Warum es bei der Einführung von mehr Elektrofahrzeugen vor allem auf das Laden ankommt

Aug 13, 2023

Hier erfahren Sie, was erforderlich ist, um den Ladevorgang zu beschleunigen, von der Batteriechemie bis zur Stromversorgung.

Dieser Artikel stammt aus dem wöchentlichen Klima-Newsletter von The Spark, MIT Technology Review. Um es jeden Mittwoch in Ihrem Posteingang zu erhalten, melden Sie sich hier an.

Als ich zum ersten Mal mit einem Elektrofahrzeug unterwegs war, störte mich das Aufladen nicht sonderlich. Ich war nicht in Eile und es gab einen In-N-Out-Burger in der Nähe des Schnellladegeräts, an dem ich anhielt. Als ich meine Pommes aufgegessen hatte, war das Auto so gut wie startklar.

Aber ein Mensch kann nicht viel Fast Food essen – wenn meine Reise viel länger gewesen wäre und ich mehr als einmal anhalten müsste, hätte sich der Boxenstopp vielleicht nicht ganz so bequem angefühlt. Vor allem, wenn Tankstellen im Vergleich dazu Verbrennungsfahrzeuge in wenigen Minuten wieder auf die Straße bringen können.

Doch das Schnellladen könnte bald noch schneller werden. Letzte Woche kündigte der weltweit größte Hersteller von Elektrofahrzeugbatterien Pläne zur Herstellung neuer Batteriezellen an, die fast doppelt so schnell aufgeladen werden können wie die Konkurrenz. Es könnte eine große Sache sein, wie ich kürzlich in einer Geschichte geschrieben habe.Beim Laden geht es jedoch um mehr als nur um Batterien. Lassen Sie uns also näher auf das Schnellladen eingehen: Warum ist es so wichtig und was ist erforderlich, um die Geschwindigkeit zu erhöhen?

Die Ladegeschwindigkeit sei „sehr wichtig“ für die Einführung von Elektrofahrzeugen, insbesondere da Elektrofahrzeuge auf dem Markt gegenüber benzinbetriebenen Autos an Boden gewinnen, sagt Jiayan Shi, Analyst bei BNEF, einem Energieforschungsunternehmen.

Doch trotz seiner entscheidenden Rolle läuft es beim Laden nicht so gut.Der Mangel an zuverlässiger Ladeinfrastruktur ist eines der Haupthindernisse für die Einführung von Elektrofahrzeugen, nach Angaben der Internationalen Energieagentur.

In vielen Teilen der Welt, darunter auch in großen Elektrofahrzeugmärkten wie den USA und Europa, gibt es immer noch zu wenige Tankstellen. Besonders schwierig ist der Zustand von Schnellladegeräten, die in weniger als 30 Minuten bis zu 80 % der Reichweite eines Fahrzeugs aufladen können.

Nach Angaben der IEA haben die USA ihren Bestand im Jahr 2022 um rund 6.300 Schnellladegeräte erweitert, was einer Gesamtzahl von rund 28.000 entspricht. Das ist eine große Zahl, aber bei weitem nicht genug – bis 2025 muss das Land die Gesamtzahl der installierten Ladegeräte (einschließlich schneller und langsamer Varianten) gegenüber 2022 vervierfachen, um die erwartete Nachfrage aller Elektrofahrzeuge, die auf die Straße kommen, zu decken zu einem Bericht von S&P Global.

In anderen Teilen der Welt läuft es besser. Weltweit wurden im Jahr 2022 etwa 330.000 neue Schnellladegeräte gebaut, und fast das gesamte Wachstum erfolgte in China.

Doch selbst die schnellsten Ladegeräte von heute können den Gang zur Tankstelle noch nicht annähernd mithalten. Einige Unternehmen möchten also nicht nur die Infrastruktur ausbauen und die Ladestationen zuverlässig online halten, sondern auch das Laden noch weiter beschleunigen.

Wie schnell könnte das Laden also wirklich sein? Was ich an den Fortschritten in diesem Bereich interessant finde, ist, dass es sich um eine Art Tanz zwischen Ladegerättechnologie und Batterietechnologie handelt. Sie benötigen beides, um die Ladezeiten überhaupt zu verkürzen.

Nehmen Sie das Supercharger-Netzwerk von Tesla, das etablierteste in den USA. (Ich möchte hier anmerken, dass ich 2016 ein paar Monate lang ein Praktikum bei Tesla gemacht habe, aber heute keine Verbindung zum Unternehmen habe.)

Die heute installierten Tesla-Supercharger erreichen eine Spitzenleistung von 250 Kilowatt. Das geht ziemlich schnell – bei einigen Fahrzeugen kann es in etwa 15 Minuten zu einer Reichweite von 200 Meilen (oder 320 Kilometern) führen.

Die vierte Version der Ladegeräte des Autoherstellers soll mit 350 kW eine höhere maximale Leistung haben. Ein leistungsstärkeres Ladegerät bedeutet jedoch nicht unbedingt eine schnellere Aufladung.Zwar gibt es heute Fahrzeuge auf den Straßen, die mit dieser erhöhten Leistungsstufe laden können, wie zum Beispiel den Lucid Air, Tesla stellt jedoch keine her – zumindest noch nicht.

Die Ladegeschwindigkeit eines Akkus lässt sich nicht ganz so einfach steuern, indem man einfach einen leistungsstärkeren Stecker anschließt. Beim Aufladen einer Batterie bewegen sich im Inneren Lithium-Ionen. Wenn sich Ionen in der Batterie schneller bewegen, als sie beispielsweise in die Elektrode gelangen können, können sie beginnen, sich in Lithiummetall umzuwandeln, was die Kapazität der Batterie schnell zerstört und ihre Lebensdauer verkürzen kann.

Um das Schnellladen in Gang zu bringen, kommt es also sowohl auf die Batteriechemie als auch auf die Ladeinfrastruktur an . Und während sich viele Forschungsbemühungen und Technologieankündigungen auf die Steigerung der Energiedichte konzentrierten – die Energiemenge, die in eine Batterie mit einem bestimmten Gewicht und einer bestimmten Größe gepackt werden kann –, gibt es in letzter Zeit einen zunehmenden Fokus auf die Ladegeschwindigkeit, sagt Kevin Shang, ein Senior Research-Analyst bei Wood Mackenzie, einem Energieberatungsunternehmen.

Hier kommen die neuesten Nachrichten des Batteriegiganten CATL ins Spiel . Das Unternehmen gab letzte Woche bekannt, dass seine Batterien Laderaten bewältigen könnten, die ungefähr dem Doppelten der heutigen von Tesla entsprechen würden.

Es gibt viele Details, die aus dieser ersten Ankündigung noch nicht klar hervorgehen – wir wissen nicht, was diese Batterien kosten werden, wie hoch ihre Energiedichte sein wird oder wie lange sie halten werden. Wenn das Unternehmen jedoch sein Versprechen einhalten kann, diese ultraschnell aufladbaren Batterien Ende dieses Jahres in Massenproduktion herzustellen, könnte dies eine neue Ära für das Laden von Elektrofahrzeugen bedeuten. Schauen Sie sich die Geschichte für alle Details an.

Die USA müssen noch viel mehr Ladegeräte installieren, um von der wachsenden Unterstützung für Elektrofahrzeuge zu profitieren, wie ich Anfang des Jahres schrieb.

In den USA gibt es schon seit Langem Widerstand gegen die Technologie bei Ladegeräten für Elektrofahrzeuge, aber Tesla verschlingt die Konkurrenz und etabliert seine Technologie als eine Art Standard.

Einige Unternehmen glauben immer noch, dass der gänzliche Verzicht auf das Laden und die Entscheidung für einen Batteriewechsel dazu beitragen könnten, mehr Elektrofahrzeuge auf die Straße zu bringen.

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