Damit E-Mobile mobil bleiben

Optimierte Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge


Ich will es gleich zu Anfang gestehen: So sehr ich die zunehmende E-Mobilität begrüße, so sehr hänge ich gedanklich noch in klassischen Verhaltensmustern fest: Auf dem Weg von München nach Hamburg benötige ich einen Tankstopp von 10 Minuten, und wo ich tanke, ist relativ egal, Treibstoff gibt es ja überall.

andreas160578/Pixabay.com
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Wie wird das in Zukunft sein? Die Planung einer längeren Fahrt wird anderen Gesetzmäßigkeiten unterliegen, ein Zwischenhalt wird fester Bestandteil des Fahrtverlaufs bei der Nutzung von einem elektrisch angetriebenen Kfz. Und die Verfügbarkeit von Ladestationen wird sich an die Erwartungshaltung der Fahrer eines E-Autos anpassen müssen. Denn auch wenn die Einsicht immer mehr wächst, dass es Alternativen zu den bisherigen Mobilitätskonzepten geben muss, so ist der Anspruch an neue Lösungen doch relativ hoch.

Lücken erkennen, Ladestruktur optimieren

Der Bedarf an Ladestationen wächst also. Doch wie lassen sich neue Standorte ermitteln, auf welcher Basis lassen sich Lücken im Versorgungsnetz erkennen? Als Informationsquelle drängen sich dazu natürlich in erster Linie Verkehrsmengen und -ströme auf, und damit sind wir sofort bei PTV Validate Deutschland, einem der größten zusammenhängenden Verkehrsmodelle der Welt. In der Ausgabe 2/2018 haben wir ausführlich darüber berichtet und auch schon kurz das Thema E-Mobilität angerissen. Das möchten wir mit diesem Beitrag noch vertiefen.

Ein Standard-E-Fahrzeug kann an sogenannten Schnellladern, die häufig an Autobahntankstellen zu finden sind, innerhalb von 30 Minuten aufgeladen werden – ein Vorgang, der allerdings nicht unbedingt empfohlen wird. Batterieoptimierte Ladezyklen alle 100 bis 150 km sind schonender und fallen dann in ihrer Ladedauer auch eher in die Kategorie »Kaffeepause«.

Auf der Basis von PTV Validate gilt es nun, Versorgungslücken zu erkennen, die sich entlang von Routen ergeben. Die Verkehrsplanungssoftware PTV Visum ermöglicht routenbasierte Analysen für Standortbewertungen. Neu entwickelt wurde ein Tool, das potenzielle Standorte für E-Ladestationen bewertet. Basis für die Bewertung ist dabei nicht nur die Verkehrsmenge, die sich an einem Standort ergibt, es wird auch berücksichtigt, ob die vorbeifahrenden Fahrzeuge schon an bereits existierenden E-Ladestationen vorbeikommen.

Die Analyse des Testgebiets Hessen ergab, dass bereits bei nur 10 mit Ladestationen ausgerüsteten Tankstellen bereits 50% aller Langstreckenfahrten von E-Fahrzeugen abgedeckt werden können.

Testgebiet Hessen

Wie viele Langstreckenfahrten fallen an, bei denen ein Fahrzeug unterwegs aufgeladen werden muss? Und in welcher Reihenfolge müssen die Ladestationen errichtet werden, um schnell so viele Langstreckenfahrten wie möglich abzudecken und gleichzeitig die Anzahl so gering wie möglich zu halten?

Basierend auf dieser Fragestellung zeigte eine Analyse des Testgebietes »Bundesland Hessen« ein interessantes Ergebnis: Nur zehn Standorte entlang hessischer Autobahnen müssen mit Ladestationen ausgestattet werden, um schon 50% aller Langstreckenfahrten mit E-Fahrzeugen absolvieren zu können.

Wie kam man zu dem Ergebnis? Grundlage für die Kalkulation war ein Schwellenwert für die Wegelänge von etwa 70 km. Damit ergaben sich laut Validate-Modell in Hessen insgesamt 38.388 Langstrecken­fahrten pro Werktag für Fahrzeuge, die potenziell unterwegs eine Aufladung benötigen. Als mögliche Standorte flossen die 54 hessischen Autobahntankstellen in die Analyse mit ein.

Bis hin zur »Peak-Hour«

Das Tool hat in Abhängigkeit der Routenverläufe der knapp 40.000 Fahrten Standorte für Ladestationen ermittelt. Wie in der Abbildung zu sehen ist, sind bereits mit zehn Standorten mehr als 50 % dieser Langstreckenfahrten abgedeckt, und bereits bei 25 Standorten liegt die Abdeckung höher als 90 %. Aber die Auswertungsmöglichkeiten gehen noch weiter: Über eine Modellanalyse ließe sich auch ermitteln, welche Kapazitäten die Ladestationen haben müssten, um den prognostizierten Bedarf an Ladevorgängen zu erfüllen. Und da PTV-Validate auch Daten über die Verteilung der Verkehrsbelastung im Tagesverlauf liefert, wären auch Aussagen über die Anforderungen in der 24-Stunden-Analyse möglich – bis hin zum Maximalbedarf an Ladestationen und Stromkapazitäten, die zur Bewältigung der Nachfrage in Spitzenzeiten erforderlich sind.

Der Anteil der E-Fahrzeuge am Gesamtverkehrsaufkommen wird wachsen, nicht zuletzt durch die erklärten Klimaziele der Politik. Die aufgezeigten Analysemöglichkeiten helfen, den wachsenden Bedarf an E-Ladestationen zu ermitteln und sinnvoll zu steuern. Und werden helfen, eingefahrene Verhaltensmuster aufzubrechen. Und mal ehrlich – kleine Pausen auf dem Weg nach Hamburg sind nicht nur vernünftig, sie tragen auch zur Entschleunigung bei. Und motivieren vielleicht, das ein oder andere Mal auf die Bahn umzusteigen.