Mobilität entfesseln: Die Rolle der Ladeinfrastruktur in der EV-Revolution

Die weltweit zunehmenden Bedenken im Zusammenhang mit Umweltzerstörung und globaler Erwärmung haben die zunehmende Verbreitung von Elektrofahrzeugen (EVs) als umweltfreundliche Wahl gefördert. Die rasche Entwicklung bei der Nutzung von EVs erfordert die Entwicklung von biologischen Ladekonzepten, da die EVs je nach den verschiedenen Bedingungen eine begrenzte Reichweite haben. Die unvorhergesehene Situation von EV-Ladestationen wirft verschiedene technische und finanzielle Probleme im Verteilernetz auf. Die verschiedenen technischen Probleme sind die Einspeisung von Oberschwingungen, schlechte Leistungsqualität, große Spannungsschwankungen, Stabilität, Verschlechterung der Zuverlässigkeit usw. Die Planung und das Energiemanagement in Ladestationen sind komplexe Themen, denen ein großer Teil der Anstrengungen von Analysten und politischen Entscheidungsträgern gewidmet wird.

Im Jahr 2020 waren nach einem Jahrzehnt rasanter Entwicklung etwa 10 Millionen Elektroautos auf den Straßen der Welt unterwegs. EVs sind in Bezug auf Umwelt- und Lärmbelästigung von unschätzbarem Wert. Sie haben jedoch auch einige Nachteile, die hauptsächlich mit der Reichweite, der Ladezeit und dem Mangel an Infrastruktur zusammenhängen. Daher müssen sich F&E sowie Vereinbarungen auf die Entwicklung der Batterietechnologie und den Ausbau der Ladeinfrastruktur konzentrieren, um einen effizienten Übergang zur E-Mobilität zu gewährleisten. Frei zugängliche Ladegeräte erreichten weltweit 1,3 Millionen Einheiten im Jahr 2020, davon waren 30 % Schnellladegeräte. Bis 2030 wird es schätzungsweise 14 bis 20 Millionen öffentliche Ladegeräte mit mittlerer Leistung (entsprechend einer installierten Leistung von 100 bis 150 GW) und 2,3 bis 4 Millionen öffentliche Schnellladegeräte (205 bis 360 GW) geben.

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Globales Verkaufsszenario für Elektrofahrzeuge, nach Typ, 2019-21

Trends in der Ladeinfrastruktur

Während der Großteil der Ladeanfragen derzeit durch das Aufladen zu Hause gedeckt wird, werden zunehmend öffentlich zugängliche Ladegeräte benötigt, um den gleichen Komfort und die gleiche Verfügbarkeit wie beim Betanken herkömmlicher Fahrzeuge zu bieten. Insbesondere in dicht besiedelten städtischen Gebieten, in denen der Zugang zum Aufladen zu Hause eingeschränkter ist, ist eine öffentliche Ladeinfrastruktur ein wichtiger Faktor für die EV-Verbreitung. Ende 2022 gab es weltweit 2,7 Millionen öffentliche Ladepunkte, von denen mehr als 900 000 im Jahr 2022 installiert wurden, was einem Anstieg von fast 55 % gegenüber dem Bestand von 2021 entspricht und vergleichbar mit der Wachstumsrate von 50 % vor der Pandemie zwischen 2015 und 2019 ist.

Langsame Ladegeräte: Weltweit wurden im Jahr 2022 mehr als 600000 öffentliche, langsame Ladepunkte installiert, davon 360 000 in China, wodurch der Bestand an langsamen Ladegeräten in diesem Land auf mehr als 1 Million stieg. Ende 2022 befand sich in China mehr als die Hälfte des weltweiten Bestands an öffentlichen, langsamen Ladegeräten.

Europa liegt mit insgesamt 460000 langsamen Ladegeräten im Jahr 2022 an zweiter Stelle, was einem Anstieg von 50 % gegenüber dem Vorjahr entspricht. Die Niederlande sind mit 117 000 führend in Europa, gefolgt von rund 74 000 in Frankreich und 64 000 in Deutschland. Der Bestand an langsamen Ladegeräten in den Vereinigten Staaten stieg im Jahr 2022 um 9 %, die niedrigste Wachstumsrate unter den größten Märkten. In Korea hat sich der Bestand an langsamen Ladegeräten im Jahresvergleich verdoppelt und erreichte 184000 Ladepunkte.

Verfügbare langsame öffentliche Ladegeräte, 2015-2021 (in 000er)

Schnellladegeräte: Öffentlich zugängliche Schnellladegeräte, insbesondere solche, die sich entlang von Autobahnen befinden, ermöglichen längere Fahrten und können die Reichweitenangst beseitigen, die ein Hindernis für die Einführung von EVs darstellt. Wie langsame Ladegeräte bieten auch öffentliche Schnellladegeräte Ladelösungen für Verbraucher, die keinen zuverlässigen Zugang zu privaten Ladestationen haben, und ermöglichen so die EV-Verbreitung in breiteren Bevölkerungsschichten. Die Zahl der Schnellladegeräte stieg im Jahr 2022 weltweit um 330000, wobei der Großteil (fast 90 %) des Wachstums wiederum aus China stammte. Der Ausbau von Schnellladegeräten kompensiert den fehlenden Zugang zu Heimladegeräten in dicht besiedelten Städten und unterstützt Chinas Ziele für einen schnellen EV-Einsatz. China macht insgesamt 760000 Schnellladegeräte aus, aber mehr als 70 % des gesamten öffentlichen Schnellladegerätebestands befinden sich in nur zehn Provinzen.

Da die Zahl der genutzten EVs steigt, entwickeln sich die Ladesysteme unterschiedlich schnell

Verfügbare schnelle öffentliche Ladegeräte, 2015-2021 (in 000er)

Im Jahr 2021 haben sich die Verkäufe mehr als verdoppelt, so dass die Gesamtflotte der Elektroautos auf etwa 16,5 Millionen stieg, was einer Verdreifachung gegenüber dem Bestand im Jahr 2018 entspricht. Gleichzeitig hat sich die Zahl der öffentlich zugänglichen Ladepunkte auf fast 1,8 Millionen verdreifacht. Die derzeitige Dynamik bei den EV-Verkäufen kann nur aufrechterhalten werden, wenn immer größere Teile der Bevölkerung Zugang zu einer bequemen und erschwinglichen Ladeinfrastruktur haben, sowohl zu frei zugänglichen als auch zu privaten Ladegeräten zu Hause und am Arbeitsplatz, neben anderen Zielen. Die Regierungen sollten die Spekulationen weiterhin fördern und die Grenzen für die Einführung der Ladeinfrastruktur einschränken.

Da die Zahl der EVs auf der Straße steigt, kann das Verhältnis von EV zu Ladegerät helfen, die Angemessenheit des Ladenetzes zu beurteilen. Die Ladeleistung (Kilowatt [kW]) pro EV ist eine grundlegende Metrik, da Schnellladegeräte im Vergleich zu langsamen Ladegeräten eine bessere Anzahl von EVs bedienen können. Die angemessene Anzahl von Ladegeräten pro EV hängt von einer Reihe von Variablen ab, darunter: Wohnungsbestand, durchschnittlich zurückgelegte Strecke und Bevölkerungsdichte. PHEV-Kunden benötigen weniger öffentliches Laden als BEVs. Daher ist es nicht unbedeutend, eine angemessene Verfügbarkeitsmetrik zu bestimmen.

Die verschiedenen Entwicklungsstrategien wie Partnerschaften, Akquisitionen, Kooperationen und neue Produkteinführungen mit den neuesten und innovativsten Funktionen fördern das Marktwachstum und bieten den Marktteilnehmern lukrative Wachstumschancen. Zum Beispiel,

· Im Dezember 2021 unterzeichnete US-Präsident Joe Biden das Infrastrukturgesetz im Wert von 1 Billion US-Dollar, das die Ladestationen genehmigen wird. Dieses Gesetz enthält auch Vereinbarungen über einen Fonds von rund 5 Milliarden US-Dollar, der auf die Stärkung des nationalen Ladenetzes ausgerichtet ist.

· Im Dezember 2021 ging Here Technologies eine Kooperation mit Digital Charging Solutions GmbH (DCS) ein. Durch diese Zusammenarbeit wird DCS das Erlebnis von Ladestationen verbessern, die Authentifizierung von Ladevorgängen verbessern und das Buchungserlebnis durch die Bereitstellung von Zahlungs- und Abrechnungsdiensten vereinfachen.

· Im Januar 2022 stellte AmpUp den AmpUp Fleet Manager vor. Dies ist die neue EV-Ladeflottenlösung des Unternehmens, die für Flotten von kleinen bis großen Unternehmen entwickelt wurde.

Steigende Treibstoffbesteuerung auf der ganzen Welt: Die Besteuerung von Treibstoffen kann einen finanziellen Überschuss schaffen, der zur Bereitstellung von Subventionen und Anreizen für die Einführung von EVs und den Ausbau der Ladeinfrastruktur verwendet werden kann. Regierungen können Zuschüsse oder Steuergutschriften an Einzelpersonen, Unternehmen oder Organisationen anbieten, die öffentliche Ladestationen installieren und betreiben. Darüber hinaus kann die Besteuerung mit Vorschriften und Mandaten einhergehen, die vorschreiben, dass ein bestimmter Prozentsatz der Treibstoffsteuereinnahmen für die Ladeinfrastruktur bereitgestellt wird. Dies kann sicherstellen, dass ein Teil der Mittel, die aus traditionellen Treibstoffen eingenommen werden, direkt in die Unterstützung der EV-Ladeinfrastruktur investiert wird.

Treibstoffbesteuerung in (Prozent), nach Ländern, 2023

Herausforderungen

Anzahl der Ladepunkte

Die Prognosen für die Anzahl der EV-Ladepunkte, die im Jahr 2030 benötigt werden, um die Nachfrage nach Massenelektrifizierung zu decken, gehen weit auseinander. Eine Sache, in der sich Experten einig sind, ist, dass die Geschwindigkeit, mit der Ladepunkte installiert werden, in den meisten Ländern zu niedrig ist, um die zukünftige Nachfrage zu decken.

Laut McKinsey müsste die EU-27 bis 2030 von ihren derzeit 340.000 Ladestationen auf geschätzte 3,4 Millionen öffentliche Ladegeräte aufrüsten, um die Anforderungen ihrer zukünftigen EV-Flotte zu erfüllen. Im Durchschnitt müssten von 2021 bis 2030 in der gesamten Europäischen Union 6.000 öffentliche Ladepunkte pro Woche installiert werden. Das bedeutet, dass es noch viel aufzuholen gibt.

Arten von Ladepunkten

Während die überwiegende Mehrheit der EV-Fahrer den Großteil ihres Ladevorgangs über Nacht zu Hause erledigt, werden öffentliche (Schnell-) Ladestationen benötigt, um Langstreckenfahrten zu ermöglichen und diejenigen zu unterstützen, die nicht die Möglichkeit haben, in der Nähe ihres Zuhauses aufzuladen.

Dies erfordert ein breites Netz von DC-Schnellladegeräten. ​​Im Gegensatz zum AC-Laden umgeht das DC-Schnellladen alle Einschränkungen des On-Board-Ladegeräts und der erforderlichen Änderungen und liefert DC-Strom direkt an die Batterie. DC-Schnellladen ist unerlässlich für lange Strecken/Langstreckenfahrten und große Flotten. Es ermöglicht Fahrern, während ihrer Fahrt aufzutanken, anstatt über Nacht oder viele Stunden lang geparkt zu sein, um eine vollständige Aufladung zu erreichen. Darüber hinaus müssen die Ladestationen ein ausreichend intelligentes Laden und eine Vehicle-to-Grid-Fähigkeit bieten.

Knappheit an Schlüsselmaterialien

Die Herstellung von Computerchips und EV-Batterien ist bereits ein Problem, das voraussichtlich noch viele Jahre andauern wird. Die jüngsten globalen Notfälle haben die Chip- und Batterieherstellungskapazität behindert. Aufgrund von Störungen in der Lieferkette haben sich die Kosten für Schlüsselmaterialien um mehr als 20 Prozent erhöht. Es wird erwartet, dass anhaltende geopolitische Turbulenzen und Arbeitskräftebeschränkungen die Materialversorgung langfristig verhindern werden.

Marktanalyse

Laut UnivDatos hält Europa den zweitgrößten Anteil weltweit. Einer der wichtigsten Faktoren ist das Bestreben der Europäischen Union (EU), die Treibhausgasemissionen zu reduzieren und Klimaziele zu erreichen. Infolgedessen haben viele europäische Länder Richtlinien umgesetzt, um die Nutzung von EVs zu fördern, wie z. B. Gebührenbefreiungen, Subventionen und kostenlose Ladestationen. Beispielsweise sind in Norwegen Elektroautos von den hohen Gebühren befreit, die auf Benzin- und Dieselfahrzeuge erhoben werden, wodurch sie erschwinglicher sind als herkömmliche Autos. Darüber hinaus ist die wachsende Verbreitung von EV-Batterien in Europa die Zunahme der Ladeinfrastruktur. In den letzten Jahren hat die Zahl der Ladestationen in ganz Europa erheblich zugenommen, was es EV-Besitzern erleichtert, ihre Fahrzeuge aufzuladen. So verfügen die Niederlande beispielsweise über eines der dichtesten Ladenetze der Welt mit über 60.000 verfügbaren Ladepunkten.

Darüber hinaus deutet der Bericht auch darauf hin, dass die Verfügbarkeit von öffentlichen EV-Ladestationen für den Kauf von Elektrofahrzeugen auf der ganzen Welt von entscheidender Bedeutung ist. Aufgrund der wachsenden Anzahl von EV-Kunden installiert die Region Asien-Pazifik weiterhin öffentliche Ladestationen in rasantem Tempo, insbesondere in China, Indien und Südkorea. Diese Nationen setzen Vereinbarungen um, die die Nutzung von Elektrofahrzeugen durch die Bereitstellung von Subventionen und die Senkung der Steuern fördern. Sie fördern auch das Wachstum von EV-Herstellern und verwandten Branchen, indem sie Zuschüsse gewähren oder Präferenzrichtlinien für EV-bezogene Unternehmen erlassen, damit diese schneller expandieren können. Es wird erwartet, dass eine unaufhaltsame Steigerung des Wirtschaftswachstums, der Urbanisierung, der Reisenachfrage und der gestiegenen Investitionen in die Elektromobilität zur Energieleistung und zur natürlichen Aufrechterhaltung zum Wachstum des öffentlichen Ladestationssegments beitragen werden.

Fazit

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die rasche Entwicklung bei der Nutzung von EVs die Entwicklung von biologischen Ladekonzepten erfordert, da die EVs je nach den verschiedenen Bedingungen eine begrenzte Reichweite haben. Die unvorhergesehene Situation von EV-Ladestationen wirft verschiedene technische und finanzielle Probleme im Verteilernetz auf. Da die Zahl der EVs auf der Straße steigt, kann das Verhältnis von EV zu Ladegerät helfen, die Angemessenheit des Ladenetzes zu beurteilen. Die verschiedenen Entwicklungsstrategien wie Partnerschaften, Akquisitionen, Kooperationen und neue Produkteinführungen mit den neuesten und innovativsten Funktionen fördern das Marktwachstum und bieten den Marktteilnehmern lukrative Wachstumschancen. Aufgrund der wachsenden Anzahl von EV-Kunden installiert die Region Asien-Pazifik weiterhin öffentliche Ladestationen in rasantem Tempo, insbesondere in China, Indien und Südkorea. Sie fördern auch das Wachstum von EV-Herstellern und verwandten Branchen, indem sie Zuschüsse gewähren oder Präferenzrichtlinien für EV-bezogene Unternehmen erlassen, damit diese schneller expandieren können.