen werden.

Beim Megawattladen verkürzt sich die Zeit circa um den Faktor drei. Auch im ÖPNV werden Schnelllader an Endhaltestellen eingesetzt. Dies geschieht häufig über einen Pantographen, um Busse mit kleinen Batterien wiederholt im Laufe des Tages nachladen zu können (Gelegenheitsladen).

Für eine erfolgreiche Verkehrswende ist nicht nur relevant, dass genügend Ladepunkte vorhanden sind, sondern auch, dass die Energie zum benötigten Zeitpunkt bereitsteht. Durch zurzeit noch begrenzte Netzkapazitäten und die Energiewende hin zu fluktuierenden Erneuerbaren Energien sind daher große Speicherkapazitäten und mehr Flexibilitäten notwendig. Neben weiteren Möglichkeiten bietet sich hier das bidirektionale Laden an.

Die Nutzung von Elektrofahrzeugen als mobile Energiespeicher birgt ein enormes Speicherpotenzial: Während eine einzelne Fahrzeugbatterie nur eine Kapazität von durchschnittlich 70 kWh aufweist, bergen die Fahrzeugbatterien aller derzeit in Deutschland zugelassenen Elektrofahrzeuge zusammengenommen bereits ein Speicherpotenzial von 10 GWh. Zu diesem Ergebnis kam jüngst eine von der NRW.Energy4Climate und der baden-württembergischen Landesagentur e-mobil BW gemeinsam herausgegebene Studie. Neben der Flexibilisierung des Stromangebots bietet das bidirektionale Laden noch die Möglichkeit die Stromnetze zu entlasten.

Im Rahmen der Studie wurden auch die Hürden untersucht, die zurzeit noch eine flächendeckende Nutzung verhindern. Konkret wurden insbesondere fehlende Standards und Schnittstellen identifiziert. Da eine Nachrüstung der Fahrzeuge technisch kaum umsetzbar ist, wird empfohlen, dass Fahrzeuge zügig serienmäßig für bidirektionales Laden befähigt werden sollten. Um dies zu erreichen, müssen das Verhalten der einzelnen Akteure durch technische und regulatorische Rahmenbedingungen aufeinander abgestimmt werden und rentable Geschäftsmodelle entwickelt werden.

Das öffentliche Wasserstofftankstellennetz ist in den letzten Jahren in Deutschland stetig gewachsen. Die knapp 100 Tankstellen sind jedoch für die Betankung von Pkw ausgelegt worden (700 bar Speicherdruck). Bei den Nutzfahrzeugen und Bussen sind aktuell jedoch 350 bar (noch) der Standard. Für die Betankung von Lkw sind aktuell deutschlandweit 18 Tankstellen in Betrieb, davon etwa die Hälfte in Nordrhein-Westfalen. Für Langstrecken-Lkw wird auch die Betankung mit Flüssigwasserstoff diskutiert. Bei diesen Tankstellen würden Verdichter und Kühler entfallen. Solche Tankstellen gibt es bislang in Deutschland nur vereinzelt.

Der Tankstellenausbau für LNG (flüssiges Erdgas) schreitet seit 2018 zügig voran (bereits über 150 Tankstellen in Deutschland). Im Gegensatz zu CNG (komprimiertes Erdgas) ist flüssiges LNG nicht an das Pipeline-Netz gebunden, sondern kann per LKW und Schiff verteilt werden. In Deutschland sind über 700 CNG-Stationen in Betrieb. Davon sind über 80 Prozent der CNG-Stationen auf 100 Prozent BioCNG/Biomethan umgestellt.