Wie E-Mobilität und die Ladestation für das Elektroauto bezahlbar werden

Von Peter Marx

„Bis 2030 sollen sieben bis zehn Millionen Elektrofahrzeuge in Deutschland zugelassen sein.“ So lautet das Ziel der Bundesregierung. Wer mit dem Gedanken an die Anschaffung eines Elektrofahrzeugs spielt, muss überlegen, wo er sein neues Gefährt aufladen kann. Sollten bis 2030 in Deutschland tatsächlich rund acht Millionen E-Fahrzeuge unterwegs sein, prognostiziert eine Studie hierfür den Bedarf von rund 4,7 Millionen Ladepunkten, darunter 200.000 Schnell-Ladestationen.

Doch es geht neben der Quantität auch um Qualität: Öffentliche Ladeplätze sind verglichen mit dem Laden zum Hausstromtarif oft deutlich teurer und unbequem, da nach dem öffentlichen Laden häufig umgeparkt werden muss. Insbesondere Mieter haben vielfach keinen privaten Stellplatz, der auch noch mit dem entsprechenden Ladeequipment ausgestattet ist.

Engpässe zu befürchten?

Ein Elektroauto benötigt etwa 15 kWh für 100 Kilometer, die durchschnittlich in Deutschland im Auto zurückgelegte Distanz beträgt 15.000 Kilometer pro Jahr. Ein Elektroauto verbraucht im Jahr also ungefähr 2.250 kWh, was in etwa dem Stromverbrauch eines durchschnittlichen Zwei-Personen-Haushalts entspricht.

Selbst wenn künftig eine Million Autos rein elektrisch fahren würden, liefe das also nur auf einen Mehrverbrauch von rund 2,25 Milliarden kWh hinaus, was lediglich 0,38 Prozent entspricht, denn der jährliche Verbrauch an elektrischer Energie beträgt in Deutschland insgesamt rund 600 Milliarden kWh.  Würde der komplette Bestand von aktuell 47 Millionen Pkw in der Bundesrepublik mit Strom fahren, entspräche das einem Energiebedarf von etwa 106 TWh pro Jahr, das wären 18 Prozent Mehrbedarf.

Nach Angaben des Energieversorgers EnBW könnten bereits mit der heutigen Netzstruktur rund 13 Millionen Elektroautos geladen werden, was einem Anteil von 30 Prozent aller Autos in Deutschland entspricht. In Ballungsgebieten seien bei allerdings lokale Engpässe möglich, weshalb Elektroautos künftig intelligent laden sollen. Konkret sollen die Ladevorgänge zeitlich flexibel computergesteuert erfolgen, um Ladespitzen zu vermeiden und die steigende Zahl der Ladevorgänge je nach Bedarf zu verteilen.

Ladestrategien: eine Frage der Zeit

Prinzipiell gibt es zwei Ladestrategien:

1. Langsames Laden mit Gleich-, Wechselstrom oder induktiv bis 22 kW zu Hause, am Arbeitsplatz, an Ladesäulen in Wohnstraßen über mehrere Stunden.
2. Schnelles Laden in weniger als 30 Minuten mit Gleichstrom bis 450 kW/1000 V an Autobahnen, Bundesstraßen und zentralen Ladestationen sowie Tankstellen in Städten

Besonders teuer ist das Schnellladen. E-Autos können auf zweierlei Weise geladen werden: mit Wechselstrom (AC), wie auch bei Haushaltsgeräten üblich, oder mit Gleichstrom (DC). Die weitaus meisten der rund 17.500 Ladesäulen arbeiten mit Wechselstrom. Dort dauert das Aufladen oft mehrere Stunden. Gleichstrom-Ladesäulen stehen häufig an Autobahnraststätten. Die Autohersteller VW, Daimler, BMW und Ford im Verbund mit Ionity wollen in den nächsten Jahren ein dichtes Netz von Ultra-Schnell-Ladesäulen mit 350 kW aufbauen. Damit können Akkus in 15 bis 20 Minuten zu 80 Prozent geladen werden. Bei 80 Prozent aufzuhören, ist beim Schnellladen sinnvoll. Jenseits dieser Marke fließt der Strom langsamer, um das Überladen zu vermeiden.

Es wird vor allem privat geladen

Etwa 85 Prozent aller Ladevorgänge für Elektroautos erfolgen derzeit mit privaten Wallboxen in Garagen oder Stellplätzen von Eigenheimen zum günstigen Haushaltsstromtarif. Über die Hälfte der Deutschen sind jedoch Mieter und verfügen über keine entsprechend ausgestattete Garage beziehungsweise einen Stellplatz. Sie sind deshalb auf öffentliche Ladesäulen angewiesen, deren kWh-Preise zum Teil signifikant über dem Haushalts-kWh-Tarif liegen – und deren Bedienung nicht standardisiert ist. Die Stiftung Warentest konstatiert, dass der Preis pro kWh beim Laden von Elektrofahrzeugen ungewiss sei.

Bei zeitbasierten Tarifen und Pauschalen weiß vorher niemand, wie viel Strom man für sein Geld bekommt. Kostet beispielsweise jeder Ladevorgang sieben Euro, zahlt ein Kunde voll, auch wenn er nur kurz während des Einkaufs für eine Stunde nachladen will. Hinzu kommt: Ob ein E-Auto in vier Stunden Ladezeit den Akku vollsaugt oder nur ein paar Kilowattstunden zieht, hängt auch von folgenden Faktoren ab, auf die der Besitzer des E-Autos keinen Einfluss hat:

• Der Akkustand: Ein leerer Akku zieht schneller Strom als ein fast voller.
• Die eingebauten Bordlader haben unterschiedliche Leistungen.
• Um Kosten und Gewicht zu sparen, bauen viele Autohersteller nur Geräte für kleine Leistungen ein. Steht ein Kleinwagen an einer Säule, die pro Minute abrechnet, zieht er in derselben Zeit weniger Strom als eine große E-Oberklasse-Limousine, zum Beispiel Tesla S.
• Ladesäulen liefern unterschiedliche Ladeleistungen. Sie geben nicht überall die gleiche Leistung ab.
• Bei kaltem Wetter läuft der Ladevorgang langsamer als bei Normaltemperaturen.

Hinzu kommt, dass auch verbrauchsbasierte Autostromtarife deutlich teurer sind als übliche Haushalts-Stromtarife, die in der Regel bei höchstens 30 ct/kWh liegen. Die Ladesäulen-Stromtarife variieren je nach Anbieter zwischen 38 und 53 ct/kWh. Ein Grund sind die Kosten für Installation und Betrieb der Ladesäulen.

Im Stadtverkehr benötigt ein E-Auto für 100 km etwa 15 kWh. Das Laden zu Hause kostet demnach 15 kWh x 0,30 € = 4,50 € für 100 km. Ein vergleichbarer Verbrenner-Pkw benötigt etwa sieben Liter Benzin für 100 km, also 7 x 1,40 € = 9,80 € für 100 km. Das elektrische Fahren kostet folglich weniger als die Hälfte, wenn mit dem Haushaltsstrom-Tarif geladen wird.

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Mieter haben wenige Anreize, auf ein E-Auto umzusteigen

Öffentliche Ladesäulen bis 22 kW kosten in etwa 10.000 Euro zuzüglich Unterhaltskosten. Momentan kommen in Deutschland rund zehn E-Autos auf einen öffentlichen Ladepunkt, und pro Auto werden 150 x 15 kWh = 2.250 kWh zum Laden benötigt. Würden alle E-Fahrzeuge nur an öffentlichen Ladepunkten laden, käme statistisch auf einen Ladepunkt ein kWh-Umsatz von 10 x 2.250 kWh = 22.500 kWh. Das entspricht einem Jahresumsatz von 22.500 kWh x 0,43 € = 9.675 Euro beziehungsweise 806 Euro pro Monat. Da derzeit jedoch zirka 85 Prozent der Ladevorgänge privat zu Hause erfolgen, beträgt der monatliche Umsatz nur noch 15 Prozent = 121 Euro.

Aus diesen Zahlen wird deutlich, dass hier kein wirtschaftlich erfolgreiches Ladesäulen-Geschäftsmodell für öffentliche Ladesäulen generiert werden kann, selbst wenn der Staat etwa 60 Prozent der Ladesäulenkosten übernimmt und die Kilowattstunde an der öffentlichen Ladesäule viel mehr kostet als 30 Cent. Der große Preisunterschied zwischen dem Laden zu Hause und an der öffentlichen Ladesäule mindert besonders für Mieterhaushalte den Anreiz, auf ein Elektroauto umzusteigen, da sie bisher nicht ohne Weiteres eine private Ladestation anschaffen können.

Ladestation für gemietete Stellplätze

Der Schlüssel zum Erfolg der E-Mobilität ist, die Ladestationen dort zu haben, wo Autos lange stehen. Die Nationale Plattform Elektromobilität fordert deshalb pro Elektroauto eine Lademöglichkeit. Bisher ergeht es einem durchschnittlichen E-Autobesitzer mit einer Mietwohnung in der Großstadt wie folgt: Er kommt etwa gegen 17 Uhr von der Arbeit und sucht eine Lademöglichkeit. Wenn er Glück hat, findet er eine freie öffentliche Ladesäule in der Nähe seiner Wohnung. Nach der teuren Ladung und wegen des üblichen Zeittarifs muss er dann etwa gegen 23 Uhr sein Fahrzeug umparken und einen neuen Parkplatz in der Nähe seiner Wohnung finden, was um diese Zeit in Innenstädten in der Regel mit großen Schwierigkeiten verbunden ist.

Um die Hürden für den Umstieg auf ein Elektrofahrzeug auch für Mieter so gering wie möglich zu halten, können vermietete Stellplätze im Freien beziehungsweise in Tiefgaragen mit vergleichsweise kostengünstigen Ladeboxen mit personengebundenen kWh-Zählern ausgestattet werden. So kann das Elektroauto zum preiswerteren Haushaltsstromtarif aufgeladen werden.

Günstiger Tarif und ein paar Extras

Der in der Ladestation eingebaute kWh-Zähler ist nur dem Mieter des Stellplatzes persönlich per Vertrag mit dem Stromanbieter zugeordnet, und der kWh-Verbrauch wird zum Haushaltsstromtarif inklusive Grundgebühr – gegebenenfalls auch zu einem noch günstigeren speziellen Lade-Nachtstromtarif – bezahlt, wie beim Stromzähler in der Wohnung. Zusatzkosten durch aufwendige Technik – wie bei üblichen Ladesäulen – zur Datenübermittlung mit Zähler-Fernablesung und Rechnungserstellung durch einen Ladesäulenbetreiber entfallen. Auch die Wartungskosten einer Ladestation sind minimal. Solche Ladeboxen sind mit einer verschließbaren Zugangstür ausgestattet.

Mit einer solchen Ladestation ist es möglich, das Fahrzeug im Winter vorzuheizen sowie im Sommer vorzukühlen, ohne die Fahrzeugbatterie im Stand zu entladen. Da der Stromzähler – dieser wird vom Stromversorger wie in der Wohnung gegen eine Jahresgebühr von unter 20 Euro beigestellt – vor die Ladestation geschaltet ist, wird auch der Ruhestromverbrauch der Ladestation korrekt miterfasst und dem Stromversorger mitvergütet. Bei üblichen Ladesäulen wird dagegen nur die abgegebene Ladeenergie bezahlt, zum Nachteil des Stromlieferanten. Die Bezahlung erfolgt durch jährliches Ablesen des Verbrauchs, wie beim Stromzähler in der Wohnung.

Finanzierung der Ladestation

Wohnungsgesellschaften und auch private Eigentümer vermieten Pkw-Stellplätze in sehr großer Zahl auf ihrem eigenen nicht-öffentlichen Grund. Hier ist die Aufstellung einer Ladestation ohne große Kosten möglich, für weniger als 2.000 Euro. Die Finanzierung kann der Mieter oder der Hauseigentümer übernehmen. Umfangreiche behördliche Genehmigungen – wie bei Ladestationen im öffentlichen Bereich – sind dabei nicht erforderlich.

Eine einfache Wallbox kostet etwa 600 Euro. Liegt der Stromverbrauch maximal bei 6.000 kWh im Jahr (bei 15 kWh für 100 km kann ein E-Fahrzeug damit 40.000 km fahren), ist nur ein einfacher geeichter digitaler Drehstromzähler erforderlich. Der Messstellenbetreiber (Stromlieferant) darf bis zu 20 Euro im Jahr als Messstellenentgelt (Grundgebühr) berechnen. Dieser Wert ist als Preisobergrenze gesetzlich festgelegt. Der Stromlieferant stellt diesen kWh-Zähler zur Verfügung. Heute zahlen die meisten Haushalte zwischen acht und 17 Euro Grundgebühr im Jahr. Der erforderliche Anschluss an das Drehstromnetz sollte nicht mehr als einmalig 1.000 Euro kosten. Auf diese Weise können vermietete Pkw-Stellplätze mit Lademöglichkeit zum Haushaltsstromtarif für Interessenten mit Elektrofahrzeugen attraktiv werden.

Mit Solarstrom wird die Ladestation richtig günstig

Wenn sich der zur Mietwohnung gehörende oder separat gemietete Pkw-Stellplatz in einer sonnigen Lage befindet, kann hier ein Carport mit einer Photovoltaik-Anlage auf dem Dach installiert werden. Eine Photovoltaikanlage mit 1 kWpeak benötigt etwa zehn Quadratmeter. Diese Solarfläche – zum Preis von etwa 1.800 Euro – erzeugt in Deutschland etwa 1.000 kWh pro Jahr.

Beim Verbrauch eines E-Autos von 15 kWh für 100 km reicht das für 1.000 kWh also 6.666 Kilometer im Jahr. Die Lebensdauer der Solarzellen beträgt etwa 30 Jahre. In dieser Zeit können mit dem E-Pkw 6.666 km x 30 = 199.980 km gefahren werden. Das entspricht etwa 90 ct pro 100 km (wobei Wartungskosten vernachlässigt wurden).

Die Perspektiven: kurz vor dem Durchbruch

Mit Blick auf alternative Antriebe prognostiziert das KfW-Energiewendebarometer 2019 ein dynamische Entwicklung, die der Elektromobilität bis 2030 den Durchbruch bescheren dürfte. Dies verspreche einen entscheidenden Beitrag zum Klimaschutz im Verkehr. Derzeit hat zwar nur rund ein Prozent der befragten Haushalte ein Hybrid- oder Elektroauto, jeder vierte plant jedoch in den nächsten zehn Jahren die Nutzung eines E-Autos – 2018 war es nur jeder sechste Haushalt. Für eine private netzdienliche Wallbox bis 11 kW zahlt die KfW einen Zuschuss von 900 Euro.

Derzeitige Elektroauto-Nutzer haben der Umfrage nach mehrheitlich Zugang zu grünem Strom und ersetzen zu 90 Prozent Strecken, die sie sonst mit einem Verbrenner zurückgelegt hätten. Als zentrales Hemmnis für die stärkere Verbreitung von Elektroautos geben die Haushalte neben dem hohen Preis eine zu geringe Anzahl von Ladestationen an. Nur rund ein Fünftel der Ladevorgänge findet dabei an öffentlichen Strom-Tankstellen statt.

Wohin mit der Ladestation? Raum ist vorhanden

Die baulichen Grundvoraussetzungen für heimische Ladepunkte sind vielerorts gegeben: 82 Prozent der Haushalte mit Auto geben an, über einen Stellplatz zu verfügen. Die meisten dieser Stellplätze befinden sich auf privatem Grund.

Es ist auch möglich, auf Parkplätzen von Arbeitgebern die Ladeboxen mit persönlichen Stromzählern auf den Arbeitnehmern zugewiesenen Parkplätzen zu installieren. Der Mitarbeiter zahlt dann auch nur den Haushaltsstromtarif für seine Mess-Stelle, und der Arbeitgeber muss sich um die Abrechnung usw. nicht kümmern. Für die verbleibenden 18 Prozent ist die beste Lade-Möglichkeit das Schnell-Gleichstromladen an zentralen Lade-Tankstellen – wie das bisherige Tanken von Benzin und Diesel.

Da die Reichweite der neuen E-Autos mindestens 400 km beträgt, genügt ein Voll-Laden etwa alle zehn Tage, wobei die Ladezeit weniger als eine halbe Stunde beträgt. Die DC-kWh sollte jedoch nicht viel teurer als die Haushaltsstrom-kWh sein. Auf die bisherigen öffentlichen AC-Ladesäulen kann dann verzichtet werden.

Prof. Dr.-Ing. Peter Marx war Dozent für Elektrotechnik der Beuth Hochschule für Technik und hat eine Ladestation für Elektrofahrzeuge entwickelt

Hier lesen Sie, für welche Gebäude das neue Gebäude-Elektromobilitätsinfrastruktur-Gesetz GEIG Ladestationen oder Vorbereitungen vorschreibt. Auf DABonline geben wir außerdem Planungshinweise für E-Ladestationen