Die Elektromobilität der Zukunft.

Das Fahrzeug lädt, obwohl weit und breit weder ein Kabel noch eine Ladesäule zu sehen ist: Möglich macht dies das induktive Laden. Was bereits für Handys, elektrische Zahnbürsten und weitere Kleingeräte problemlos funktioniert, soll zukünftig auch für Autos realisierbar sein. Aber wie genau funktioniert das?

Beim induktiven Laden wird durch zwei Spulen (eine an der Fahrzeugunterseite und eine am Boden) ein Magnetfeld erzeugt. Dieses überträgt die Energie über die Luft an die Fahrzeug-Batterie. Wichtig dabei: Je näher die Spulen beieinander sind, desto effizienter ist die Energieübertragung.

Die Forschung geht aber noch einen Schritt weiter. Zukünftig soll es nämlich auch möglich sein, das Elektroauto während der Fahrt zu laden. Ein Pilotprojekt ab 2025 in Bayern ist bereits in Planung.¹

Mit dieser Innovation würde der Ladevorgang für E-Autofahrer ganz neue Dimensionen annehmen. Zum einen würden sie kein Kabel mehr benötigen. Die potenzielle Stolperfalle, die gerne auch mal zu Hause vergessen wird, wäre dann Geschichte. Zum anderen würden auch Ladestationen überflüssig werden. Zukünftig könnte das für Sie bedeuten, dass lange Wartezeiten oder die Suche nach einer freien Ladestation nicht mehr notwendig sind. Dies würde die Elektromobilität förmlich revolutionieren.

Ein Solarpanel auf dem Dach eines Fahrzeugs zu installieren, ist keineswegs eine neumodische Erfindung. Bereits 1958 wurde die Idee erstmals umgesetzt, konnte sich aber nicht durchsetzen. Mit der technologischen Weiterentwicklung von PV-Anlagen und der Steigerung der Leistungsfähigkeit feiert das Konzept jetzt sein Revival. Mittlerweile bieten einige Autohersteller Elektrofahrzeuge mit Solardächern an.

Wann immer die Sonne scheint und Ihr Elektroauto nicht im Schatten geparkt ist, erzeugt das Solardach kostenlosen Solarstrom. Dieser wird direkt in der Batterie gespeichert und schenkt Ihnen mehr Reichweite für die nächste Fahrt. Je nach Fahrzeug und Leistung des Solardachs sind so laut Herstellern jährlich Zusatzreichweiten von 2.000 bis maximal 7.000 Kilometern realisierbar.²

Damit sich das Konzept lohnt, kommt es auch auf bestimmte Randbedingungen an. Beispielsweise bietet eine Region mit vielen Sonnentagen naturgemäß mehr Potenzial als eine mit einer geringen Anzahl an Sonnentagen.

Künstliche Intelligenz ist mittlerweile in aller Munde. Vielerorts findet KI bereits ihre Anwendungsbereiche und auch in der E-Mobilität gilt sie als Innovationstreiber. So soll sie in Zukunft auch das Laden von Elektroautos optimieren.

Eine Möglichkeit für den Einsatz von künstlicher Intelligenz in der Elektromobilität ist die Unterstützung beim Ausbau der Ladeinfrastruktur. Funktionieren soll das folgendermaßen: Indem die KI mit den Daten der Ladevorgänge gefüttert wird, kann sie auf Basis der Informationen sinnvolle Ausbauschritte identifizieren. Das hat den Vorteil, dass der flächendeckende Ausbau zielgerichtet und damit effizienter voranschreitet. Zudem erkennt die KI anhand von Abweichungen im Lademuster rechtzeitig Wartungsbedarf. Größere Schäden und längere Ausfallzeiten der Ladestationen können so vermieden werden, was zu einer höheren Verfügbarkeit der Ladeinfrastruktur führt.

Ebenso können zukünftig die einzelnen Ladevorgänge durch KI-Steuerung optimiert werden. Natürlich könnten Sie auch mit dem Einstecken des Kabels den Ladevorgang starten – oftmals ist es jedoch besser, auf die Verfügbarkeit von günstigerem Nachtstrom oder Strom aus erneuerbaren Energien zu warten. Hier kann Sie die KI unterstützen, indem sie die Anpassungen automatisch auf Datenbasis durchführt. Vor allem Unternehmen mit größerem E-Fuhrpark könnten auf diese Weise erhebliche Einsparungen erzielen.

Das vom Bundestag ausgeschriebene Ziel ist es, bis 2045 klimaneutral zu werden.³ Dafür ist es notwendig, den Strom aus erneuerbaren Quellen in Zukunft effizienter zu nutzen. Da dieser jedoch nicht rund um die Uhr zur Verfügung steht und nur begrenzt Speicherkapazitäten vorhanden sind, müssen andere Wege gefunden werden, damit der gewonnene grüne Strom nicht ungenutzt verloren geht. Einer dieser Wege versteckt sich hinter dem Begriff Power-to-X.

Unter Power-to-X werden Verfahren verstanden, die aus erneuerbaren Quellen gewonnenen Strom vorwiegend in Wasserstoff, aber auch andere Energieträger, Brenn-, Kraft- oder Rohstoffe umwandeln. Mit Wasserstoff können dann Brennstoffzellen-Fahrzeuge betrieben werden.

Aus den gewonnenen Energieformen können zudem andere Produkte wie beispielsweise synthetische Kraftstoffe hergestellt werden. Aber auch die Speicherung und spätere Rückverstromung sind Potenziale der Power-to-X-Methode.

Auch Vehicle-to-Grid, eine Variante des bidirektionalen Ladens, steckt bereits in der Pilotphase. Dabei fungiert das Auto als Energiespeicher für überschüssigen Strom, um in Spitzenzeiten Strom wieder in das Stromnetz einzuspeisen. Damit sollen zukünftige Stromnetzüberlastungen verhindert werden.

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Einige Experten vermuten, dass Lithium-Ionen-Batterien (LIB) in der nahen Zukunft ausgedient haben. Stattdessen sollen feste Elektrolyte in Batterien verbaut werden und so Reichweiten von bis zu 1.200 Kilometern möglich werden.⁴ Doch nicht nur die Reichweite von Elektroautos könnte sich mithilfe von Feststoffbatterien steigern. Auch eine höhere Akku-Lebensdauer von bis zu 100.000 Zyklen wird erwartet. Zum Vergleich: LIB kommen auf etwa 3.000 Ladezyklen. Noch sind die Batterien nicht marktreif, könnten aber in den kommenden Jahren die Elektromobilität weiter vorantreiben.

Quellen:
¹ Induktives Laden bei E-Autos: Durchbruch | autozeitung.de
² Elektroautos mit Solardach. Welche Modelle gibt es? | Einfach E-Auto
³ Power-to-X: Was steckt dahinter? | Solarenergie
⁴ Feststoffbatterien: E-Autos mit über 1.000 km Reichweite möglich| ingenieur.de