Schnellladung für Elektro-Fahrzeuge?
Batteriekiller oder zwangsläufige Begleitmaßnahme der "Neuen CO2 freien Mobilität" fürs Jahr 2050? - Eine Ansichtssache von Roland Dimai
Nachdem wir im Bundesverband nachhaltige Mobilität) bereits vor kurzem die Heimladung an normalen, elektrotechnisch einwandfrei und gegebenen Falls überprüften Schuko-(Haushaltssteck-)Dosen präferiert haben, wollen wir dieser Ladevariante nun das Schnellladen im öffentlichen Raum mit elektrotechnischen Fakten gegenüber stellen. So sollte ein besseres Verständnis der Grenzen in technischer und finanzieller Hinsicht möglich sein, um eine fundierte Meinungsbildung zu befeuern.
Grundlagenwissen:
1. Dem Autor ist KEIN Batteriezellenhersteller bekannt, welcher nicht der Aussage zustimmt, dass eine Schnellladung seiner Zellen die Alterung derselben in jedem Fall beschleunigen würde bzw. der das Gegenteil schriftlich bestätigt.Für Fahrzeughersteller sind die Zellen immer Zukaufsprodukte. So wird dieser Alterungsumstand in Aussagen wie, einmal Schnelladen pro Tag ist erlaubt (?), ohne die Garantiebedingungen zu verletzen oder, wollen Sie Schnellladen, falls ja, stimmen sie einer vorzeitigen Alterung des Akkus zu, beschrieben.
Der geneigte Konsument erkennt nun sofort, dass es einfach den Wert seines E-Fahrzeuges mindert, wenn die Schnellladung als Standardvorgang immer durchführt wird.
2. Was passiert bei einer Schnellladung? Nun, durch die Steigerung des Innenwiderstandes der Zellen erwärmen sich dieselben. Temperaturen über 55 °C sind für moderne, Lithium- Technologie basierte, Akkus ein starker Beschleuniger der Alterung. Daher muss gekühlt werden.
Was bedeutet kühlen? Nichts anderes als Abführen der Energie, die vorher mühsam über den Lader in den Akku gebracht wurde. Dies geschieht mit beträchtlichem Energieaufwand, da die Klimaanlage für den Akku bei manchen E-Auto-Herstellern heute eine zwangsläufige Realität ist. Im Klartext kann konstatiert werden: Je schneller Zellen geladen werden, desto weniger Elektrizität nehmen die Batterien auf (wandeln diese in chemische Energie um) und desto mehr muss "weggekühlt" werden.
Somit fällt die Effizienz mit dem Grad der Schnellladung und erhöht sicher den Energieverbrauch pro 100 km und damit auch den CO2 Ausstoß in g/km.
Klar ist auch, dass selbst ein perfektes Klimamanagement der Zellen, deren schnellladebedingtes Alterungsverhalten nur verlangsamt, nicht aber verhindert. Die Zellen werden nur außen und nicht im Kern oder am Separator gekühlt. D. h. innen passiert die Alterung, egal wie die Kühlung arbeitet.
Dem Autor wurde der Effekt von einem Zellenhersteller so umschrieben:
‘Stellen sie sich einen engen Durchgang (Separatorfolie für Li+ Ionen) vor. Es können immer mehr Leute und immer schneller durchhuschen, bis es so eng wird, dass von den Seiten beginnend, der Personenfluss sich verlangsamt bis am Ende eine vollkommene Verstopfung entstanden ist und keiner mehr durchgehen kann. Die Leute bekommen Panik und es wird heiß, weil sie sich gegenseitig reiben und es kommt zu chaotischen Verhältnissen!’
Natürlich kann der Konsument dann diese "weggekühlte" Energie nicht mehr verfahren! Auch am Ladegerät entstehen Verluste- je schneller geladen wird, desto wärmer wird dieses. Somit kommt nur mehr ein verringerter Teil überhaupt beim Fahrzeug an, wenn mehr Leistung zum Laden bereitgestellt wird.
3. Macht das Schnellladen Sinn:
Ja, es gibt wirklich Anwendungen, die die erhöhte Alterungsrate rechtfertigen, der der Nutzen für die Umwelt der eingesetzten Fahrzeuge diesen Aufwand rechtfertigt.Beispiel 1: Taxidienste - z.B. Airport-Driver von Schwechat nach Wien: Die Fahrzeuge sollten rund um die Uhr im Dauereinsatz bzw. verfügbar sein, um mit den E-Autos beispielsweise die Feinstaubproblematik in Wien zu mindern. Um die Fahrzeuge die ganze Zeit in Einsatz zu haben, ist eine Schnellladung sinnvoll- denn Zeit kosten Geld und die Fahrer können nicht stundenlang auf eine Aufladung warten. Hier könnte möglicherweise ein bemerkenswertes Pilotprojekt in Wien gestartet werden. Bei diesem Einsatz der Fahrzeuge ist eine Schnellladung für Testzwecke eine ausgezeichnete Idee.
Beispiel 2: An den Autobahnraststätten um die Ballungszentren ist ein Schnellladenetz sicher sinnvoll, um die Reichweite von z.B. MiEV2 und LEAF zu erhöhen und somit weitere Kundenschichten anzusprechen, die aber diese Schnellladung nur in Ausnahmefällen nutzen sollten. (98% aller Fahrten in Österreich sind unter 100 km!). Damit wäre die Reichweitendebatte gelöst- denn dann fällt das hie und da einmal Schnellladen bei der Fahrzeugbatterielebensdauer nicht gravierend in Gewicht.
4. Kosten der Schnellladung netzseitig:
Wegen der benötigten Leistung von mindestens 50 kW ist meist eine Direktanbindung an eine Trafo notwendig. Ergo, Grabarbeiten können sehr teuer werden. Die Schnellladestationen kosten zwischen a 25 000 und
a 50 000 pro Stück. Es kann von Gesamtkosten von a 40 000 a 70 000 pro Schnelllademöglichkeit ausgegangen werden. Somit sind diese erst ab einem geschätzten E-Autoanteil von 20 - 30% rentabel. Daher sollte jetzt erst mal gezeigt werden, dass elektrisch fahren geht, und die Gelder in die Anschaffung von E-Auto gesteckt werden.
Abschließend: Schnellladung muss getestet und für spezielle Bereiche angeboten werden, jedoch im Sinne der Energieeffizienz müssen die Konsumenten darüber informiert sein, dass die Schnellladung die zweitbeste Lösung ist und sogar eine Energie- und Geldverschwendung bedeutet, wenn es keinen konkreten Bedarf dafür gibt.
Es macht keinen Sinn einen A++ Kühlschrank zu betreiben, die Standby Geräte abzuschalten, um dann aber das E-Auto unnötig über Nacht, während man schläft, schnell zu laden.
Auch hier ist der Gesetzgeber als Lenkungsorgan gefordert, Maßnahmen zu setzen, die, im Sinne der Energieeffizienzanstrengungen der EU, das Schnellladen als notwendige Ausnahmemöglichkeit qualifizieren. Denn das großflächige Schnellladen würde Unmengen an wertvollem grünem Strom in Abwärme verwandeln.
Der Autor ist Präsidiumsmitglied des Bundesverbandes Nachhaltige Mobilität Österreich, Geschäftsführer der ReffCon GmbH, eines Beratungsunternehmens für nachhaltige Mobilität und Lehrgangsentwickler- und Koordinator des E-Mobility Management MBA an der Donau Universität Krems.
GastautorIn: Roland Dimai MBA, M.E.S, MA für oekonews.
Artikel Online geschaltet von: / Doris Holler /