Innovative Projekte beschleunigen den Ausbau der E-Mobilität

Wer nach Innovation sucht, wird im Mobilitätssektor fündig. In Echtzeit kann man beobachten, wie Lösungen für aktuelle Herausforderungen gefunden werden und neue Möglichkeiten entstehen.

Der Mobilitätssektor steht seit geraumer Zeit vor Herausforderungen, die sich aus dem raschen Bevölkerungswachstum, ihren wandelnden Bedürfnissen und dem Klimawandel ergeben. Der Anstieg des Verkehrsaufkommens führt zu mehr Verkehr, insbesondere in städtischen Gebieten. Infolgedessen kommt es zu mehr Verkehrsunfällen, höheren CO2-Emissionen und mehr Luftverschmutzung. Es wurden bereits erhebliche Anstrengungen unternommen, um diese Probleme anzugehen. Aber die Anpassung und Erweiterung der bestehenden Infrastruktur, um mehr Lade- und Tankstellen für alternative Antriebe zu integrieren, ist nach wie vor ein kostspieliges Unterfangen. Darüber hinaus ist die Integration neuer Technologien in bestehende Systeme und die Sicherstellung ihres Zusammenspiels eine weitere Herausforderung, die beispielsweise im Zusammenhang mit autonomen Fahrzeugen besonders relevant ist.

Bild: iStock/deepblue4you

Trotz der Tragweite dieser Herausforderungen eröffnen sich aber auch viele Chancen für Innovationen. Neue Geschäftsmodelle und das Konzept der Smart Cities sind auf dem Vormarsch. Autonome Fahrzeuge befinden sich bereits in der Entwicklung. Und nachhaltige Mobilität ist ein gesellschaftliches Anliegen geworden. Insbesondere Letzteres hat mit der Förderung von Elektrofahrzeugen und der Forschung im Bereich der erneuerbaren Energien an Bedeutung gewonnen.

Neue Energieinnovationen in der Mobilität

Für eine nachhaltige Mobilität spielen alternative Energiequellen wie Sonne, Wind und Wasser eine wichtige Rolle, denn ohne sie wären auch Elektrofahrzeuge weniger nachhaltig. Die Wirtschaftsakteure haben in den letzten Jahren viel in diese Strategie investiert und werden dies auch in Zukunft tun, um die CO2-Emissionen im Bereich Mobilität zu reduzieren. So wurden bereits Verbesserungen in der Batterietechnologie erzielt und Ladestationen für die bequeme Nutzung im Alltag installiert. Die zunehmende Akzeptanz und Nutzung von Elektrofahrzeugen ist auch ein Baustein für weitere Innovationen in diesem Bereich, wie z. B. induktives und bidirektionales Laden.

Induktives Laden von E-Autos

Induktives Laden ist das kabellose Aufladen von Elektrofahrzeugen mithilfe von Magnetfeldern. Dazu wird das Fahrzeug auf einer Ladeplatte abgestellt, die einen Induktionsstrom erzeugt. Die Energie wird über eine Empfangseinheit unter dem Fahrzeug in die Fahrzeugbatterie übertragen.

Vorteile gegenüber den herkömmlichen Lademethoden sind der erhöhte Komfort und die Bequemlichkeit für die Nutzer:innen. Auch die Gesellschaft profitiert, da die Hürden für den Umstieg auf Elektromobilität minimiert werden und somit ein Beitrag zur CO2-Reduktion geleistet wird. Ausserdem entfällt die Verkabelung des öffentlichen Raums. Die Infrastruktur muss jedoch weit verbreitet und allgemein zugänglich sein, bevor die wahren Vorteile der Innovation zum Tragen kommen.

Erstes Projekt in der Schweiz

Das erste Projekt, das die Machbarkeit des induktiven Ladens für den Alltagsgebrauch in der Schweiz testet, startete im November 2023. Das Team besteht aus Akteuren der Wirtschaft, der Wissenschaft und des Bundes und will die Technologie unter realen Bedingungen testen. Dabei soll die Effizienz sowie die Benutzerfreundlichkeit bewertet werden. Die Fahrzeuge sollen im Pilotprojekt im Rahmen eines E-Carsharing-Dienstes durch die Installation und den Betrieb von mindestens sechs Ladestationen eingesetzt und ergänzt werden.

Für eine nachhaltige Mobilität spielen alternative Energiequellen wie Sonne, Wind und Wasser eine wichtige Rolle, denn ohne sie wären auch Elektrofahrzeuge weniger nachhaltig.

Weitere Innovationen in der Elektromobilität

Innovationen im Bereich des induktiven Ladens können gleichfalls grosse Auswirkungen auf andere Innovationsbereiche haben. Ein Beispiel dafür ist das bidirektionale Laden, bei dem Fahrzeuge nicht nur Energie aufnehmen, sondern auch wieder ins Netz abgeben. So können Elektroautos ebenfalls als Energiespeicher dienen. Dies unterstützt Energieeinsparungen und senkt die Kosten für die Nutzer:innen, welche ihr Fahrzeug am Netz anschliessen. Sie können so zu Spitzenlastzeiten Einkommen erzielen oder ihre Stromrechnungen senken. Bidirektionales Laden unterstützt ebenso das gesamte Stromnetz durch die Bereitstellung zusätzlicher Energie in Zeiten hoher Nachfrage und damit die Vermeidung von Netzüberlastungen. In besonderen Situationen kann die gespeicherte Energie auch als Notstromversorgung für Haushalte bei Stromausfällen dienen.

Drahtlose Energieübertragung während der Fahrt: Zukunftsperspektiven

Das Potenzial des induktiven Ladens kann in Zukunft noch weiter ausgebaut werden, insbesondere für die kabellose Energieübertragung während der Fahrt. Damit sollen Elektrofahrzeuge ihre Batterie während der Fahrt aufladen können. Dazu sind speziell ausgestattete Strassen mit Induktionsspulen erforderlich, die ein Magnetfeld erzeugen, das von Empfängerspulen im Fahrzeug aufgenommen werden kann. Dies könnte die Reichweite von Elektrofahrzeugen erhöhen, da sie nicht mehr von der Grösse der Batterie abhängt. Ausserdem entfallen durch das kontinuierliche Laden häufige Ladestopps. Insgesamt wird dadurch auch die Effizienz des Fahrzeugs in Bezug auf Energieverbrauch und Ladezeit optimiert. Erste Teststrecken gibt es bereits zum Beispiel in Tel Aviv, wo Kupferleitungen für die Stromversorgung sorgen. Oder im chinesischen Jinan, wo man den Strombedarf über einen Solarbelag decken will. Weitere Projekte gibt es auch in Europa und Amerika.