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Tank- und Ladeinfrastruktur

Auch Elektroautos brauchen „Kraftstoff“. Was für Verbrennungsmotoren die Tankstelle, ist für E-Mobile die Steckdose, Ladesäule oder Wasserstoff-Zapfsäule. Ein ausreichendes und bedarfsgerechtes Angebot an öffentlich zugänglicher Ladeinfrastruktur ist deshalb ein wichtiges Kriterium für die Akzeptanz von Elektromobilität. Ein dichtes Netz an Tank- und Lademöglichkeiten wirkt auch gegen die Befürchtung, mit leerer Batterie oder Wassertoff-Tank liegen zu bleiben.

Als Innovationstreiber fördert Elektromobilität die Implementierung einer neuen Mobilitätskultur und bietet das Potential, insbesondere innerstädtischen Verkehr insgesamt klimafreundlicher, sauberer und leiser zu gestalten. In gewerblichen oder kommunalen Flotten, im ÖPNV und im Individualverkehr leisten Elektrofahrzeuge einen wichtigen Beitrag, um Vorgaben zur Luftreinhaltung zu erreichen und Lebensqualität in städtischen Räumen zu verbessern.

Strom laden

Umsetzung

Handlungs-
leitfaden

Wasserstoff tanken

Von Steckdosen, Ladesäulen, Schnellladung und Wallboxen

Es gibt vielfältige Möglichkeiten die Batterie eines E-Fahrzeugs zu laden:
• Wallboxen: an der Wand montierten Boxen werden extra fürs Laden von E-Fahrzeugen installiert
• hauseigene Elektroinstallationen, z.B. über eine speziell fürs Laden ausgelegte Schuko-Dose
• bereits vorhandene Anschlüsse im (halb-)öffentlichen Raum, z.B. vor dem Supermarkt oder auf Parkplätzen
• Ladesäulen, die eigens für E-Fahrzeuge installiert wurden

Quelle: Handlungsleitfaden Elektromobilität in Flotten

Je nach Zugang und Eigentumsverhältnissen einer Fläche, auf der sich die Tank- oder Ladeinfrastruktur befindet, spricht man von öffentlichem, halböffentlichem oder privatem Raum. In manchen Fällen steht der Zugang allen offen – etwa im öffentlichen Parkraum in Wohngebieten – in anderen Fällen ist er beschränkt, zum Beispiel auf Einsatzfahrzeuge.

Zum privaten Raum gehören private Stellplätze oder Firmenparkplätze, der Zugang ist auf wenige Nutzer beschränkt. Halböffentliche Bereiche sind streng genommen auch privat – etwa Hotels, Supermarktparkplätze oder Tankstellen –, sind aber die meiste Zeit öffentlich zugänglich.

Wo kann Infrastruktur bedarfsgerecht aufgebaut werden?

Wo kann Infrastruktur bedarfsgerecht aufgebaut werden? anzeigen

Das private Laden, in der Garage oder im Carport ist heute die am häufigsten genutzte Form. Das Laden im öffentlichen Raum ist eine Ergänzung dazu, die in der Regel am Zielort nach einer zurückgelegten Strecke genutzt wird.

Für einen bedarfsgerechten Aufbau öffentlicher Lademöglichkeiten ist es wichtig, die Zahl der ankommenden Fahrzeuge (Zielverkehr) und jene der abfahrenden (Quellverkehr) im Blick zu haben.

Zudem sollte Ladeinfrastruktur dort entstehen, wo Elektromobilität Teil eines Mobilitätsmixes ist. So macht eine Ladesäule an ÖPNV-Haltestellen oder in der Nähe von (E)-Carsharing-Angeboten Sinn. Diese Punkte sind in der Regel gut sichtbar und hoch frequentiert.

Das Planungsinstrument SIMONE
hilft ganz praktisch dabei den Bedarf an öffentlich zugängliche Ladeinfrastruktur abzuschätzen.

Eng mit der Standortwahl ist die Entscheidung zur Ladetechnik verknüpft.

Ladetechnik für jeden Anlass

Ladetechnik für jeden Anlass anzeigen

Bei batterieelektrischen Fahrzeugen gibt es drei verschiedene Systemansätze für das Aufladen der Batterien:

  1. Das Laden über ein Kabel,
  2. Der Austausch der Batterie und
  3. Das induktive Laden.

Derzeit ist das Laden über Kabel der Standard. Batterieaustausch und induktives Laden befinden sich in der Erprobungsphase.
Das kabelgebundene Laden ist aktuell aufgrund seiner hohen Verbreitung die mit Abstand wichtigste Ladetechnologie. Die Batterie im Fahrzeug wird immer mit Gleichstrom geladen. Am Ladepunkt kann aber auch Wechselstrom zur Verfügung gestellt werden. Beim Wechselstrom-Laden wandelt ein Ladegerät im Auto den Strom in Gleichstrom um. Beim Gleichstromladen befindet sich das Ladegerät in der Ladesäule. Gleichstromladen ist im Vergleich schneller und ist daher besonders geeignet an Standorten, die in Verbindung mit längeren Distanzen stehen. Für Zwischendurchladen oder das regelmäßige Laden sind Punkte mit einer Verweildauer von 30 Minuten und mehr geeignet. Die Standzeiten ziehen einen Platzbedarf in Form von Parkplätzen mit sich – Ladetechnik und Ladepunkt sind somit eng miteinander verknüpft. Bei der Umsetzung vor Ort ist dies zu bedenken.

Der sogenannte Typ-2-Stecker für die Wechselstromladung und für die Gleichstromladung das sogenannte Combined-Charging-System (CCS) sind die gängigen Steckertypen. Sie sind nach der Ladesäulenverordnung vom März 2016 an jedem Ladepunkt vorzusehen.

Quelle: Handlungsleitfaden Elektromobilität in Flotten

Wie wird abgerechnet?

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Stehen die Ladepunkte im öffentlichen oder halböffentlichen Raum, ist in der Regel eine Authentifizierung des Nutzers nötig. Das heißt, bevor das Ladekabel angeschlossen werden kann, muss sich der Nutzer anmelden.

Die Anmeldung kann dabei zum Beispiel über Funk erfolgen (RFID). Dabei hat der Nutzer in der Regel eine Karte mit einem Funkchip, die er an die Ladesäule halten muss. Der Datenabgleich funktioniert dann automatisch.

Noch einfacher ist die Anmeldung per Powerline-Communication (PLC). Bei dieser Technik werden die Daten über das Ladekabel übertragen, d. h. Auto und Ladesäule kommunizieren direkt miteinander und das Fahrzeug kann über elektronische Zertifikate zugeordnet werden. Für den Nutzer entfällt die Anmeldung, er muss nur das Ladekabel einstecken.

Wie zum Schluss die Abrechnung erfolgt, hängt immer vom jeweiligen Zugang ab. Wenn zum Beispiel die Nutzung einer Säule an den Stromvertrag gekoppelt ist, bekommt der Nutzer eine zu seinem Stromvertrag gehörende RFID-Karte, mit der er sich an den Ladesäulen anmelden kann. Abgerechnet wird dann über die normale Stromrechnung.

Wichtige Kriterien, Akteure und Modellprojekte

Betreiber eines Ladepunktes sind zumeist Energieversorger oder Service-Anbieter, die zwischen Netzbetreiber und Endkunde stehen. Die Broschüre „Genehmigungsprozess der E-Ladeinfrastruktur in Kommunen“ bietet weitere Informationen.

Quelle: Genehmigungsprozess der E-Ladeinfrastruktur in Kommunen

Das lohnt sich: Ladeinfrastruktur trifft Publikum

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Zur Ermittlung eines bedarfsgrechten Aufbaus von Ladeinfrastruktur sind folgende Fragen zu beantworten:

  • Wie viel? (Anzahl der aufzubauenden Infrastruktur)
  • Wo? (Standorte und Verortung)
  • Was? (Welche Technik, bspw. AC oder DC?)
  • Für wen? (Nutzergruppen und Anwenderfälle)
  • Wann? (Zeitlicher Horizont bzw. Zukunftssicherheit)

Verkehrsknotenpunkte und Standorte mit doppeltem Nutzungscharakter wie etwa Supermärkte oder Parkplätze in Büro- und Arbeitsnähe bieten einen kontinuierlichen potentiellen Nutzerstrom und hohe Publikumswirksamkeit. Gerade Orte mit hoher Flächendichte, kurzer Verweildauer aber einer hohen Frequentierung bieten sich für den Aufbau von Schnellladesäulen an. Mit einer geringen Anzahl an Schnelladesäulen wird so eine große Anzahl von Fahrzeugen mit Strom versorgt und eine bedarfsgerechte Infrastruktur in dichten Siedlungsräumen geschaffen.

Große Parkplätze mit hoher Frequentierung aber langer Verweildauer wie etwa halböffentliche Firmen- und Werksparkplätze bieten hingegen ideale Voraussetzungen für die Installation von Normalladesäulen und längere Ladevorgänge.
An Verkehrsknotenpunkten, Bahnhöfen oder etwa Park + Ride Parkplätzen finden Pendler für den Innenstadtverkehr Anschluss an den ÖPNV. Währenddessen können E-Fahrzeuge über einen längeren Zeitraum aufgeladen werden.

Ein Mehrwert für Kommunen: Werden öffentlich zugängliche Parkplätze für Ladeinfrastruktur genutzt, entfällt die Einzelstomabrechnung und der Verwaltungsaufwand ist gering - da Parkplätze meist von Städten, Kommunen und Gemeinden verwaltet werden

Wesentliche Kriterien für die Verortung von Ladeinfrastruktur und Mobilitätspunkten sind aus stadtplanerischer Perspektive vor allem

  • die Nutzungsdauer,
  • die Anzahl potentieller Nutzer,
  • die Anbindung an andere Verkehrsträger und
  • die technischen und räumlichen Gegebenheiten.

Die Checkliste zum Aufbau von Ladeinfrastruktur gibt Tipps zur Standortauswahl und zeigt den Weg im behördlichen Genehmigungsprozess. Das Projekt Masterplan Hamburg zeigt wie eine Analyse von Gebietstypen einer Kommune aussehen kann und hat einen Beurteilungsbogen zur Standorteignung entwickelt.

Das Planungsinstrument SIMONE hilft ganz praktisch dabei den Bedarf an öffentlich zugängliche Ladeinfrastruktur abzuschätzen. Die Broschüre "Öffentliche Ladeinfrastruktur" zeigt dies am Praxisbeispiel.

Das nötige Know-how – Verbündete helfen

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Städte verfügen oftmals nicht über die personellen und finanziellen Ressourcen, ihren Bedarf an Ladeinfrastruktur zu errechnen. Wird der Bedarf durch wissenschaftliche Institutionen ermittelt, treffen die Grenzen des theoretischen Modells auf die Realität in der Kommune. Ein Austausch an der „Schnittstelle Kommune“ ist erforderlich, um die stadtpolitischen Interessen, die Integration in den Stadtraum, etc. zu berücksichtigen.

Bei der Bedarfsermittlung helfen Studien, bspw.:

Zudem gilt es, die Zustimmung der Stadt- und Bezirksvertreter, genau wie die Akzeptanz der Bürger, sicherzustellen. Eine frühzeitige und am konkreten Raum orientierte Bürgerbeteiligung kann bei der Planung einer bedarfsgerechten Ladeinfrastruktur ein Erfolgsfaktor sein.

Die Kosten im Blick

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Neben der Nutzerzahl und Nutzungsdauer gilt es zudem auf den technischen und finanziellen Aufwand für die Installation und den Betrieb der Ladesäulen zu achten. Die Integration der Neuinstallation von Ladesäulen in bestehende Straßen- und Infrastruktursanierungspläne und der Anschluss an existierende Strom- und Telekommunikationsleitungen senken Kosten und spart Zeit.

Schneller laden – Förderinitiative auf Bundesebene

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Die Bunderegierung unterstützt den Aufbau eines bundesweiten Schnellladenetzes. Schnellladesäulen, die das Aufladen der Batterien auf rund 80 Prozent der Gesamtkapazität in weniger als einer halben Stunde ermöglichen, können maßgeblich zu einer weiter steigenden Attraktivität der Elektromobilität beitragen.

Das SLAM-Projekt beschäftigt sich mit dem Aufbau von Schnelladern an Achsen und in Metropolen. Zusätzlich gibt es das Tank& Rast Programm, welches einen Aufbau von Schnelladern an allen 400 Tank& Rast Standorten vorsieht.

300 Millionen Euro fließen zudem über das im Mai 2016 verabschiedete Marktanreizprogramm zur Förderung der Elektromobilität. Bundesweit sollen damit 15.000 Ladesäulen gefördert werden. Das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) erarbeitet die entsprechende Förderrichtlinie "Ladeinfrastruktur Elektrofahrzeuge in Deutschland". Die Fördersumme von 200 Millionen Euro für rund 5.000 Ladestationen geht in den Aufbau öffentlich zugänglicher Schnellladeinfrastruktur (S-LIS) in Metropolen und entlang der Bundesfernstraßen. 100 Millionen Euro werden in den Aufbau öffentlich zugänglicher Normalladeinfrastruktur (N-LIS), also ca. 10.000 Ladestationen, investiert. Unterstützt werden sowohl private Investoren als auch Städte und Gemeinden.

Der Ausbau einer Ladeinfrastruktur in Kommunen ist ein vielschichtiger und sehr individueller Prozess, der stark von den Begebenheiten vor Ort abhängt. Welche Akteure arbeiten in welcher Rolle zusammen, wo sollen Ladepunkte entstehen oder welche kommunalen Konzepte zur Mobilität gibt es bereits?

Bei der Beantwortung dieser und vieler anderer Fragen – bietet die Checkliste Ladeinfrastruktur eine erste Orientierung.

Für Fahrer von Wasserstoff-Fahrzeugen geht es wie gewohnt zur Tankstelle – zur Wasserstoff-Zapfsäule mit Tankstutzen. Der Tankprozess mit Wasserstoff bei Brennstoffzellen-Fahrzeugen gestaltet sich ähnlich wie beim Tanken von Erdgas: In etwa drei Minuten ist der Tank gefüllt. Die Abrechnung erfolgt über eine Karte der Clean Energy Partnership.

Der Leitfaden zum Aufbau von Wasserstoffladeinfrastruktur gibt konkrete Hilfestellungen, um die richtigen Ansprechpartner zu finden und den Genehmigungsprozess reibungslos und effizient durchzuführen.

Im Rahmen der Fortsetzung des Nationalen Innovationsprogramms Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NIP II) sollen bis 2023, parallel zum Fahrzeughochlauf, insgesamt bis zu 400 Wasserstofftankstellen in Deutschland verfügbar sein. Mit der Gründung des branchenübergreifenden Unternehmens H2 Mobility Deutschland hat die Industrie die Weichen für den stufenweisen Ausbau des bundesweiten Wasserstoff-Tankstellennetzes gestellt. Dafür sollen 350 Millionen Euro in die Hand genommen werden.