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

Die weltweit wachsenden Bedenken im Zusammenhang mit Umweltzerstörung und globaler Erwärmung haben die Infiltration von Elektrofahrzeugen (EVs) als umweltfreundliche Wahl in der Werbung verstärkt. Die rasche Entwicklung bei der Nutzung von Elektrofahrzeugen erfordert die Entwicklung biologischer Ladekonzepte, da die Reichweite von Elektrofahrzeugen je nach den verschiedenen Bedingungen begrenzt ist. Die unvorhergesehene Situation von Ladestationen für Elektrofahrzeuge wirft verschiedene technische und finanzielle Fragen innerhalb des Vertriebsnetzes auf. Die verschiedenen technischen Probleme sind das Einbringen von Obertönen, schlechte Leistungsqualität, große Spannungsschwankungen, Stabilität, Beeinträchtigung der Zuverlässigkeit usw. Die Planung und das Energiemanagement in Ladestationen sind komplexe Themen, bei denen Forscher und politische Entscheidungsträger viel Aufwand betreiben.

Im Jahr 2020 waren nach einem Jahrzehnt rasanter Entwicklung rund 10 Millionen Elektroautos auf den Straßen der Welt unterwegs. Elektrofahrzeuge sind in Bezug auf Umwelt- und Lärmbelastung 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 Forschung und Entwicklung sowie Vereinbarungen auf die Verbesserung der Batterietechnologie und die Entwicklung von Ladesystemen konzentrieren, um einen effizienten Übergang zur Elektromobilität zu gewährleisten. Öffentlich zugängliche Ladegeräte erreichten 2020 weltweit 1,3 Millionen Einheiten, davon 30 % Schnellladegeräte. Bis 2030 wird geschätzt, dass es 14 bis 20 Millionen öffentliche Normalladegeräte (entsprechend einer installierten Leistung von 100 bis 150 GW) und 2,3 bis 4 Millionen öffentliche Schnellladegeräte (205 bis 360 GW) geben wird.

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Globales Verkaufsszenario für Elektrofahrzeuge, nach Typ, 2019-21

Trends in der Ladeinfrastruktur

Während der Großteil des Ladebedarfs 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 gewährleisten. Insbesondere in dicht besiedelten städtischen Gebieten, in denen der Zugang zum Aufladen zu Hause eingeschränkter ist, ist die öffentliche Ladeinfrastruktur ein wichtiger Faktor für die Verbreitung von Elektrofahrzeugen. 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 und einer ähnlichen Wachstumsrate von 50 % vor der Pandemie zwischen 2015 und 2019 entspricht.

Langsame Ladegeräte: Weltweit wurden im Jahr 2022 mehr als 600.000 öffentliche Normalladepunkte installiert, davon 360.000 in China, wodurch der Bestand an Normalladegeräten in diesem Land auf über 1 Million anstieg. Ende 2022 beherbergte China mehr als die Hälfte des weltweiten Bestands an öffentlichen Normalladegeräten.

Europa liegt mit insgesamt 460.000 Normalladegeräten im Jahr 2022 an zweiter Stelle, was einem Anstieg von 50 % gegenüber dem Vorjahr entspricht. Die Niederlande sind mit 117.000 Ladegeräten führend in Europa, gefolgt von rund 74.000 in Frankreich und 64.000 in Deutschland. Der Bestand an Normalladegeräten in den Vereinigten Staaten stieg im Jahr 2022 um 9 %, die niedrigste Wachstumsrate unter den wichtigsten Märkten. In Korea hat sich der Bestand an Normalladegeräten im Jahresvergleich verdoppelt und erreicht 184.000 Ladepunkte.

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

Schnellladegeräte: Öffentlich zugängliche Schnellladegeräte, insbesondere solche, die sich entlang von Autobahnen befinden, ermöglichen längere Fahrten und können die Reichweitenangst, ein Hindernis für die Verbreitung von Elektrofahrzeugen, beseitigen. Wie Normalladegeräte bieten auch öffentliche Schnellladegeräte Ladelösungen für Verbraucher, die keinen zuverlässigen Zugang zum privaten Laden haben, wodurch die Verbreitung von Elektrofahrzeugen in breiteren Bevölkerungsschichten ermöglicht wird. Die Anzahl der Schnellladegeräte stieg im Jahr 2022 weltweit um 330.000, wobei der Großteil (fast 90 %) des Wachstums erneut aus China kam. Die Anordnung von Schnellladegeräten kompensiert den Mangel an Zugang zu Ladegeräten zu Hause in dicht besiedelten Städten und unterstützt Chinas Ziele für einen raschen Einsatz von Elektrofahrzeugen. China macht insgesamt 760.000 Schnellladegeräte aus, aber mehr als 70 % des gesamten Bestands an öffentlichen Schnellladegeräten befinden sich nur in zehn Provinzen.

Da die Anzahl der Elektrofahrzeuge im Einsatz steigt, entwickeln sich die Ladesysteme unterschiedlich schnell

Verfügbare öffentliche Schnellladegeräte, 2015-2021 (in 000)

Im Jahr 2021 hat sich der Umsatz mehr als verdoppelt, so dass die Gesamtflotte der Elektroautos auf rund 16,5 Millionen anstieg, was einer Verdreifachung gegenüber dem Bestand im Jahr 2018 entspricht. Gleichzeitig hat sich die Anzahl der öffentlich zugänglichen Ladepunkte auf fast 1,8 Millionen verdreifacht. Die derzeitige Dynamik beim Verkauf von Elektrofahrzeugen 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 weiterhin Investitionen fördern und Hindernisse für die Einführung der Ladeinfrastruktur abbauen.

Da die Anzahl der Elektrofahrzeuge auf den Straßen steigt, kann das Verhältnis von Elektrofahrzeugen zu Ladegeräten dazu beitragen, die Angemessenheit des Ladenetzes zu beurteilen. Die Ladeleistung (Kilowatt [kW]) pro Elektrofahrzeug ist eine grundlegende Kennzahl, da Schnellladegeräte im Vergleich zu Normalladegeräten eine größere Anzahl von Elektrofahrzeugen bedienen können. Die angemessene Anzahl von Ladegeräten pro Elektrofahrzeug hängt von einer Reihe von Variablen ab, darunter: Wohnungsbestand, durchschnittlich zurückgelegte Entfernung und Bevölkerungsdichte. PHEV-Kunden benötigen weniger öffentliches Laden als BEVs. Daher ist es nicht trivial, 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 in Höhe von 1 Billion US-Dollar, das die Ladestationen genehmigen wird. Dieses Gesetz sieht auch Vereinbarungen über rund 5 Milliarden US-Dollar vor, die auf die Stärkung des nationalen Ladenetzes abzielen.

· Im Dezember 2021 ging Here Technologies eine Zusammenarbeit mit der Digital Charging Solutions GmbH (DCS) ein. Durch diese Zusammenarbeit wird DCS die Erfahrung von Ladestationen verbessern, die Authentifizierung von Ladevorgängen verbessern und die Buchungserfahrung 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 kleine bis große Flotten entwickelt wurde.

Wachsende Kraftstoffbesteuerung auf der ganzen Welt: Die Besteuerung von Kraftstoffen kann einen finanziellen Überschuss schaffen, der verwendet werden kann, um Subventionen und Anreize für die Einführung von Elektrofahrzeugen und den Aufbau einer Ladeinfrastruktur bereitzustellen. Regierungen können Einzelpersonen, Unternehmen oder Organisationen, die öffentliche Ladestationen installieren und betreiben, Zuschüsse oder Steuergutschriften gewähren. Darüber hinaus kann die Besteuerung mit Vorschriften und Mandaten einhergehen, die vorschreiben, dass ein bestimmter Prozentsatz der Kraftstoffsteuereinnahmen für die Ladeinfrastruktur bereitgestellt wird. Dies kann sicherstellen, dass ein Teil der aus traditionellen Kraftstoffen eingenommenen Gelder direkt in die Unterstützung der EV-Ladeinfrastruktur investiert wird.

Kraftstoffbesteuerung in (Prozent), nach Land, 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. Ein Punkt, in dem sich die Experten einig sind, ist, dass die Geschwindigkeit, mit der Ladepunkte installiert werden, in den meisten Ländern zu gering ist, um die zukünftige Nachfrage zu decken.

Laut McKinsey müsste die EU-27 bis 2030 von ihren derzeit 340.000 Ladestationen auf die geschätzten 3,4 Millionen öffentlichen Ladegeräte aufrüsten, die erforderlich sind, um die Bedürfnisse ihrer zukünftigen EV-Flotte zu decken. 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 größten Teil ihres Ladevorgangs über Nacht zu Hause durchführt, sind öffentliche (Schnell-)Ladepunkte erforderlich, um Langstreckenfahrten zu ermöglichen und diejenigen zu unterstützen, die nicht die Möglichkeit haben, in der Nähe ihres Zuhauses zu laden.

Dies erfordert ein breites Angebot an DC-Schnellladegeräten. Im Gegensatz zum AC-Laden umgeht das DC-Schnellladen alle Einschränkungen des On-Board-Ladegeräts und die erforderliche Änderung, indem es DC-Strom direkt an die Batterie liefert. Das DC-Schnellladen ist unerlässlich für hohe Laufleistungen/Langstreckenfahrten und große Flotten. Es ermöglicht es Fahrern, während ihrer Reise Strom zu tanken, anstatt über Nacht oder für viele Stunden für eine vollständige Ladung anzuhalten. Darüber hinaus müssen Ladestationen ausreichend intelligentes Laden und Vehicle-to-Grid-Fähigkeiten bieten.

Mangel an wichtigen Materialien

Die Herstellung von Computerchips und EV-Batterien ist bereits ein Problem, das voraussichtlich noch viele Jahre andauern wird. Jüngste globale Notfälle haben die Kapazität zur Herstellung von Chips und Batterien behindert. Infolge von Störungen in der Lieferkette sind die Kosten für wichtige Materialien um mehr als 20 Prozent gestiegen. Es wird erwartet, dass anhaltende geopolitische Turbulenzen und Arbeitskräftebeschränkungen die Materialversorgung langfristig behindern werden.

Marktanalyse

Laut UnivDatos hält Europa den zweitgrößten Anteil weltweit. Einer der wichtigsten Faktoren ist das Bestreben der Europäischen Union (EU), die Treibhausgasemissionen zu senken und die Klimaziele zu erreichen. Infolgedessen haben viele europäische Länder Maßnahmen ergriffen, um den Einsatz von Elektrofahrzeugen zu fördern, wie z. B. Steuererleichterungen, Subventionen und kostenlose Ladestationen. In Norwegen beispielsweise sind Elektroautos von den hohen Steuern auf Benzin- und Dieselfahrzeuge befreit, was sie erschwinglicher macht 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 legt der Bericht nahe, dass die Verfügbarkeit öffentlicher 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 Gewährung von Subventionen und die Senkung von Steuern fördern. Sie fördern auch das Wachstum von EV-Herstellern und verwandten Industrien, indem sie Zuschüsse gewähren oder Präferenzrichtlinien für EV-bezogene Unternehmen erlassen, damit diese schneller expandieren können. Ein unaufhaltsamer Anstieg des Wirtschaftswachstums, der Urbanisierung, der Reisenachfrage und erhöhte Investitionen in die Elektromobilität zur Förderung der Energiekapazität und der natürlichen Unterstützung werden voraussichtlich das Wachstum des Segments der öffentlichen Ladestationen befeuern.

Fazit

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die rasche Entwicklung bei der Nutzung von Elektrofahrzeugen die Entwicklung biologischer Ladekonzepte erfordert, da die Reichweite von Elektrofahrzeugen je nach den verschiedenen Bedingungen begrenzt ist. Die unvorhergesehene Situation von Ladestationen für Elektrofahrzeuge wirft verschiedene technische und finanzielle Fragen innerhalb des Vertriebsnetzes auf. Da die Anzahl der Elektrofahrzeuge auf den Straßen steigt, kann das Verhältnis von Elektrofahrzeugen zu Ladegeräten dazu beitragen, 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 Industrien, indem sie Zuschüsse gewähren oder Präferenzrichtlinien für EV-bezogene Unternehmen erlassen, damit diese schneller expandieren können.