Die Markthochlauf der Elektromobilität in Deutschland ist, wie in kaum einem anderen europäischen Land, so stark von dem Ausbau der öffentlich Ladeinfrastruktur abhängig. Denn nirgends in der Europäischen Union wohnen mehr Menschen zur Miete wie hier. Zusätzlich wohnen nur 41 Prozent der Deutschen in Eigenheimen, bei denen die Installation einer Wallbox oft einfacher ist als in einer Wohnung. Nur 14 Prozent der Menschen in Europa wohnen in Ländern mit einer niedrigeren Quote. Für die Elektromobilität bedeutet dies, dass hier besonders viele Menschen auf öffentliche Ladestationen angewiesen sind. Und genau hier hakt es leider an vielen Orten.
Abbildung 1 zeigt die aktuell in Deutschland verfügbaren Ladestationen für Elektroautos. Dabei zeigt sich recht klar: Wer in den Ballungsräumen Berlin, Hamburg, NRW, Rhein-Main-Gebiet und Teilen Süddeutschlands wohnt, hat Glück. Hier ist die Dichte an Ladestationen so hoch, dass die nächste Station meist nicht weit entfernt ist. Viel schwieriger sieht es allerdings in ländlicheren Gebieten und in den nördlichen und östlichen Bundesländern aus: In ganz Mecklenburg-Vorpommern teilen sich 1,6 Millionen Personen 322 Ladestationen – ungefähr ähnlich viele wie in Köln mit 315 Stationen und einer Bevölkerung von 1 Millionen.
Zwar wohnen in Mecklenburg-Vorpommern mehr Menschen in Eigenheimen und können sich somit leichter eine private Wallbox installieren, aber für den Durchbruch der Elektromobilität ist ein Minimalnetz an öffentlicher Ladeinfrastruktur in der Fläche notwendig. Eine Ladestation pro 72 km² ist dabei sicherlich zu wenig – besonders mit Blick auf den Ostseetourismus und der Anreise mit einem Elektroauto. Auch Sachsen-Anhalt, Thüringen und Brandenburg sind mit jeweils 500 bis 600 Ladestationen nicht gut versorgt. Zum Vergleich: In Bayern existieren etwa doppelt so viele Lademöglichkeiten wie in den drei zuvor genannten Bundesländern zusammen. Dabei ist die Bevölkerungsgröße in beiden Regionen etwa gleich. Auch im Saarland ist die Dichte an Nachlademöglichkeiten nicht besonders hoch.
Der Mangel an Ladestationen ist für viele ein Grund, zumindest noch nicht auf die Elektromobilität umzusteigen. Spätestens mit dem gerade in Planung befindlichen europaweitem Verbot von Neuverkäufen von Autos mit Verbrennungsmotor entsteht aber eine große Herausforderung für Bürgerinnen und Bürger, in Regionen ohne ausreichende öffentliche Ladeinfrastruktur. Erschwerend kommt hinzu, dass zum Beispiel in Sachsen und Mecklenburg-Vorpommern sowie in allen Großstädten der Anteil von selbstgenutzten Eigentumswohnungen deutlich unter dem bundesdeutschen Schnitt liegt und somit die Installation einer eigenen Ladeinfrastruktur schwierig ist. Aus diesen Überlegungen ergeben sich zwei zentrale Fragen:
- Woher kommt der Mangel an öffentlicher Ladeinfrastruktur?
- Und: Was kann man dagegen tun?
Abbildung 1: Öffentliche Ladestationen in Deutschland (Bundesnetzagentur.de, Stand 08.06.2022). Rot sind Schnellladeeinrichtungen.
Woher kommt der Mangel?
Öffentliche Ladeinfrastruktur wird von privaten Unternehmen oder Stadtwerken errichtet und muss sich somit unter Anrechnung möglicher staatlicher Zuschüsse finanziell rentieren. Dafür ist eine ausreichende Auslastung der Ladesäulen notwendig, um ausreichend Umsatz zu generieren, der die hohen Investitionen ausgleichen kann. Die linke Karte in Abbildung 2 zeigt dazu eine Auswertung der jährlichen Nutzungsstunden der Ladepunkte pro Kreis beziehungsweise kreisfreier Stadt. Auffällig ist, dass es eine starke Korrelation zwischen den Regionen gibt, in denen Ladestationen wenig genutzt werden und denen, wo wenige Ladestationen vorhanden sind (siehe Abbildung 1). Die Unternehmen haben also bisher nach Marktlogik alles richtiggemacht und sich auf die attraktiven Regionen fokussiert. Ladeinfrastruktur muss aber auch dort sein, wo sich ein wirtschaftlicher Betrieb nicht darstellen lässt. Diesem Grundsatz haben wir ganz selbstverständlich beim Straßenbau oder auch dem Stromnetz im ländlichen Raum immer Rechnung getragen.
Die rechte Grafik in Abbildung 2 zeigt wiederum unsere kürzlich als Studie veröffentlichte Einschätzung darüber, wie attraktiv der zusätzliche Zubau je nach Region wäre. Auch hier zeigt sich, dass unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten weiterhin der Zubau in Regionen empfohlen wird, die schon heute a) über viele Ladestationen verfügen und b) in denen man schon heute eine hohe Auslastung erwarten kann.
Abbildung 2: Durchschnittliche jährliche Belegungsdauer von Ladepunkten nach Kreis in Stunden pro Jahr (links, Quelle) und Attraktivität als Standort für neue Ladestationen (rechts, Quelle). Dunklere Farben bedeuten, dass in einem Landkreis mehr Stunden pro Jahr ein Fahrzeug lädt (links) bzw. eine neue Ladestation auf Basis der direkten Umgebung mehr Umsatz erwarten wird (rechts).
Bleibt die Frage nach fundamentalen Treibern. In den Analysen, die Abbildung 2 zugrunde liegen, hat sich gezeigt, dass wichtige Treiber eine hohe Bevölkerungsdichte sowie das Vorhandensein von beispielsweise urbanen Zentren oder Carsharing-Anbietern sind. Die genannten Faktoren erzeugen Orte, an denen viele Menschen und Fahrzeuge über den Zeitraum einiger Stunden parken, was genau für die Nachladung eines Fahrzeugs reicht. Diese Faktoren zeigen sich auch in Abbildung 3, die eine Abschätzung darüber darstellt, welche Regionen innerhalb der Stadt Köln attraktiv sind. Ladestationen könnten demnach wirtschaftlich im Stadtkern sowie in vereinzelten Zentren im Umfeld errichtet werden. E-Auto-Besitzende aus dem Umland können dabei die Infrastruktur im Stadtkern nutzen, auch wenn keine Station in unmittelbarer Nähe ist. Problematisch wird es aber, wenn kein solches Zentrum im unmittelbaren Umkreis vorhanden ist. Gesamtsystemisch ist es genau hier notwendig, dass wir flächendeckend die Elektromobilität ermöglichen und keine weißen Flecken auf der Landkarte verbleiben, auch wenn die einzelne Ladestation nicht wirtschaftlich zu betreiben ist.
Abbildung 3: Attraktivität verschiedener Standorte für Ladeinfrastruktur in Köln (Quelle). Gelbe Farben zeigen an, dass ein Ladepunkt voraussichtlich für einen Großteil der Zeit belegt wäre. Weitere Karten sind hier verfügbar.
Wie kann der Mangel behoben werden?
Prinzipiell kann der regionale Mangel durch drei Varianten behoben werden:
- Kompensation fehlender Einnahmen durch Förderung
- Errichtung von Schnellladern an zentralen Orten
- Co-Nutzung privater Ladeinfrastruktur
Alle drei Varianten möchten wir einmal kurz beschreiben.
Kompensation fehlender Einnahmen durch Förderung
Ein naheliegender Ansatz zur Behebung des Problems ist, die fehlenden Einnahmen durch eine Förderung aus der öffentlichen Hand zu kompensieren. Dieser Ansatz wurde durch großzügige Subvention der Installationskosten durch den Bund bisher in Deutschland gefahren. Herausfordernd bei diesem Ansatz ist, sinnvolle Orte zu definieren, da man zwar Standorte fördern möchte, die systemisch relevant sind, aber trotzdem niedrige Umsätze erwarten lassen – gerade mit Blick auf ein Gleichbehandlungsgebot und Kosteneffizienz kein leichtes Unterfangen. Dass dieser Ansatz das Problem nicht vollständig lösen kann, zeigt sich nicht zuletzt auch an der aktuellen Situation.
Errichtung von Schnellladern an zentralen Orten
Schnellladestationen haben den Vorteil, dass der Ladevorgang meist unter einer halben Stunde dauert. Hier würde Nutzer*innen zugemutet, dass diese während des Ladevorgangs in der Nähe warten oder kurzfristiges tun wie einen Kaffee trinken oder einkaufen. Dadurch lassen sich die Standorte auf den Verkehrsfluss hin optimieren. Dieser Gedanke steht hinter dem Deutschlandnetz – einem Netzwerk von 1.000 Schnellladehubs in Deutschland, wobei der nächstliegende quasi von überall aus in maximal 10 Minuten erreicht werden kann. Problematisch ist, dass aktuell nur Premiumfahrzeuge über eine ausreichend schnelle Ladeleistung verfügen. Klein- und Kleinstwagen gehen im wahrsten Sinne des Wortes leer aus.
Co-Nutzung privater Ladeinfrastruktur
Zwar gibt es kein Register für private Ladeinfrastruktur, aber alleine die KfW hat bereits 600.000 Wallboxen bezuschusst. Insgesamt dürfte die Zahl die Millionenmarke erreicht haben. Zum Vergleich: Die Bundesnetzagentur meldet „nur“ etwa 60.000 öffentlich zugängliche Ladepunkte. Wenn es möglich wäre, private Ladepunkte auch für Dritte zugänglich zu machen, wäre der Mangel an Ladeinfrastruktur nahezu überall passé. Auf lokaler Ebene könnten Ladepunkte in einer Nachbarschaft geteilt werden oder Betriebe ihre Infrastruktur zugänglich machen, wenn die eigenen Fahrzeuge in Benutzung sind. Organisatorisch ist diese Vision jedoch sehr herausfordernd: Wie kann Sicherheit gewährleistet werden, wenn unbekannte Dritte auf das eigene Privatgelände fahren? Wie können solche Prozesse effizient abgerechnet werden? Wie sieht es steuerlich aus? …
Keine der drei Optionen ist perfekt und vermutlich werden wir auf eine Kombination setzen müssen. Dennoch lohnt es sich, innovative Ideen zu verfolgen, um nicht ungesteuerten Zubau zu erzeugen. Denn dieser ist im Zweifelsfall teuer und verhindert eine faire Teilhabe aller.
Über die Autoren
Christopher Hecht ist Wissenschaftlicher Mitarbeiter am gleichen Lehrstuhl. Seine Forschung konzentriert sich auf die Interaktion von Elektrofahrzeugen und dem Stromnetz mit besonderem Fokus auf die Nutzung von öffentlicher Ladeinfrastruktur.
Jan Figgener ist Abteilungsleiter am Lehrstuhl für Elektrochemische Energiewandlung und Speichersystemtechnik der RWTH Aachen und unterstützt Accure Battery Intelligence bei Analysen rund um den Batteriespeichermarkt. Seine Forschungsschwerpunkte sind die Markt- und Technologieentwicklung, die Netzintegration und die Alterung von Batteriespeichern.
Dirk Uwe Sauer leitet den Lehrstuhl für Elektrochemische Energiewandlung und Speichersystemtechnik der RWTH Aachen und ist seit fast 30 Jahren im Bereich Batterien und Energiesysteme aktiv. Zusammen mit einem Team von 70 Angestellten fokussiert er sich auf Themen beginnend mit den elektrochemischen Prozessen in einer Batteriezelle bis zur Analyse ganzer Energiesysteme. Im Bereich der Batteriealterung werden verschiedene Modelle, Post-Mortem-Analysen, datengetriebene Methoden und vieles mehr genutzt, um die Nutzungsdauer und Sicherheit von Batterien zu erhöhen.
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Man kann sicherlich aufzählen wie viele öffentliche Ladesäulen jedes Bundesland hat. Zum Ladesäulennetz gehört aber auch immer die Anzahl der betriebenen E-Autos in diesem Land. Aldi Süd z.B investiert sehr viel in diese Infrastruktur und Aldi Nord tut nichts. Wenn nur zwei E-Autos am Tag vorbeikommen, dann rechnet sich die Säule halt nicht. Laut meinem Wissen sind 880000 private Wallboxen mit 900 € gefördert worden. Das Programm für Betriebe läuft ja immer noch, so dass sicherlich mit dem Altbestand schon 1,5 Millionen Wallboxen insgesamt installiert sind. Das Parkhäuser, Tiefgaragen und Mieter Stellplätze verpflichtend ausgebaut werden müssen, fehlt noch. Mit einem entsprechenden Lastmanagement und eventuell einem Speicher lassen sich auch energieschwache Hausanschlüsse optimal versorgen.
Gute Studie und ich kann vieles Nachvollziehen. Allerdings bin ich die Argumentation leid, das der zögernde Wechsel zur E-Mobilität angeblich an der unzureichenden Ladeinfrastruktur liegen soll. Wer schon einmal versucht hat E-Fahrzeug zeitnah zu erwerben ist stark in der Auswahl (Lieferzeiten) eingeschränkt. Die Ankündigung der Zuschussreduzierung ab 2023 wird da nicht hilfreich sein. Kann man doch bei einem E-Fahrzeug kaum den Preis verhandeln. Entweder man nimmt es zum Listenpreis minus Prämie oder lässt es. Und das bei Preisen für einen Kleinwagen > 30.000€ ist einfach finanziell für einen Großteil der Gesellschaft zu teuer – zumindest im Vergleich zu den aktuellen Alternativen mit Verbrennungsmotoren.
Ein Problem beim weiteren Zubau von Ladestationen wird leider nicht erwähnt: In Mehrfamilienhäusern mit verschiedenen Wohnungseigentümern wird der Einbau einer Wallbox in der eigenen Garage in der gemeinsamen Tiefgarage z. B. durch die Auflage verhindert, dass der einzelne Garageneigentümer zunächst die Infrastruktur (intelligentes Lastmanagement) für die gesamte Eigentümergemeinschaft in Höhe von mehreren Tausend Euro vorfinanzieren soll. Obwohl der Einbau einer Ladestation gemäß WEG-Novelle als privilegierte Baumaßnahme eigentlich nicht abgelehnt werden darf, wird so die Installation einer Wallbox in der Einzelgarage blockiert.
Faszinierend. Was wäre mit Ladeinfrastruktur auf öffentlichen Parkplätzen, in Parkhäusern, an Einkaufzentren und beim Arbeitgeber? Mietwohnung hin oder her. Viele Autos stehen tagsüber gute 8h auf einem Firmenparkplatz und das fast täglich. Ebenso beim Shopping, selbst mit 20-30kW DC in einer 1-2stündigen Shoppingstour oder Kino oder Essengehen wäre das meiste erschlagen. Tagsüber zu laden wäre bei erneuerbaren Energien so oder so sinnvoller. (Und am liebsten würde ich auf einem großen Parkplatz unter einer PV-Anlage laden anstatt mein Auto in der prallen Sonne stehen zu haben, aber das ist wohl schon zu viel…)
Autobahnen: Da ist noch Luft nach oben und vermutlich das meiste Geld zu verdienen. Der Ausbau wird immer besser. Wo vor einigen Jahren noch eine einsame Säule stand, sind heute oftmals schon 6+ moderne Hypercharger. Es wird also. Ziel: Der User braucht keine App mehr, um den nächsten Lagepunkt zu finden. Es gibt einfach an jeder Raststätte etc. genug. Was für ein Traum.
Einkaufen: Hier ist imho viel Alltagspotenzial. Aber warum sollte das EKZ oder der Shop/Supermarkt das tun? Aus Nächstenliebe kaum. Eine Mischung aus Förderung und sanftem „Zwang“ wäre hier schön. Beim Einkaufen macht das Laden mit am meisten Sinn, für alle und jeden. Hier wird gleichzeitig leider oft sehr gutes PV-Potenzial einfach brach liegen gelassen. Eine „Strafsteuer“ auf ungenutzte Flächen ist vielleicht eine gar nicht so schlechte Idee. Kein Landwirt würde gute Flächen einfach liegen lassen. Aber bei den Dächern sind viele im Kopf irgendwie nicht so weit, dass sie die Ressource darin erkennen. Irgendwann, vielleicht, mal sehen…. und die Jahre vergehen.
Unternehmen: Ähnlich wie Shopping, sehr viel Luft nach oben. Hier liegt mit ein Schlüssel für den Alltagserfolg. Es muss einfach so viele Ladepunkte geben, dass man sich als Arbeitnehmer dort immer anstecken kann. Und nicht nur um einmal schöne grüne Marketing-Slogans rauszuhauen, sondern wirklich ganz ehrlich und selbstverständlich. Das muss wirklich nicht kostenlos sein – darum geht das gar nicht. In diesem Bereich passiert fast nichts, wenn ich so meine Runden drehe sowohl privat als auch geschäftlich. Nicht selten hat eine Firma mit 500 und mehr Parkplätzen dann 1 bis 4 Ladepunkte. Das ist halt blöd. Warum sollte der Arbeitgeber weiter in diesen Bereich investieren? Weil er ein guter Mensch ist? Unwahrscheinlich. Homo Ökonomicus muss hier zuschlagen. Reizwort „Quote“. Wenn es freiwillig nicht funktioniert, muss man eben versuchen nachzuhelfen. Zu wenig Ladepunkte pro Anzahl Stellplätze = x €. Das versteht dann jeder sehr einfach und schnell.
Freizeit/Urlaub: Es wird besser. Aber viel zu oft wird noch der Ladepunkt als grünes Marketing verstanden und der Punkt der einfach normalen Infrastruktur etwas übersehen. Da fährt man ans Meer (touristische Hochburg in S-H) und die einzige Ladesäule hat eine Begrenzung von 2 Stunden mit Parkscheibe… das ist ja eine ganz tolle Idee. Vorschlag: Keine teuren Hypercharger auf Touristenparkplätzen, sondern kleinere AC-Punkte, dafür anstelle von 1 Säule dann 10+. Und so ein Blödsinn lassen wir die Parkbegrenzung. Das kann man über den kWh-Preis bzw. Ladepauschale alles gleich mit regeln (ich will echt nicht noch ein separates Parkticket dann am anderen Ende des Parkplatzes ziehen müssen – muss das denn sein?). Hier entscheiden offensichtlich viele Menschen, die von der Materie wenig Plan haben. Löblich im Grundsatz, aber in der Umsetzung oftmals unfreiwillig komisch.
Das Ziel kann doch nur die absolute „Normalität“ von verfügbaren und zugänglichen Ladepunkten sein. Wenn die Apps dazu nicht gebraucht werden (und eine vernünftige Nutzungsfreiheit besteht), dann ist das Ziel erreicht.