Mein Elektroauto

(31.05.2011)

Die Fahrer von Elektroautos haben wie die Fahrer von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren ganz individuelle Bedürfnisse, ein neues System soll die Anforderungen mit denen eines Energieversorgers in Einklang bringen. Das neue System nennt sich Navender und wurde vom Institut für Transportation Design (ITD) der Hochschule für Bildende Künste Braunschweig im Rahmen des vom Bundeswirtschafts- und Bundesumweltministerium geförderten Forschungsprojekts ,,GridSurfer” entwickelt.

Die interaktive Benutzeroberfläche des Navender soll die Termin- und Routenplanung bei der Fahrt mit dem Elektroauto kombinieren und im Hintergrund das Energiemanagement im Zusammenspiel mit dem Energieanbieter EWE übernehmen. Der Nutzer gibt dabei lediglich Orte und Zeiten seiner geplanten Fahrten an. Wird das Elektrofahrzeug abgestellt, wird es umgehend wieder mit dem Stromnetz verbunden (manuell via Kabel oder später per Induktion). Auf diese Weise profitieren beide Seiten vom Vehicle-to-Grid-Konzept (V2G): Die Standzeiten des Elektroauto können vom Energieanbieter optimal für die Speicherung beziehungsweise Rückspeisung von Energie genutzt werden. Dennoch soll die Fahrzeugbatterie immer ausreichend geladen sein, um Autofahrern die gewünschte Mobilität zu garantieren. Der Navender erlaubt dabei auch flexible Lösungen wie einen zeitlich begrenzten V2G-Blocker oder das Bereitstellen von zielunabhängigen Reichweiten im Kurzstreckenbereich. Die Eingabe von Reservekilometern sichert eine Grundreichweite des Elektroauto.

Der Navender befindet sich bereits in der praktischen Erprobung. Im Elektroauto E3 eingesetzt, wird er von ausgewählten Nutzern in der Region Oldenburg im Alltagstest getestet und bewertet. Voraussichtlich Ende 2011 liegen die Ergebnisse vor. Die Frage bleibt, ob die Fahrer von Elektroautos wirklich den Akku ihres Elektroautos als dezentralen Stromspeicher (z.B. für das soge. Smart Grid (Intelligente Netz)) nutzen lassen wollen – oder die Energieversorger müssten eine sehr gute Tarifoption anbieten.

(01.02.2011)

Wer mit einem Elektroauto fährt, muss sich überlegen, ob er bei weiteren Strecken sein Elektroauto unterwegs aufladen kann. In den USA hat sich der Begriff Range Anxiety entwickelt, Range Anxiety bezeichnet die Angst mit seinem Elektroauto aufgrund eines leeren Akkus am Straßenrand liegen zu bleiben. Auch auf Welt.de wurde dieses Thema aufgegriffen. Range Anxiety kann man mit „Reichweiten-Angst“ übersetzen, aber ist diese Sorge in Deutschland berechtigt?

In Deutschland ist man es gewohnt, die Möglichkeit zu haben, sein Auto mit einem Verbrennungsmotor alle paar Kilometer an einer Tankstelle auftanken zu können, der Tankvorgang dauert dabei etwa drei Minuten. Wer den Akku seines Elektroautos aufladen muss, der muss schon länger warten. An einer normalen Haushaltssteckdose (230V) kann der Ladevorgang zwischen sechs bis acht Stunden dauern, an einer Schnellladestation dauert der Ladevorgang nur noch ca. 30 Minuten.

Die meisten Elektroautos haben eine Reichweite von mindestens 160 Kilometern, natürlich ist die Reichweite von der Fahrweise und der Witterung anhängig – Wer bei minus 10 Grad mit Tempo 140 km/h über die Autobahn rast und dazu die Klimaanlage, Licht und Radio an hat, wird eher eine Reichweite von 80 Kilometern haben. Im normal Fall fahren die meisten Autofahrer maximal 150 Kilometer pro Tag, somit würde eigentlich der Großteil der Autofahrer mit einem Elektroauto im Alltag gut zurechtkommen. Wobei Pendler und Urlauber eher ein Elektroauto mit einem Range Extender (Reichweitenverlängerer, idR ein kleiner Verbrennungsmotor, welcher Strom für den Elektromotor erzeugt) glücklicher wären.

Um die Sorge um die Reichweite mit seinem Elektroauto zu mindern hilft das Vorhandensein von einem gut ausgebauten Netz an Schnellladestationen, 2007 steuerten Fahrer von Elektroautos bereits eine Ladestation an, wenn die Akkus noch zu mehr als der Hälfte gefüllt waren. Mit der Möglichkeit, jederzeit eine Schnell-Ladesäule zu nutzen, schöpften die Elektroautofahrer inzwischen die Akku-Reserven viel besser aus. Jetzt tankten sie zu 100 Prozent erst bei einem Ladestand von unter 50 Prozent.

Das Elektroauto wird bei einer Schnellladestation mit einem dreiphasigen Stecker mit Gleichstrom mit bis zu 400 Volt und 125 Ampere aufgeladen, um den Akku zu 80 Prozent aufzuladen braucht es 30 Minuten, fünf Minuten Ladezeit an einer Schnellladestation genügen, um weitere 30 bis 40 km mit dem Elektromobil fahren zu können. Dank des Standard „CHAdeMO“ kann man mit seinem Elektroauto auch die Schnellladestationen in anderen Ländern anfahren.

Wo wir schon bei dem Thema Reichweite sind, mit den meisten Akkus (welche derzeit Lithium-Ionen Akkus sind) erreicht man rund 2.000 bis 3.000 Ladezyklen, danach hat der Akku nur noch eine Kapazität von ungefähr 80%. Solche Akkus werden dann entweder recycelt oder für das sogenannte Smart Grid (Intelligentes Stromnetz, bei welchem Sie als Stromspeicher dienen) genutzt. Wer mit seinem Elektroauto zwischen zwei Ladegängen 100 Kilometer fährt, kann laut Welt.de 200.000 bis 300.000 km insgesamt mit einem Akku fahren, bevor ein neuer Akku eingesetzt werden sollte.

In Teil 2 geht es um die Lösungsmöglichkeiten, wie unter anderem einer mobile Ladestation, einen Reservekanister für Elektroautos und auch um Alternativlösungen.

Der Autohersteller Nissan hat gemeinsam mit der Sumitomo Corporation ein Joint Venture namens 4R Energy Corporation gegründet Die 4R Energy Corporation erforscht die Möglichkeiten zur Zweitverwertung von Lithium-Ionen-Akkus, welche vorher in Elektrofahrzeugen genutzt worden sind. Nissan will den Aufbau des Geschäfts mit gebrauchten Akkus parallel zum Ausbau des Marktes für Elektrofahrzeuge vorantreiben.

Bereits im Oktober 2009, hatten Nissan und Sumitomo eine gemeinsame Studie zu „Wiederverwendung, Weiterverkauf, Aufbereitung und Wiederverwertung“ gebrauchter Lithium-Ionen-Akkus veröffentlicht.

„4R Energy“ steht übrigens für Reuse, Resell, Refabricate and Recycle (Wiedergebrauch, Wiederverkauf, Wiederherstellung und Wiederverwertung), wenn das mal kein passender Name ist.
Die Zweitverwertung von den leistungsfähigen Lithium-Ionen-Akkus macht durch aus Sinn, zwar sinkt die Leistungsfähigkeit bei diesen Akkus nach ungefähr 10.000 Aufladezyklen auf 80 Prozent, jedoch kann man diese Akkus dann immer noch an anderen Stellen als Stromspeicher einsetzen, wie zum Beispiel bei Stromerzeugern von regenerative Energien: Windkraftwerke, Wasserkraft, Geothermie, etc… hier wird zum Beispiel auch Nachts Strom erzeugt, aber da Nachts die Stromabnahme durch die Haushalte gering ist, fällt überflüssiger Strom an. Hier könnten die gebrauchten Lithium-Ionen-Akkus Nachts den Strom speichern und diesen dann Tagsüber, wenn ein erhöhter Strombedarf besteht wieder in das Leitungsnetz einspeisen. Diese System wäre dann Bestandteil des soge. Smart Grids (eng.: Intelligentes Netz).

Im Dezember 2010 bringt Nissan das Elektromodell Leaf in Japan und den USA auf den Markt, 2012 erfolgt die weltweite Einführung.
Sumitomo hat im April 2010 den neuen Geschäftsbereich „New Business Development & Promotion“ gestartet, dieser Geschäftsbereich kümmert sich um Umweltangelegenheiten und entwickelt gleichzeitig neue Methoden zur Senkung von Emissionen und zur Erhöhung des Recycling-Anteils.

Der Konzern Siemens will ab November schrittweise eine Testflotte aus bis zu 100 Elektroautos in München, Erlangen und Berlin aufbauen. Mit den Testfahrzeugen will Siemens selbst Erfahrungen mit der Technik und dem Geschäftsmodell mit Elektroautos sammeln. Eine hohe Priorität genießen Fragen rund um das Thema intelligente Steuerung von Stromnetzen (Smart Grids) und den dazu notwendigen Komponenten.

Siemens geht davon aus, das Elektroautos mittelfristig zum fahrenden Stromspeicher werden, welche einen Überschuss an Strom in ihren Akkus speichern und ihn bei Bedarf wieder in die Stromnetze zurückschicken. Auch wird das Laden des Akkus mit dem Einsatz neuer Gleichstromnetze getestet, mit Gleichstrom kann die Ladezeiten auf 10 bis 15 Minuten gesenkt werden.

Auch kann sich Siemens vorstellen, selbst Elektromotoren für Elektroautos herzustellen. Die Elektroautos aus Siemens eigener Testflotte sind von der Fräger-Gruppe umgebaute Suzukis – die Fräger-Gruppe ist auch Entwickler des Stromos Elektroautos.

Weiterführende Links:

Fräger

Siemens

Eine große Frage der Zukunft ist, was macht man mit dem überschüssigen Strom, welcher zum Beispiel nachts durch Windräder entsteht?

Um den überschüssigen Strom in Akkus zu speichern, welche nur für diesen Zweck gebaut und eingesetzt werden, sind diese noch zu teuer.

Wenn in Zukunft mehr Elektroautos über die Straßen rollen, würde es sich anbieten, den Akkumulator des Elektroautos zu nutzen, um dort überschüssigen Strom zu speichern, welcher zum Beispiel über Windräder oder Wasserkraftanlagen produziert wurde. Denn wenn erst ein paar Millionen Elektroautos auf den Straßen fahren, bedeutet dies auch eine große Menge an gespeicherter Energie.

Hier kommen die sogenannten Smart Grids (übersetzt: Intelligente (Strom-)netze) zum Einsatz, nachts werden die Akkus der Elektroautos mit den überschüssigen Strom aus der Nacht gespeichert, morgens  fährt der Besitzer dann mit dem Elektromobil zur Arbeit und stellt es auf einem Parkplatz mit Stromanschluss ab. Die Akkus der Elektroautos speisen dann in Spitzenzeiten oder eben bei Flauten den dringend benötigten Strom ins Netz. Um zu verhindern, dass der Fahrer nicht mehr nach Hause kommt, weil zu wenig Energie im Akku ist, kann ein minimaler Ladezustand eingestellt werden, der nicht unterschritten werden darf.

Da die Akkus durch den vermehrten Einsatz schneller altern,erhalten die Teilnehmer an einem solchen Verbund einen kräftigen Rabatt auf den Strompreis. Bereits jetzt gibt es erste Studien für diesen Verbund. Solange nicht genug Elektromobile auf den Straßen rollen, können zum Beispiel auch Waschmaschinen, Trockner und Geschirrspülmaschinen so gesteuert werden, dass sie vor allem in Schwachlastzeiten Strom ziehen, in Spitzenzeiten könnten dann Blockheizkraftwerke in Mehrfamilienhäusern zusätzliche Elektrizität liefern.

Die Idee, das zum Beispiel nachts die Verbraucher eher genutzt werden sollen, ist nicht so neu, denn schon vor etlichen Jahren boten Stromversorger an, in Zeiten mit niedrigem Verbrauch weniger für die Kilowattstunde zu bezahlen. Diese Zeiten wurden vorher zum Beispiel auf 22 bis sechs Uhr starr festgelegt, so wurde eine Zeitschaltuhr benutzt, welche  dann die Nachtspeicherheizung oder die Waschmaschine in Betrieb nahm. Heutzutage kann dies mit Mikroelektronik gesteuert werden, so können die Geräte untereinander kommunizieren und können mit den Computern der Stromanbieter kommunizieren, um sich einzuschalten (so sollen bereits einige Waschmaschinen so eingestellt werden können, das diese automatisch nachts mit dem Waschvorgang starten) wenn zu viel Strom produziert wird.

Quelle: tagesspiegel.de