Neues Ladesystem von BYD - pro 1000 E-Autos ein eigenes Kraftwerk

Tesla war gestern, die Zukunft kommt von BYD - so glauben es derzeit viele E-Auto-Fans. Nachdem Tesla nicht nur wegen der Polit-Eskapaden seines Chefs viele Käufer vergrault hat , sondern auch bei neuen Modellen vor sich hin bummelt, ist der Stern der Amerikaner verblasst. Das neue Model Y wurde zwar verbessert, aber eher in Nuancen. Der Cybertruck verkauft sich schlecht und verliert buchstäblich Teile während der Fahrt. Der neue Roadster ist immer noch nicht am Start, das Robo-Taxi auch nicht. Verglichen mit dem bahnbrechenden Erfolg eines Tesla Model S oder Model 3 scheint bei der berühmtesten Elektro-Marke der Welt die Luft raus zu sein.

BYD ist das neue Tesla

Ganz anderes bei BYD ("Build your dreams") aus China. Der Batterie- und Autohersteller ist  mit großem Abstand Marktführer in seiner Heimat und will mit einer aggressiven Expansionspolitik die ganze Welt erobern. Der gesamte Konzern ist aktuell 162 Milliarden Dollar (149 Milliarden Euro) wert; bereits mehr als Ford Motor, General Motors und Volkswagen zusammen.

Neben zahlreichen neuen Modellen und geplanten Werken in der EU hat der Auto-Gigant kürzlich seine „Super E-Platform“ vorgestellt. Die sorgte für einen satten Höhenflug der BYD-Aktie, weil sie genau das verspricht, was als zentrales Element für den Durchbruch der Emobilität gilt: In ein paar Minuten sollen die Super-Lader 400 Kilometer Reichweite nachzapfen können. Damit rückt tatsächlich in greifbare Nähe, was viele Benzin- und Diesel-Fahrer kennen: Aufladen so schnell wie auftanken , was beim Verbrenner rund zwei Minuten dauert. 

Laden so schnell wie tanken

Aktuell sind bei Schnellladestationen meist nur bis zu 150 Kilowatt Ladeleistung, an einigen immerhin schon 300 Kilowatt oder mehr möglich. „Möglich“ bedeutet, dass in der Realität oft erheblich weniger Leistung abgerufen werden kann. Denn die Technik des Autos, äußere Faktoren wie die Temperatur und auch die Zahl der gleichzeitig an einer Station geladenen Fahrzeuge reduzieren oft die erhoffte Ladeleistung, was auch die Praxistests von FOCUS online mit Dutzenden neuer E-Autos pro Jahr immer wieder zeigen.

Nimmt man dazu noch die anderen Zeitfresser - Rangiermanöver, bis die Ladebuchse nah genug an der richtigen Seite der Säule ist, Lese-Probleme bei der Ladekarte, Initialisierung des Ladevorgangs etc. - wird das „Schnellladen“ zum relativen Begriff.

Professor zum Super-Lader: „Problem ist nicht die Strommenge"

Doch Aufladen in zwei Minuten? Damit würde der Verbrenner einen seiner größten Vorteile gegenüber dem E-Mobil verlieren. Kein Wunder also, dass die BYD-Aktie in die Höhe schnellt. Aber wie realistisch ist das hyperschnelle Laden eigentlich in der Praxis, wenn man sich die bislang eher durchwachsenen realen Ladezeiten an öffentlichen Stationen anschaut?

Thomas Willner, Ingenieur und Professor für Verfahrenstechnik an der HAW Hamburg, warnt vor zu großen Erwartungen an den flächendeckenden Einsatz solcher Systeme. „Problematisch ist nicht primär die Strommenge (in kWh, MWh, GWh usw.), sondern die während eines Ladevorgangs fließende Stromleistung (in kW, MW oder GW)“, so Willner zu FOCUS online. „Schon einfache Rechenbeispiele zeigen, dass nur wenige Elektroauto-Nutzer von den Schnelladesystemen profitieren können und dass auch an normalen Ladesäulen die Ladevorgänge immer häufiger länger als erwartet dauern werden, weil es die geforderten Stromleistungen nicht geben wird“, so Willner.

„Für 1000 BYDs je ein neues Kraftwerk“

Er geht dabei von einem Fahrzeug mit einer Akku-Kapazität von 60 kWh aus, was einem durchschnittlichen Kompakt-Stromer oder kleinem SUV entspricht, und von einem Ladevorgang auf 80 Prozent. Ein Aufladen auf 100 Prozent würde noch deutlich länger dauern und wird von den Autoherstellern ohnehin nicht empfohlen, weil es die Akkuzellen zu sehr stresst. Geladen werden müssen dann bei einem leeren Akku also nur 48 Kilowattstunden. Trotzdem ist die erforderliche Ladeleistung enorm. Willner zeigt drei Szenarien:

• Superschnelles Laden mit dem neuen BYD-System : Ladeleistung für nur ein E-Auto = 1440 kW = 1,4 Megawatt. Ladeleistung für 1000 E-Autos = 1,4 Gigawatt. „Das heißt, für nur lächerliche 1000 Autos, die das superschnelle BYD-Ladesystem gleichzeitig nutzen wollten, müsste man ein zusätzliches Großkraftwerk anwerfen“, so Willner - und die Ladeleistung für nur 50.000 Fahrzeuge würde mit 70 GW dem derzeitigen Strombedarf von ganz Deutschland entsprechen.
• Normale Schnellladesäulen mit 200 kW Leistung : „Bereits 350.000 E-Autos kämen zeitüberlappend an solchen normalen Schnellladesäulen auf 70 Gigawatt“, so der Experte.
• Aufladen über Nacht (rund fünf Stunden) zu Hause mit 10 kW Leistung : „Bei vollständiger Elektrifizierung ohne Autos mit Verbrennungsmotoren müssten mehr als 50 Mio. PKW durch E-Autos ersetzt werden. Aber bereits sieben Millionen Stromer würden beim zeitüberlappenden Aufladen über Nacht wieder mit 70 GW zusätzlich auf den Stromleistungsbedarf von ganz Deutschland kommen“, rechnet Willner vor. Aktuell fahren in Deutschland etwa 1,65 Millionen E-Autos.

Sein Fazit fällt ernüchternd aus: „Diese zusätzlichen Stromleistungen wird es in Deutschland natürlich nicht On-Demand geben. Bei weiterem Abbau von Grundlastkraftwerken wird die künftige Stromproduktion kurzfristig auch nicht um 50 Prozent (35 GW) oder 10 Prozent (7 GW) hochgefahren werden können. In der realen Praxis wird man unabhängig vom weiteren Ausbau der Ladeinfrastruktur mit zunehmendem Hochlauf der Elektromobilität bei gleichzeitigem Abbau von Grundlastkraftwerken immer häufiger nicht die geforderte Stromleistung an der Ladesäule bekommen. Die Ladevorgänge werden oft deutlich länger als erwartet dauern.“

Je mehr Autos, desto intelligenter muss das Laden gesteuert werden

Sepp Reitberger, Emobilitäts-Experte und Chefredakteur von Deutschlands größtem E-Auto-Portal EFAHRER.com , hält Willners Einschätzung dagegen für einen Worst Case, den es im Alltag so nicht geben werde. „Ladestationen mit extremen Leistungen wie die erwähnte BYD-Lösung werden nur mit einem Akku als Puffer sinnvoll realisierbar sein – die tatsächliche Netzlast ist dann wesentlich geringer. Auch die Gleichzeitigkeits-Annnahme für die 200-kW-Schnelllader ist zu hoch angesetzt. 350.000 ist annähernd das Dreißigfache der Anzahl der Tankstellen in Deutschland“, so Reitberger zu FOCUS online.

Das größte Problem stelle das gleichzeitige Laden an heimischen Wallboxen mit maximal 11 kW dar, weil über die üblichen Arbeitszeiten in Deutschland tatsächlich viele Autos gleichzeitig laden werden. „Auch hier gibt es aber Lösungsansätze: Einerseits die Drosselung privater Wallboxen auf maximal 4,2 kW , die vom Netzbetreiber ausgelöst werden kann. Andererseits die Nutzung variabler Stromtarife - wer seinen Ladevorgang zuhause automatisiert auf den günstigsten Zeitraum in der Nacht verlegt, der umgeht die Spitzenlast-Zeit, die üblicherweise zwischen 18 und 20 Uhr liegt“, so Reitberger. Ein weiterer Vorteil solcher Tarife: Zumindest in der Theorie werden dadurch die Aufladekosten sinken .

Auch der ADAC sieht mit der zunehmenden Verbreitung der Emobilität Herausforderungen, die technisch gelöst werden müssten: „Die hohen Ladeströme werden das Netz in vielen Bereichen stark strapazieren, hier müssen in Zukunft intelligente Lösungen genutzt werden und gleichzeitig der Netzausbau voranschreiten. Perspektivisch können Technologien wie das bidirektionalem Laden eine flexiblere Nutzung des Netzes ermöglichen und neue Potentiale erschlossen werden“, so der Autoclub gegenüber FOCUS online. Man merkt: Das Versprechen „Laden so schnell wie tanken“, mit dem letztlich auch die Politik ihr Verbrenner-Verbot ab 2035 rechtfertigt, ist in der Realität an eine ganze Menge Wenns und Abers geknüpft.

Wechselakkus als Alternative

In China, dem globalen Leitmarkt des E-Autos, scheint man sich über die technischen Beschränkungen ebenfalls zunehmend Gedanken zu machen. Während BYD mit seinen neuen Mega-Ladern wirbt, hat der Hersteller NIO schon 2017 ein Wechselakku-Konzept vorgestellt. Der Stromer fährt dazu in eine Station und ein automatisches Roboter-System tauscht die Akkus im Unterboden in drei Minuten aus.

Zusammen mit dem Batterie-Giganten CATL wird das weiter ausgebaut, wie die „Automobilwoche“ berichtet : „Das Netzwerk umfasst mehr als 3200 Wechselstationen, etwa 1000 entlang von Autobahnen, zudem deckt es 700 Städte in China ab. Das Unternehmen erweitert sein Netz derzeit stark. Bis Mitte 2025 sollen in China weitere 2300 Stationen hinzukommen“, so die Fachzeitschrift. „Neben der Zusammenarbeit mit CATL hat Nio auch strategische Partnerschaften mit den Automobilherstellern Changan, Geely, Chery, JAC, GAC, FAW und Lotus geschlossen. Das zeigt die Bemühungen der Branche, den Batteriewechsel als praktikable Alternative zum Laden zu etablieren“, schreibt die „Automobilwoche“ weiter.

Wechsel-Akku-Konzept ermöglicht kleinen Akku im Alltag

Zwar können solche E-Autos mit Wechselakkus auch an einer Ladestation Strom zapfen. Und in China, wo man grundlastfähige Kraftwerke nicht wie in Deutschland abbaut, sondern aufbaut - trotz eines großen Zuwachses an erneuerbaren Energien werden in China weiter neue Kohlekraftwerke und Kernkraftanlagen errichtet - dürften die Kapazitäten je nach Region für eine Vielzahl von E-Autos ausreichen. Doch das starke Wachstum der Emobilität macht jetzt Alternativen zum Schnellladen nötig. Das Wechselakku-System hat dazu einen besonderen Vorteil: Man kann je nach Bedarf, etwa vor einer Urlaubsreise, einen leistungsfähigeren Akku für einen bestimmten Zeitraum mieten. Für den Alltag reicht dagegen der „kleine“ Akku. Und damit wird das Auto billiger.