SIEMENS

Wenn bei Weststurm die Nordsee tobt und schwere Brecher gegen die Dünen Jütlands donnern, dann drehen sie sich – Tausende von Windrädern an der dänischen Küste. 20 % des dänischen Stroms stammen bereits aus Windenergie. Bis zum Jahr 2025 sollen es sogar 50 % sein. Das skandinavische Land ist damit weltweit Spitzenreiter. Doch die Freude über den hohen Anteil regenerativer Energien ist durchaus getrübt. Denn wenn der Wind zu stark bläst, liefern die Rotoren bereits jetzt mehr Strom, als das Netz vertragen kann. Bislang mussten die dänischen Energieversorger den Strom dann an die Nachbarländer weiterleiten – und dafür zu allem Überfluss auch noch bezahlen.
So überrascht es kaum, dass Dänemark zu den Vorreitern bei der Entwicklung von Speichertechnologien gehört, die das Zuviel an Windstrom schlucken – vor allem die Batterien von Elektroautos sind dabei im Visier der Forscher. Bereits in zehn Jahren soll in Dänemark jedes zehnte Auto mit Strom aus Windkraft dahinbrausen. Zu einer Zeit, da auf europäischen Straßen noch kaum Elektroautos unterwegs sind, erscheint diese Vision fast vermessen. Doch Dänemark treibt die Elektromobilität derzeit in einer ganzen Reihe von Projekten massiv voran. Siemens ist als Entwicklungspartner dabei – sowohl was die Anbindung des Autos ans Stromnetz betrifft als auch in Sachen Fahrzeugtechnik.

Mit Elektrostrom zum Klimagipfel. So stellt Siemens zur Weltklimakonferenz der Vereinten Nationen im Dezember 2009 in Kopenhagen zusammen mit der Auto-Manufaktur Ruf aus Pfaffenhausen im Allgäu drei Dakara mit Elektroantrieb vor – diese Autos basieren auf dem Chassis des Porsche Cayenne und werden mit einem integrierten Ladekonzept ausgestattet sein: Sie haben bereits die Elektronik an Bord, die erforderlich ist, um Autos an Steckdosen mit 230 bis 400 V aufzuladen. Der entsprechende Stecker ist bereits standardisiert. Wie lange die Beladung dauert, hängt bei diesem Konzept vor allem von der Leistung der Steckdose ab. Zunächst wird mit einer Ladeleistung von etwa 10 kW gerechnet, mittelfristig mit bis zu 43 kW. Damit liegt die Ladezeit zwischen zwei Stunden und 20 Minuten. Betankt wird über den Stromanschluss in der Tankklappe.
Bereits im Frühjahr 2009 hatten Ruf und Siemens einen zum Elektroauto umgebauten Porsche 997 in Targa-Anmutung, den eRuf-Greenster, auf dem Genfer Automobilsalon präsentiert (siehe Artikel "Strom macht mobil", Pictures of the Future, Frühjahr 2009). Das Fahrzeug mit einer Leistung von 270 kW beeindruckt mit einer hohen Beschleunigung und einem beachtlichen Drehmoment gleich vom Start weg. Ein Verbrennungsmotor braucht eine Weile, um die volle Kraft zu entfalten. Beim Elektromotor ist sie sofort da.
Der Greenster ist ein Demonstrations-Fahrzeug, das zeigt, wie schick Elektromobilität sein kann. Dennoch: Aufgrund von nur drei Monaten Entwicklungszeit konnten die einzelnen Komponenten unter der Haube des Greensters noch nicht aus einem Guss sein, sondern sie mussten aus verfügbaren Standardkomponenten zusammengesetzt werden.
"Der bereits geplante Nachfolger Greenster II soll hingegen optimal angepasste Komponenten haben", sagt Prof. Gernot Spiegelberg, bei Corporate Technology (CT) – der zentralen Forschung – Leiter des Teams für Elektromobilität. Dazu gehören unter anderem eine Schnellladefunktion und fein abgestimmte Komponenten für Batteriemanagement, Motorsteuerung und Ladeelektronik. Der Greenster II soll Ende 2010 fertig sein.

Überall Strom zapfen. Die Dakaras hingegen werden bereits während der Konferenz in Kopenhagen im Dezember 2009 mit Windstrom betankt und als Shuttle zwischen Kongresszentrum und Flughafen eingesetzt – mit Platz für vier Fahrgäste und Koffer. Zum Dakara- Konzept gehört ferner eine Stromzapfsäule von Siemens, die mit der Fahrzeugelektronik kommuniziert. Das ist nicht nur in Dänemark eine der wichtigsten Herausforderungen der Elektromobilität, denn künftig sollen Elektrofahrzeuge an jedem Ort – der Garage, dem Supermarkt- oder Firmenparkplatz – betankt werden können. Wie beim Handy wird der Verbrauch anschließend mit dem Dienstleister abgerechnet, was nur möglich ist, wenn das Auto sicher erkannt wird und Daten zwischen Bordelektronik und Zapfsäule ausgetauscht werden. In einem Kooperationsprojekt mit dem Energieversorger RWE wird Siemens zudem demnächst an verschiedenen Standorten in Deutschland 40 Ladestationen installieren, davon 20 in Berlin. Im Rahmen einer Roadshow von RWE, an der Siemens ebenfalls beteiligt ist, ist der Greenster derzeit in Deutschland unterwegs – er war auch auf der Internationalen Automobilausstellung IAA im September 2009 in Frankfurt am Main.
Siemens verfolgt das Thema Elektromobilität umfassend; sowohl die Fahrzeugtechnik wie bei Greenster und Dakara als auch die Anbindung ans Netz mitsamt Ladevorgang und Kommunikation. "Inside Car" und "Outside Car" nennt Spiegelberg diese beiden Bereiche. "Wir haben eine Mannschaft aufgebaut, die alle Facetten der Elektromobilität abdeckt", sagt der Siemens-Experte. Mit dabei sind neben den CT-Forschern auch Fachleute aus den Sektoren Energy und Industry. Denn es geht bei der künftigen Elektromobilität nicht nur um die Autos. Auch das Stromnetz muss entsprechend vorbereitet werden. Ein Beispiel sind große öffentliche Plätze wie die Parkanlagen in Innenstädten oder vor Fußballstadien. Dort werden Systeme erforderlich sein, die die einzelnen kleinen Stromlasten der Autos bündeln. Pro 50 Fahrzeuge wird man einen Verteiltrafo samt Schaltanlage benötigen. Mehrere Dutzend Verteiltrafos müssen dann über eine Mittelspannungsschaltanlage zusammengeschaltet werden. Bei mehreren tausend parkenden Autos sind dafür größere Anlagen nötig, die man in Untergeschossen oder separaten Häusern aufstellen wird. Denn wenn 10.000 Fahrzeuge gleichzeitig mit 20 kW am Netz hängen, entspricht dies einer Leistung von 200 MW – das ist schon ein mittleres Kraftwerk.

Autos als mobile Stromspeicher. Die Energiefachleute von "Inside" und "Outside Car" engagieren sich derzeit auch im dänischen Projekt EDISON. Der Projektname "Electric vehicles in a Distributed and Integrated market using Sustainable energy and Open Networks" ist zwar kryptisch, beschreibt aber exakt, worum es geht. EDISON will als erstes und umfangreichstes Projekt dieser Art weltweit einen Fahrzeugpool an die Steckdose bringen und mit schwankender Windenergie koppeln. In den kommenden zwei Jahren wird die Technik auf Fahrzeug- und Netzseite entwickelt und vorbereitet.
2011 beginnt dann auf der dänischen Ostseeinsel Bornholm der Praxistest. Die Fahrzeuge werden am öffentlichen Stromnetz betankt und Windstrom aufnehmen. Wenn wiederum im Stromnetz die Nachfrage steigt, etwa zur Frühstückszeit oder abends, werden die Autos Strom ins Netz zurückspeisen. Die Hoffnung der Dänen ist, dass sich mit einem Tausende Autos großen Fuhrpark in naher Zukunft die Schwankungen des Windstroms ausgleichen lassen. Statt separate Stromspeicher zum Abpuffern der Stromschwankungen zu bauen, lieferten dann die Autos mitsamt ihren Akkus ganz nebenbei Speicherkapazität. Bei EDISON steht damit unter anderem auch der bidirektionale Stromfluss im Mittelpunkt: der Fluss vom Netz ins Auto und zurück. Eine Rechnung zeigt, wie viel Potenzial dieses Konzept in sich birgt: 200.000 Fahrzeuge, die mit 40 kW Leistung am Netz hängen, könnten kurzfristig eine Leistung von 8 GW zur Verfügung stellen – das ist mehr als ganz Deutschland derzeit an Regelleistung benötigt, um Verbrauchsspitzen abzufedern.
Neben Siemens setzt sich das EDISON-Konsortium aus der Dänischen Technischen Universität (DTU) und ihrem Forschungszentrum, Risø-DTU, den dänischen Energieversorgern Dong Energy und Østkraft sowie dem Forschungs- und Entwicklungsunternehmen Eurisco und IBM zusammen. EDISON besteht aus verschiedenen Arbeitspaketen, in denen alle für die Elektromobilität erforderlichen Technologien ausgetüftelt werden. Siemens ist hier insbesondere für den Bereich Schnellladen und Batteriewechsel zuständig. "Siemens hält dafür in seinem Portfolio bereits eine Vielzahl von Komponenten vor, die wir für diesen Einsatz neu zuschneiden und programmieren", sagt Sven Holthusen, im Sektor Energy zuständig für das EDISON-Projekt.