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Karlsruher Institut für Technologie- KIT: Prognose-Tool berechnet Bedarf an E-Mobil-Ladesäulen

Wie viele Ladesäulen welchen Typs »braucht« eine Region? 100, 500, 1000? Nach welchen Kriterien entscheidet man das? Um diese Fragen zu klären, hat das KIT ein Prognose- und Szenarien-Tool für die Region Stuttgart entwickelt, mit dem Planer Infrastruktur-Dimensionierungen belastbar begründen können.

Ladeinfrastruktur-Planung Bildquelle: © KIT

Die täglichen Ladevorgänge von Elektrofahrzeugen ortsaufgelöst prognostiziert das Planungsinstrument für den Ausbau der Ladeinfrastruktur in der Region Stuttgart.

Im »Masterplan Schnellladeinfrastuktur Region Stuttgart« wird geklärt, wie hoch der Bedarf an Schnelladestationen für welche Anzahl Elektroautos ist. Wie viele Standorte werden benötigt, wenn sie von jedem Punkt der Region aus innerhalb einer bestimmten Fahrtzeit erreichbar sein sollen? Wie viele Ladevorgänge pro Tag sind bei welcher Anzahl von Elektrofahrzeugen zu erwarten, und wie viel Energie wird je Ladevorgang abgegeben? So werden zum Beispiel 58 Ladestationen benötigt, wenn sie jeweils innerhalb von zehn Autofahrminuten erreichbar sein sollen, und 218 für eine Erreichbarkeit innerhalb von fünf Minuten.

Schnellladestationen mit einer Ladeleistung von circa 50 kW ermöglichen es, den Fahrzeugakku innerhalb von knapp 20 Minuten soweit aufzuladen, dass das Elektroauto eine Strecke von rund 100 Kilometer zurücklegen kann. An den bislang im öffentlichen Raum zumeist üblichen 22-kW-Ladesäulen dauert der Ladevorgang länger. »Außerhalb von Autobahnen finden sich bislang allerdings kaum Schnellladestationen«, sagt Dr. Martin Kagerbauer vom Institut für Verkehrswesen am KIT.

Das von den Wissenschaftlern entwickelte Planungsinstrument unterstützt die Kommunen und mögliche Investoren darin, geeignete Standorte für den Ausbau der Schnellladeinfrastruktur in der Region Stuttgart zu finden. Der Masterplan Schnellladeinfrastruktur berücksichtigt unter anderem die Zahl der in der Region bereits vorhandenen Ladesäulen, stark besuchte Punkte wie Museen, Einkaufszentren oder Restaurants sowie die Anbindung an das Stromnetz und die zu erwartende Wirtschaftlichkeit. Dr. Patrick Plötz vom Fraunhofer ISI betont: »Bei gut ausgelasteten Standorten ist in wenigen Jahren ein wirtschaftlicher Betrieb möglich. Die dafür notwendige Anbindung der Ladesäulen an das Mittelspannungsnetz ist jedoch sehr komplex und von vielen lokalen Faktoren abhängig, hier müssen konkrete Lösungen gefunden werden.«

Für die Erstellung des Masterplans haben Forscher des KIT Daten des von ihnen entwickelten mikroskopischen multi-agentengestützten Verkehrsnachfragemodells mobiTopp zugrunde gelegt. Das Modell bildet in einem Simulationszeitraum von einer Woche die Mobilität aller Einwohner der Region Stuttgart mit allen zurückgelegten Wegen, Zielen und Verkehrsmitteln ab, zum Beispiel die regelmäßige Nutzung bestimmter Verkehrsmittel oder das routinemäßige Aufsuchen bestimmter Ziele. Die Verkehrsnachfragesimulation, die im Auftrag des Verbands Region Stuttgart erstellt worden ist, beinhaltet rund 50 Millionen zurückgelegte Wege je Woche mit allen Verkehrsmitteln und spiegelt das vollständige Mobilitätsprofil der Region Stuttgart wider.

Neben den Verkehrsmitteln Rad, Pkw und öffentlicher Verkehr wurde im Schaufenster Projekt „LivingLab BWe mobil“ Elektromobilität in die Modellierung integriert. Zudem flossen auch weitere Pilot- und Forschungsprojekte des Bundes und des Landes Baden-Württemberg in die Berechnungen ein. „Der Masterplan ist durch die zugrundeliegenden Daten speziell auf die Region Stuttgart zugeschnitten, die Methodik ist jedoch auf andere Regionen übertragbar“, betont Kagerbauer.