Ladestation mit Restaurant und Läden: So könnte die Zukunft der E-Mobilität aussehen.
Foto: Lapp

Ladetechnik

E-Mobilität: DC-Energy-Hubs als Ladestation der Zukunft

In Bayern entsteht die weltweit größte Ladestation für Elektroautos. Das neuartige Konzept könnte die E-Mobilität einen großen Schritt weiter bringen.

Es ist ein visionäres Projekt, das derzeit in Zusmarshausen bei Augsburg (Deutschland) umgesetzt wird und die Herausforderungen der E-Mobilität in Angriff nimmt: die größte Ladestation für Elektroautos weltweit.
„Die Deutschen müssten viel mehr Mut haben in neue Technologien zu investieren. Mit der erhöhten Förderung von Elektrofahrzeugen in Deutschland erhoffe ich mir, dass die Elektromobilität als wichtiger Teil der Energiewende endlich stimuliert und beschleunigt wird“, sagt Frank Steinbacher, Geschäftsführer und Gesellschafter von der eLoaded GmbH und Steinbacher-Consult. Er ist Ideengeber und Planer des Sortimo Innovationsparks Zusmarshausen. Bauherr und Investor ist die Sortimo Innovationspark Zusmarshausen GmbH in Zusmarshausen, Marktführer für Fahrzeugeinrichtungen und mobile Transportlösungen.

Regionaler Strom für Elektromobilisten

Der Sortimo Innovationspark Zusmarshausen befindet sich direkt an der Autobahn A 8 zwischen München und Stuttgart. Dort demonstrieren die beiden Unternehmen, was in Sachen elektromobiles Laden technisch möglich ist. Der Innovationspark verfügt über 144 Ladepunkte, davon sind 24 als „Supra-Schnelllader“ mit einer Leistung von bis zur 420 Kilowatt (kW) vorgesehen. „Der Standort ist als ein DC-Energie-Hub geplant, der möglichst schnell, effizient und vor allem regional erzeugten Strom und Leistung an den Elektromobilisten bringen soll“, erklärt Planer Frank Steinbacher.

Ultraschnell täglich bis zu 4.000 Autos aufladen

Für solche Schnelllader gibt es aktuell zwar noch keine Fahrzeuge, die so viel Power nutzen, das ist noch Zukunftsmusik. Für alle anderen Elektroautos, die heute schon auf unseren Straßen unterwegs sind, gibt es 120 weitere DC-Schnelllader. Mit 140 kW im ersten Ausbauschritt übertreffen sie marktübliche Standards für die Akkufüllung bereits jetzt: Etwa 45 Minuten dauert das Laden.
„Bei uns können täglich bis zu 4.000 Autos aufgeladen werden“, rechnet Steinbacher vor: „Das entspricht aufs Jahr gerechnet einer Fahrleistung von über 400 Millionen Kilometern“.
Dies ist jedoch nur der erste Schritt: Durch ihr modulares Aufbau- und Stromversorgungskonzept sind sie ohne weitere Infrastruktureingriffe erweiterbar auf 280kW. Neue technische Lösungen lassen die Bauform für einen 140-kW-Ladepunkt auf die Größe eines derzeitigen Langsamladers mit 22kW Leistung schrumpfen.

Nicht nur eine Ladestation, sondern ein Erlebnis

Der Sortimo Innovationspark Zusmarshausen soll Ende 2020 in Betrieb genommen werden. Aber das ist noch nicht alles: Neben Restaurant und Café, kleinen Läden, Büros im ersten Bauabschnitt ist weiterhin Platz für elektroaffine Betriebe und Wirkungsstätten für Forschung und Innovation. Jeder sollte die Zeit während des Ladens so optimal wie möglich nutzen können, auch ein kleiner Spaziergang in den renaturierten Rothauen ist möglich.
„Ganz oder gar nicht“, nennt Sortimo-Geschäftsführer Klaus Emler sein Motto. Das Unternehmen investiert im ersten Schritt einen zweistelligen Millionenbetrag. Die weitere Entwicklung des Areals hängt auch davon ab, wie sich die Elektromobilität entwickelt. Die Zahlen sind vielversprechend. Im Januar 2020 lag der Bestand an Stromern in Deutschland bei rund 136.600 Fahrzeuge, 53.000 Einheiten mehr als im Jahr zuvor. Allerding liegt der prozentuale Anteil an Elektroautos erst bei 3,4 Prozent (Stand März 2020).

Für Sortimo könnte sich die Investition bald amortisieren

Der Ladepark wird für den eigenen Fuhrpark und den Fuhrpark von Kunden genutzt. Dazu zählt auch der ÖPNV. Noch in diesem Jahr geht die erste E-Schnellbusroute zwischen Zusmarshausen und der Stadt Augsburg an den Start. Der Energiebezug im Fahrplan wird dynamisch auf die tagesaktuelle erneuerbare regionale Erzeugung angepasst. Betreiber brauchen somit keinen Depotstandort und kostenintensives Laden in der Nachtstunde. Auch für den Individualverkehr steht der Ladepark zu Verfügung. Und je mehr Elektroautos unterwegs sind, desto größer die Ladenachfrage und desto schneller amortisiert sich so ein Projekt.

Eine DC-Sonderleitung von Lapp

Bei Sortimo lädt man selbstverständlich erneuerbaren Strom, vor allem aus einer regionalen Photovoltaikanlage. Und bei Bedarf kommt zusätzlich Strom aus der Wasserkraft. Das Besondere am Standort – die Energieverteilung ist über ein DC-Versorgungsnetz aufgebaut. Im Bereich Gleichstrom hat Frank Steinbacher Lapp mit ins Boot geholt. Der Unternehmen ist Pionier in Sachen Gleichstrom. Für das innovative Projekt hat Lapp eine DC-Sonderleitung entwickelt, mit der auch kurzfristig größere Leistung möglich ist und womit parallel die Wärmeentwicklung in der Leitung kontrolliert werden kann. „Lapp ist nicht nur ein Partner mit regionaler Nähe, sondern er bietet uns auch Systemgröße. Durch seine weltweite Aufstellung und dem Willen stets Innovationsführer zu sein, können wir mit Lapp sicher weiter wachsen“, erklärt Steinbacher.

Darum Gleichstrom statt Wechselstrom

Die Nutzung von Gleichstrom spielt bei den Projekten von Frank Steinbacher eine zentrale Rolle. „Wir wollen nicht mehr in der AC-Welt, sondern in der DC-Welt denken. Durch diese Umstellung sind allein 20-25 Prozent Einsparung bei der Energieeffizienz möglich“, betont Steinbacher. Der Grund: Photovoltaik- und Windkraftanlagen sind reine DC-Erzeuger. Der Weg zum Endnutzer wiederum wird bisher ganz klassisch über Wechselstrom (AC) abgewickelt. Moderne Geräte wie das Smartphone, aber auch LEDs oder die Produktionsmaschine in der Fabrik werden aber wieder mit Gleichstrom gesteuert. Durch diesen zweifachen Wechsel entstehen große Wandlungsverluste, ganz abgesehen von den hohen Verlusten die auf der Niederstromseite durch die Energieverteilung entstehen.

Eine rundum optimierte Ladestation

Im Sortimo Innovationspark Zusmarshausen wird die Energieverteilung exakt auf den Ladebetrieb abgestimmt. Das ausgeklügelte Energiemanagement hat aber nicht nur die Ladeprozesse im Blick, sondern auch die unmittelbar angebundene Produktion – nur so kann ein kosteneffizienter Betrieb zwischen Strommenge und Leistung realisiert werden.
Den Schwerpunkt legt Frank Steinbacher auf die Reduzierung der Betriebskosten und eine multifunktionale Nutzung von Infrastruktur. Steinbacher ist davon überzeugt, „wer Energie und die damit verbundene Infrastruktur möglichst vielseitig und flexibel nutzen kann, realisiert erhebliche finanzielle Vorteile gegenüber Insellösungen. Die Kapazität des Sortimo Innovationsparks Zusmarshausen erspart etwa 30 Millionen Liter Kraftstoff und 60.000 Tonnen klimaschädliches Kohlendioxid (CO2) pro Jahr allein auf Grund der darüber abwickelbaren Mobilität.

Die E-Mobilität ist ein wichtiger Baustein für die Energiewende

Frank Steinbacher, der sich schon im Studium für das Thema Leistungselektronik spezialisiert und mit Kollegen der Universität Innsbruck die eLoaded GmbH gegründet hat, denkt visionär. „Wir müssen deutlich nachhaltiger werden.“ Statt die Überproduktion an Strom zu verschenken, könnten E-Autos, E-Busse und E-LKWs als gezielt eingetakteter Abnehmer dienen. „Der Nutzer muss in zeitlichen Einklang mit der erneuerbaren Erzeugung gebracht werden – ohne dass er es groß merkt. Das System lenkt ihn zum optimalen Strombezug. Das ist alles technisch längst möglich“, betont Steinbacher und appelliert „Wir brauchen nur den Mut neu zu denken. Die Elektromobilität ist ein wichtiger Baustein für die Energiewende.“