E-Mobilität: Ein Megawatt Ladeleistung wird künftig normal

Innogy untersucht Auswirkungen auf die Netzstabilität

| Autor: Jan Rosenow

Mit 300 kW Leistung lädt dieser E-Actros bei Daimler in Stuttgart.
Mit 300 kW Leistung lädt dieser E-Actros bei Daimler in Stuttgart. (Bild: Daimler)

An Tankstellen sind spezielle Lkw-Zapfsäulen mit erhöhtem Volumenstrom schon lange Standard. Zukünftig dürfte es auch gesonderte Ladesäulen für elektrische Lkws geben, und zwar mit einer Leistung, die wir uns heute noch kaum vorstellen können. Experten messen die Ladeleistung, die nötig wäre, um einen elektrisch betriebenen Sattelschlepper in akzeptabler Zeit wieder aufzuladen, mittlerweile in Megawatt. Ein Megawatt, das entspricht 1.000 kW.

Einen ersten Megawatt-Ladepark hat nun Daimler verwirklicht. Allerdings liegt die Leistung nicht an einer einzigen Zapfstelle an, sondern ist verteilt auf zwei Gleichstrom-Schnelllader mit je 300 kW für Lkws und drei weitere Ladesäulen mit je 150 kW für Vans. Das reicht aus für die bislang schwersten elektrisch betriebenen Lkws wie den Mercedes-Benz E-Actros oder den MAN E-TGM. Diese treten in der 26-Tonnen-Klasse an und besitzen Batterien mit 240 beziehungsweise 224 Kilowattstunden Speichervermögen. Als schwere Verteiler-Lkws werden sie überwiegend im urbanen Verkehr eingesetzt und müssen keine langen Strecken auf der Autobahn zurücklegen. Ihr Verbrauch lässt sich grob gerundet mit einer Kilowattstunde pro Kilometer angeben – also 100 kWh auf 100 Kilometern.

Fünf Tonnen Batterie für 4,5 Stunden Fahrt

Doch bei solchen Konzepten und Tonnagen wird es nicht bleiben. Nicht mehr nur Newcomer wie Tesla, sondern auch etablierte Anbieter wie Traton (die Nutzfahrzeug-Dachmarke von Volkswagen mit den Herstellern MAN und Scania) reden bereits von batterieelektrischen Fernverkehrs-Lkws. Ihr Anforderungsprofil: mindestens 4,5 Stunden Fahrt bei Autobahntempo, danach Wiederauffüllen der Batterie innerhalb der vorgeschriebenen Pausenzeit von 45 Minuten. Damit ergibt sich eine Speicherkapazität von 600 bis 800 Kilowattstunden im Lkw bei einer Batteriemasse von rund fünf Tonnen. Und eine Ladeleistung von einem Megawatt muss künftig an praktisch allen Autobahnraststätten vorgehalten werden.

Mit der wachsenden Ladeleistung steigen auch die Herausforderungen an das Stromnetz. Mehrere 100 oder sogar 1.000 Kilowatt in Sekundenschnelle ein- und auszuschalten darf schließlich nicht die Netzstabilität gefährden.

Pufferbatterien können das Netz vor Überlastung schützen

Der Stromanbieter Innogy hat jüngst seinen Ladepark in Duisburg – kombinierte Ladeleistung rund 700 kW – einem Belastungstest unterzogen. Das Ergebnis: Die Nutzer konnten an allen Chargern gleichzeitig mit voller Leistung laden, ohne dass der Netzanschluss überlastet wurde. Die Anlage besteht aus vier Gleichstrom-Schnellladestationen mit je 150 kW Leistung sowie zwei Wechselstrom-Ladestationen mit je zwei Mal 22 kW. Zusätzlich sorgt eine 210 kWh große Pufferbatterie für Stabilität, und ein Solardach produziert nachhaltigen Strom.

Die Belastungstests stellten das Energiemanagement des Systems auf den Prüfstand. So wurde untersucht, wie die Schnelllader reagieren, wenn die Pufferbatterie entladen ist, alle Autos gleichzeitig laden und dadurch die Leistung am Netzanschlusspunkt überschritten wird. Ziel war, dass die Hochleistungs-Charger nacheinander abschalten, um eine Netzüberlastung zu vermeiden. Laut Innogy hat der Test hat genau das gewünschte Ergebnis erzielt.

Reicht auch das Abschalten der Schnelllader zur Sicherung der Netzstabilität nicht aus, wird der gesamte Ladepark vom Netz getrennt. Dieser Test verlief ebenfalls nach Plan. Bei gleichzeitigem Anschließen aller Autos gingen erst die Schnelllader und anschließend der gesamte Ladepark in den Standby.

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