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Kleinere elektronische Geräte wie die Zahnbürste oder das Mobiltelefon laden wir schon seit Jahren induktiv. Doch kann die kabellose Energieübertragung auch bei Großverbrauchern wie Elektroautos funktionieren? In Schweden beteiligt sich Vattenfall InCharge an Pilotprojekten zum induktiven Laden und auch in Deutschland macht die Technologie erstaunliche Fortschritte.
Wenn Wechselstrom durch eine Spule aus Kupferdraht fließt, entsteht ein Magnetfeld. Das fand der britische Wissenschaftler Michael Faraday bereits 1831 heraus. Wird eine zweite Spule im gleichen Magnetfeld platziert, kann die elektromagnetische Kraft erfasst und wieder in Strom umgewandelt werden. Strom wird also ohne einen direkten Kontakt übertragen.
Dabei geht in der Regel jedoch auch Energie verloren. Induktives Laden galt daher lange Zeit als ineffizient. Doch dank neuer Materialien konnten große Fortschritte erreicht werden: So erhöhte die Technische Universität Chalmers in Göteborg mithilfe neuer Hochleistungshalbleiter den Stromfluss um ein Vielfaches: Durch die Verwendung von Siliziumkarbid konnten 500 kW pro 2 Quadratmeter Ladesystem übertragen werden – das reicht sogar aus, um eine Elektrofähre zu laden.
Bis 2030 soll in Göteborg ein großes emissionsfreies Gebiet mit einer Vielzahl an klimaneutralen Transportmitteln und einer vernetzten Infrastruktur entstehen. Für die Initiative „Gothenburg Green City Zone“ arbeitet Vattenfall InCharge mit Volvo Cars und einem Taxiunternehmen zusammen. Auf den städtischen Parkplätzen gibt es Platten mit Ladespulen. Robotertaxis werden hier automatisch über Induktion geladen.
Bis 2025 sollen die Autos 12 Stunden am Tag und 100.000 km pro Jahr fahren. Die Stromnutzung über das Zahlungssystem von Vattenfall Incharge abgerechnet. Das InCharge-Abrechnungssystem wurde dafür auf das drahtlose Laden angepasst. Susanna Hurtig, Director E-Mobility Nordic bei Vattenfall, erklärt: „Dies bietet die Möglichkeit, unsere Lösung für zukünftige Alternativen zum Laden von Fahrzeugen und dem Bezahlvorgang zu entwickeln. Virtuell laden und bezahlen zu können, ist ein wichtiger Schritt und ich freue mich sehr auf die Ergebnisse des Tests."
Auch an der Elektrifizierung des Schwerverkehrs ist Vattenfall beteiligt, so z. B. beim REEL-Projekt, bei dem mehrere Modelle von Elektro-Lkw in unterschiedlichen Logistik- und Fahreinsätzen erprobt werden. Die Fahrzeuge legen oft nur relativ kurze Distanzen zurück und halten häufig an Logistikzentren. Induktives Laden würde hier klare Vorteile bringen.
„Es wird wichtig sein, laden zu können, während die LKWs be- und entladen werden. Beim Einsatz herkömmlicher Ladeeinrichtungen besteht jedoch die Gefahr, dass diese durch die Fahrzeuge beschädigt werden. Daher ist es von großem Vorteil, wenn die Ladeeinrichtung in die Ladebuchten eingebaut wird, in denen die Fahrzeuge geparkt werden. Darüber hinaus wird den Fahrern die zusätzliche Arbeit erspart, umständlich mit Kabeln und Steckern zu hantieren“, sagt Christian Gruffman, Programmmanager in der Forschungs- und Entwicklungsabteilung von Vattenfall.
Auf einer Teststrecke in Italien funktioniert das Laden mit rund 70 kW Leistung bereits während der Fahrt. Bis Mitte 2025 soll auch ein Autobahnabschnitt in Nordbayern elektrifiziert werden, um das induktive Laden von Elektroautos und -Lkw weiterzuentwickeln. Die Universität Erlangen-Nürnberg erhofft sich durch die 8 Millionen Euro teure Teststrecke weitere Erkenntnisse für den Bau induktiver Straßen.
Der Stuttgarter Konzern Mahle meldete Anfang 2024, den Ladeverlust beim induktiven Laden auf 1 bis 1,5 % reduzieren zu können. Gleichzeitig entwickelten die Forscher:innen ein Verfahren, um das E-Auto exakt über einer Bodenplatte zu positionieren. Laut Dr. Harald Straky von Mahle könnten bereits in 3 bis 4 Jahren die ersten Elektroautos mit Induktionsladetechnik auf den Markt kommen.
Das induktive Laden macht die Elektromobilität noch attraktiver. Wenn der Akku unterwegs ständig geladen werden könnte, müsste er nicht so groß und schwer sein. Dadurch würden auch weniger seltene Rohstoffe bei der Batterieproduktion benötigt. Außerdem bräuchte der Akku nicht jedes Mal vollgeladen werden, was die Lebensdauer verlängern würde. Allerdings ist die Technik mit rund 1.000 € Kosten pro Meter Ladetechnik im Boden noch sehr teuer. Doch mit den nächsten Entwicklungsschritten könnte sich das bald ändern.
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