Elektromobilität – von der Idee bis zur Wallbox

Die Anfänge der Elektromobilität

Das Thema Elektromobilität reicht zurück bis Ende des 18. Jahrhunderts. Bereits 1896 wurde das erste Patent auf einen Radnabenmotor angemeldet. Darauf folgten Anfang des 19. Jahrhunderts die ersten Fahrzeuge, die mit elektrischem Antrieb gebaut und getestet wurden. Doch durch die stark fortschreitende Entwicklung der Verbrennungsmotoren mit ihren damaligen Vorteilen gegenüber der Elektromobilität, verlor man die Anfänge und ersten Versuche wieder aus den Augen. Mitte des 20. Jahrhunderts gab es wieder Versuche die Elektromobilität alltagstauglich zu gestalten. Die schweren Bleiakkus und die Gegebenheiten des Standes der Technik standen dem noch im Wege. Es wurde zu den olympischen Spielen 1972 ein E-Kleinbus eingesetzt, bei dem das Prinzip Akku-Wechsel zum Einsatz kam. Dies war jedoch durch das enorme Gewicht von 860 kg für 22kWh nicht gerade einfach. Es folgten noch einige Tests und dann wurde es wieder still um die Elektromobilität. Erst durch das Aufkommen der verbesserten Batterietechnologie kam wieder Schwung in die Elektromobilität.

Im letzten Jahrzehnt nimmt die Elektromobilität dann richtig Fahrt auf. Angefacht durch den Klimawandel, den Wunsch den CO_²-Ausstoß zu senken und das wachsende Angebot an Fahrzeugen steigt der Anteil der E-Fahrzeuge kontinuierlich.

Förderung der Elektromobilität zur Erreichung der Klimaziele

Ebenso wird die Elektromobilität durch eine Vielzahl an Förderprogrammen durch Bund und Länder in Deutschland immer mehr vorangetrieben. Gerade dies ist einer der Gründe, warum die Zahlen an Elektroautos auf den Straßen stetig steigen. Auch bei der Bevölkerung entsteht ein Umdenken. Steuervorteile, Strom aus der eigene Photovoltaikanlage zum Tanken, weniger CO_²-Ausstoß und nicht zu vergessen, der Fahrspaß sprechen für ein E-Auto. Das ursprüngliche Ziel der Bundesregierung, dass Ende 2020 eine Million Elektroautos auf unseren Straßen unterwegs sind haben wir bei weitem nicht erreicht. Hiervon sind wir noch weit entfernt. Man erhofft sich, dass man dieses Ziel im Jahr 2022 erreichen kann. Aktuell, Stand 31. Oktober 2020, sind in Deutschland rund 560.500 Elektrofahrzeuge inklusive Hybridfahrzeuge zugelassen. Vergleicht man die Zahl mit der Vorjahreszahl mit rund 136.600, lässt sich der Trend deutlich erkennen und somit auch die Bedeutung der Elektromobilität.

Betrachtet man dies nun aus Sicht eines Unternehmers, der seine Fahrzeugflotte auf Elektroautos umstellen möchte, gibt es natürlich viele Dinge, um die es sich zu kümmern gilt.

Welche Förderung kommt in Frage?

Was bedeutet es für den Mitarbeiter, ein Elektroauto oder auch Plug-In-Hybrid-Fahrzeug zu fahren?

Welche und wie viele Lademöglichkeiten werden benötigt, auch für den Mitarbeiter zuhause?

Bund und Länder fördern den Kauf und auch das Leasing von neuen und gebrauchten Elektroautos, Plug-In-Hybrid- und Brennstoffzellen-Fahrzeugen. Diese „Einstiegsprämie“ ermöglicht durch Bund und Hersteller soll beim Kauf oder Leasing eines Elektroautos einen großen Anreiz schaffen.

Eigens für Organisationen, die im Gesundheits- und Sozialwesen tätig sind, gibt es ein „Flottentauschprogramm Sozial & Mobil“ bei dem der Kauf eines Elektroautos und der benötigten Ladeinfrastruktur gefördert wird.

Auch für die Ladeinfrastruktur gibt es verschieden Förderprogramme von Bund und Ländern.

Die Bundesförderung durch die KfW mit dem Zuschuss 440 ist für private Eigentümer, Mieter, Vermieter und Wohnungseigentümergemeinschaften und fördert 11 kW Ladepunkte. Die verschiedenen Förderprogramme lassen sich beispielsweise über www.elektromobilität.nrw oder www.kfw.de beantragen.

Alles in allem gibt es verschiedene Möglichkeiten, eine Förderung der Elektromobilität zu erhalten. Es ist jedoch nicht mit der Förderung getan.

Welche Ladeinfrastruktur wird benötigt und was gibt es zu beachten?

Die Ladeinfrastruktur stellt die meisten bestehenden elektrischen Anlagen vor ein Problem.

Der Ladeprozess oder die Ladedauer betragen meist mehrere Stunden mit einem erhöhten Leistungsbedarf. Hier stehen nicht nur die elektrischen Anlagen in den privaten Haushalten oder kleineren Unternehmen vor einer Belastungsgrenze, auch die Netze der örtlichen Energieversorger müssen dies leisten können. Aus diesem Grund ist in der aktuellen VDE AR-N 4100 beschrieben, dass die Ladeinfrastruktur mit >3,6 kVA beim zuständigen Energieversorger anzumelden ist. Ladeinfrastruktur mit einer Ladeleistung > 12 KVA muss sogar von diesem genehmigt werden. Unsere Netzbetreiber und Energieversorger müssen ihre Netze nun intensiver und ständig im Auge behalten.

Die Installation einer Ladeeinrichtung erfordert somit Fachkenntnis im Bereich der Elektromobilität und Regelwerke. Bei der Planung und Errichtung sollten einige Sicherheitsaspekte berücksichtigt werden:

• Welche Ladeleistung wird benötigt?
• Wie viele Ladepunkte werden benötigt?
• Wo ist der Aufstellort der Ladepunkte?
• Wie sieht es mit Zugänglichkeit aus?
• Gibt es ein Lastmanagement?
• Ist für die vorschriftsgerechte Absicherung gesorgt?
• Wurde diese Ladeinfrastruktur durch eine geschulte und befähigte Person geprüft?

Um einige Punkte aufzugreifen, die es zu beachten gilt, schauen wir kurz in das Regelwerk des Verbands der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V. (VDE). Hier finden wir die Anforderung, dass jeder Ladepunkt mit einer separat abgesicherten Leitung und einem separaten RCD abgesichert werden muss (VDE 0100-722:2019-06). Aufgrund der möglicherweise auftretenden Gleichfehlerströme, muss auch hierfür durch einen RCD Typ B oder Typ A mit Sondererkennung von Gleichfehlerströmen >6 mA Abhilfe geschaffen werden. Man muss sich also über die Auswahl und Koordination der erforderlichen Schutzeinrichtung zum Schutz vor Personen und Bränden reichlich Gedanken machen. Aus diesen Anforderungen ergibt sich automatisch ein erhöhter Anspruch an die befähigte Person, die die Ladeinfrastruktur im Anschluss prüfen muss.

Wichtig: Wo wird der Ladepunkt installiert?

Bei der Aufstellung und Planung von Lademöglichkeiten sollte der Aspekt Zugänglichkeit nicht zu kurz geraten. Je nach Aufstellort ist die Ladeinfrastruktur öffentlich, halb-öffentlich oder privat zu betrachten. Aus dieser Sicht heraus ergeben sich Anforderungen aus der Ladesäulenverordnung, die es zu berücksichtigen gilt. Nicht nur die Zugänglichkeit, sondern auch der Aufstellort ob im Freien oder innerhalb von Gebäuden spielt eine entscheidende Rolle bei der Auswahl und Planung der Ladeinfrastruktur. Hier ist unterstützend die VDI-Richtlinie VDI 2166 Blatt 2 „Planung elektrischer Anlagen in Gebäuden – Hinweise für die Elektromobilität“ und der Technische Leitfaden Ladeinfrastruktur Elektromobilität vom DKE, BDEW, ZVEH, ZVEI und VDE FNN sehr hilfreich. Nicht nur beim Planen, Errichten und Betreiben von Ladeinfrastruktur gilt es also einiges zu beachten. (Infos zur Ladesäulenverordnung finden Sie auch hier)

Not-Ladekabel – mit Vorsicht zu genießen!

In den meisten Fällen liegt dem gekauften oder geleasten Elektroauto ein sogenanntes „Not-Ladekabel“ bei. Dies ist aus Sicht des Benutzers sehr einfach zu bedienen und die Möglichkeit des Ladens an einer Schuko-Steckdose besteht fast überall. Doch hier gilt, Vorsicht walten zu lassen und die Bedienungsanleitungen zu lesen. Solche Not-Ladekabel lassen sich zum Teil im Ladestrom nicht begrenzen.

Der Ladeprozess mit einem Ladestrom von bis zu 16 A fließt hier über mehrere Stunden und belastet den Stromkreis. Die Schuko-Steckdose bzw. die Leitungen in der Hausinstallation, die zu einer Schuko-Steckdose führen, sind normalerweise nicht für diese hohen Dauerströme ausgelegt. Durch die dauerhaft hohe Belastung der Kontakte und Leitungen, können diese überhitzen und gegebenenfalls zu einer schnelleren Alterung der Kontakte, schlimmstenfalls aber sogar zum Brand führen. Die maximale Strombelastbarkeit hängt dabei auch stark vom Baujahr der Elektroinstallation sowie den Leitungslängen im Gebäude ab.

Fazit

Betrachtet man nun die Komplexität der Elektromobilität, stellt sich heraus, dass dies ein sehr umfangreiches und interessantes Themengebiet ist. Durch den hohen Anspruch an gut geschulte Fachkräfte für Elektromobilität und den stark wachsenden Markt, ist die Elektromobilität ein spannendes und zukunftsträchtiges Aufgabengebiet. Steigen Sie ein und bleiben Sie nicht stehen.