«Wir brauchen sehr viel mehr Slow Charger»

An der Tagung Energiezukunft dreht sich in diesem Jahr alles um die Infrastruktur für die E-Mobilität. Ein Gespräch mit Prof. Dr. Franz Baumgartner zu vollelektrischen Stadtbussen, privaten Ladestationen und welche Rolle der künftige Erdölpreis bei der Entwicklung spielt.

Eine effiziente und CO2-neutrale Mobilität, ist das überhaupt möglich?

Franz Baumgartner: Der Trend geht hin zu mehr Elektrizitätsanwendungen, auch im Verkehr. Im letzten Jahr betrug etwa in der Schweiz der Anteil an reinen Elektro-PKWs bei den Neuzulassungen bereits über 8%. Das ist eine Verdoppelung in nur zwei Jahren und wird sich bis nächsten Jahres nochmals verdoppelt haben.

Eine CO2-neutrale Mobilität ist nicht nur möglich, sondern es ist der gangbare Weg,  den die fortschrittlichsten Länder bereits eingeschlagen haben. Nicht nur Norwegen, sogar in der grössten Volkswirtschaft der Welt, der USA, hat der neue Präsident Biden die Elektromobilität als Schlüssel erkannt. In der Schweiz ist die Elektromobilität eine Ergänzung zum bereits erfolgreich elektrifizierten öffentlichen Verkehr.

Was für einen Beitrag kann der öffentliche Verkehr leisten?

Aktuell ersetzen Schweizer Städte zunehmend ihre Dieselbusse durch Elektrobusse. Winterthur oder Zürich nutzen schon lange elektrische Buse – allerdings handelt es sich um Trolleybusse mit Oberleitungen. Die Stadt Shenzhen in China hat bewiesen, dass es auch anders geht. Sie haben ihre Stadtbusse vollständig elektrifiziert und besitzen nun die grösste elektrische Busflotte der Welt mit 16'500 Exemplaren, weil sie wirtschaftlicher wie Dieselbusse sind. Ich bin überzeugt, dass dies auch bei uns in Europa die Zukunft des Busverkehrs sein wird.

An der Tagung Energiezukunft zeigt das Beispiel Schaffhausen, wie so ein Transformationsprozess gehen kann. Die Stadt hat im Sommer 2020 je einen Solo- und einen Gelenkbus getestet und wird nun bis 2022 weitere 13 Elektrobusse in Betrieb nehmen. Gleichzeitig wird sie die Ladeinfrastruktur installieren. In einer zweiten Etappe sollen dann bis zum Jahr 2027 alle Busse durch die neuen Elektrobusse ersetzt werden. Schaffhausen hat gezeigt, wie man Investitionen in Ladeinfrastruktur und Elektrobusse zielführend tätigen kann – ein spannendes Beispiel und viele weitere Schweizer Regionen werden folgen.

 

Welche Rolle spielt die private Ladeinfrastruktur für Elektroautos?

Man muss sich immer vor Augen führen, dass ein durchschnittlicher PKW 23 Stunden am Tag steht. Das Auto ist ein Batteriespeicher, der auch bidirektional funktionieren kann: Tagsüber kann der Solarstrom im Auto gespeichert werden und in der Nacht dem Haus zu Verfügung gestellt werden oder aber auch tagsüber kurz das Netz stützen. Das eröffnet neue Möglichkeiten in der Vernetzung und in der autonomen Energieversorgung. Es gibt heute bereits kommerzielle Photovoltaiklösungen, bei der Ladestation den Energieaustausch mit der Solaranlage und mit der stationären Batterie im Gebäude gesteuert werden.

Was bringt das dem Einfamilienhausbesitzer? Wieso soll er hier investieren?

Der Wille, unabhängig zu sein, aber gleichzeitig das globale Klima im Auge behalten, treibt die meisten Käufer und führt so nicht nur zur Solaranlage auf dem Dach, sondern auch zum Elektroauto, das auch dort geladen wird. Vielleicht wäre es heute in vielen Fällen günstiger direkt mit dem Netzstrom zu laden, aber die Rechnung muss erst nach zwei Jahrzehnten gemacht werden und den dann gültigen Netzt Stromkosten. Die aktuellen Investionskosten können also nur mit Blick in die Zukunft bewertet werden, dies gilt für das solarbetriebene Elektroauto wie für den elektrischen Stadtbus. Wer weiss, welche zusätzlichen steuerlichen Abgaben wir ab 2030 mit Recht auf fossilen Brennstoffen sehen werden

Heute gibt es kaum einen Einfamilienhaus-Neubau ohne PV-Anlage und Wärmepumpe. Ich glaube, in fünf Jahren gibt es kaum einen Neubau ohne Ladeinfrastruktur für Elektroautos und stationäre Batterie im Keller.

Gibt es genug Potenzial für Solaranlagen, um Elektrofahrzeuge zu laden?

Unsere Dachflächen werden natürlich irgendwann begrenzt sein – und der Energiebedarf für Wärmepumpen und den täglichen Konsum müssen gedeckt werden, wenn die Kernkraftwerke dereinst abgestellt werden. Der Run auf die Dachflächen ist jetzt schon da. Wir brauchen also kostengünstige, nachhaltige und auch optisch ansprechende Wege, um Infrastrukturflächen energetisch zu nutzen. Eine mögliche Lösung, die auch an der Energiezukunft-Tagung vorgestellt wird, stammt von der Schweizer Firma DHP Technologies: ein Solarfaltdachsystem, das beispielsweise über Parkplätzen wie bei der Kornbergbahn im Appenzell oder eine Abwasserreinigungsanlage aufgespannt werden kann. Wenn es windet oder schneit, wird es automatisch eingefahren. Das ist eine clevere Lösung, da so relativ wenig stabiles Konstruktionsmaterial nötig ist wie bei einem stationären Dach, dass auch Stürmen standhalten muss und ein elegantes leichtes Erscheinungsbild auch auf urbanen Plätzen liefert

Wie können wir sicherstellen, dass tatsächlich hauptsächlich überschüssiger erneuerbarer Strom genützt wird und nicht etwa importierter Atom- oder gar Kohlestrom?

Am besten können wir das beeinflussen, indem wir den lokal produzierten Strom genau in der Sekunde nutzen, wenn er erzeugt wird – damit sparen wir die Speicherkosten. Das heisst, direkt Elektroauto zu laden, wenn die Sonne scheint. Das bedeutet, wir brauchen sehr viel mehr Ladeinfrastuktur. Nicht unbedingt viele Schnelladestationen mit zwei oder dreistelligen Kilowatt Leistungen – die braucht es eigentlich nur für Durchreisende. Für den Alltag braucht es eine clevere Lösung flächendeckendes Slow Charging. Das entspricht eher der Leistung eines Toasters, aber für viele Stunden und muss aber nicht unbedingt per Stecker erfolgen – auch kabellose Lösungen gibt es bereits, mit denen die Batterie induktiv geladen wird. Auch über diese wireless charging Lösungen wird bei unserer Tagung berichtet.

Welche Rolle spielt Wasserstoff bei den künftigen Fahrzeugantrieben?

Eine Herausforderung ist hier die Tankinfrastruktur: Eine neue Wasserstofftankstelle kostet rund eine Million – eine Stromtankstelle für die eigene Garage ist um den Faktor tausend geringer. Bei PKWs sind die Marktverhältnisse deutlich: Die Autokonzerne haben sich für die nächsten zehn Jahre klar auf Elektrofahrzeuge ausgerichtet. Bei den Lastfahrzeugen hingegen setzt zum Beispiel Daimler stark auf Wasserstoff, gerade für längere Distanzen.

Grüner Wasserstoff muss da steht mit dabei sein, damit die Nachhaltigkeit gewährleistet ist. Bei unserer Tagung stellt LIMECO die erste industrielle Power to Gas Erzeugung von Wasserstoff in der Schweiz vor.

Um diese komplexe Energieinfrastruktur der Zukunft zum Laufen zu bringen, braucht es zahlreiche Fachkräfte – etwa in den Bereichen Erneuerbare Energieerzeugung, Leistungselektronik, Batterien, Wasserstoff, elektrisches Know-How. Für die Bildung der nächsten Generation sind das wichtige Aspekte Dieses Jahrzehnt wird da die grössten Wachstumsraten für diesen Energiewandel zeigen, eine tolle Chance für die Jungen.

 

Zur Person

Prof. Dr. Franz Baumgartner ist Studiengangleiter für Energie- und Umwelttechnik an der ZHAW SoE in Winterthur und seit einem viertel Jahrhundert Dozent für Erneuerbare Energien und Elektronik mit Schwerpunkt Photovoltaik-Systeme.

 

Tagung Energiezukunft

Mehr zum Thema «Infrastruktur für die Mobilität» erfahren Sie an der Fachveranstaltung Energiezukunft 2021 am 18. Mai. Sie wirft bewusst einen Blick auf die Herausforderungen, die zwingenden Massnahmen und die Notwendigkeit, wie Infrastruktur mit erneuerbaren Energiequellen für den rasant steigenden E-Mobilitätsbedarf zukünftig bereitgestellt werden muss.

Weitere Informationen und Anmeldung:

https://www.electrosuisse.ch/de/tagung/energiezukunft/

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