Automobil

Kabelloses Laden: Warum der Fahrplan über den Nutzen entscheidet

Vom US-Straßenversuch bis zu Reifenspulen aus Zürich wandert die Ladefunktion in die Infrastruktur. Entscheidend wird, wie oft Fahrzeuge sie nutzen können.

Von Wolfgang

08. Okt. 20266 Min. Lesezeit

Symbolischer Elektrobus über einer Ladespule an einer Haltestelle

Die Ladebuchse verschwindet beim kabellosen Laden aus dem sichtbaren Ablauf. Die eigentliche Arbeit verschwindet damit nicht: Strom muss weiter rechtzeitig, mit passender Leistung und über geeignete Technik zur Batterie gelangen. Bei einer Busflotte entscheidet deshalb oft eine überraschend alltägliche Größe über den Nutzen – der Fahrplan.

Seit 2023 zeigen ein Straßenversuch in Detroit, eine Hochleistungsübertragung in einem US-Labor und ein neues Reifenspulen-Konzept aus Zürich unterschiedliche Wege. Unsere These: Drahtloses Laden wird besonders dort interessant, wo Ladegelegenheiten planbar wiederkehren. Die technische Spitzenleistung ist ein Teil der Lösung. Wie oft und wie lange Fahrzeuge die Infrastruktur tatsächlich nutzen, bestimmt ihren betrieblichen Wert.

Drei Entwicklungen verschieben den Ort des Ladens

Das Verkehrsministerium von Michigan beschreibt einen seit November 2023 betriebenen Abschnitt der 14th Street in Detroit. Auf einer Viertelmeile wurden Spulen im Straßenbelag installiert. Ausgerüstete Fahrzeuge erhalten über ein passendes Empfängersystem Energie. Der Versuch untersucht damit eine Infrastruktur, die Fahrzeuge auf ihrem Weg antreffen können.

Im Juni 2024 meldete das Oak Ridge National Laboratory eine stationäre drahtlose Übertragung von 270 kW an einen Porsche Taycan, gemeinsam mit Volkswagen Group of America. Der Empfänger sitzt am Unterboden. ORNL berichtete mehr als 95 Prozent Effizienz. Das ist eine Laboranordnung mit stehendem Fahrzeug und eine andere Aufgabe als die Übertragung entlang einer Straße.

Die ETH Zürich stellte am 5. Oktober das Konzept von Winduction vor: Elektrobusse sollen an Haltestellen über Spulen in den Rädern laden. So wird der Abstand zwischen Straße und Empfänger klein. Die Mitteilung nennt mehr als 90 Prozent Effizienz vom Boden bis ins Fahrzeug und einen geplanten Pilotbetrieb 2028. Sie beschreibt die Entwicklung eines Systems für wiederkehrende Halte im Tagesbetrieb.

Ein kleines Luftstück kann große technische Folgen haben

Bei induktiver Übertragung erzeugt eine Spule ein wechselndes Magnetfeld. Eine passende zweite Spule nimmt darüber Energie auf. Geometrie, Abstand und Ausrichtung beeinflussen die Kopplung. Dazu kommen Elektronik und Verluste entlang des Weges. Der Empfänger muss in einem Fahrzeug untergebracht werden, dessen Platz und mechanische Eigenschaften bereits durch andere Aufgaben beansprucht sind.

Winduction verlegt die Kopplung näher an den Boden. Das hat eine konkrete konstruktive Folge: Übliche Stahlgürtel im Reifen würden mit dem Magnetfeld reagieren und Wärme erzeugen. Das Konzept benötigt deshalb einen entsprechend anders aufgebauten Reifen. Ein Vorteil beim Übertragungsabstand wird mit einer Veränderung an einem Bauteil verbunden, das auch Fahrkräfte und Straßenbedingungen aushalten muss.

Die drei Beispiele lassen sich darum nicht anhand ihrer Effizienzangaben sortieren. Sie verwenden unterschiedliche Empfänger, Leistungsbereiche und Versuchssituationen. Wichtiger ist die jeweils beantwortete Frage: Kann ein Straßenabschnitt Energie anbieten? Lässt sich hohe Leistung kompakt unter ein Auto übertragen? Oder kann eine Haltestelle eine günstige Kopplungsgeometrie für einen Bus bereitstellen?

Eine halbe Minute wird erst durch Wiederholung wertvoll

Für den Betrieb zählt Energie, die innerhalb einer nutzbaren Zeit ankommt. Eine eigene hypothetische Rechnung verdeutlicht das: Bei 100 kW über 30 Sekunden werden rechnerisch etwa 0,83 kWh übertragen, bevor Verluste berücksichtigt werden. Zehn solche Gelegenheiten ergeben rund 8,3 kWh. Keine dieser Zahlen ist ein Messwert eines genannten Projekts; sie zeigen den Zusammenhang zwischen Leistung, Dauer und Wiederholung.

Eine Haltestelle kann also technisch gut geeignet sein und dennoch wenig beitragen, wenn Busse dort nur kurz halten. Umgekehrt kann eine häufiger angefahrene Stelle mit längerer Standzeit über einen Tag erheblich mehr Energie bereitstellen. Der Fahrplan verteilt die Ladezeit. Die Ladeinfrastruktur muss diese Verteilung aufnehmen, statt nur eine möglichst hohe Nennleistung zu besitzen.

Schematische Busroute mit Ladegelegenheit an einer Haltestelle und ergänzender Depotladung
Wiederkehrende Halte können Ladezeit schaffen; Depot und Strecke übernehmen dabei unterschiedliche Aufgaben. (Quelle: KI generiert)

Dazu kommt die reale Abweichung vom Plan. Ein verspäteter Bus hält möglicherweise kürzer, ein Fahrzeug wird auf eine andere Linie geschickt, eine Ladefläche ist belegt. Der Energiehaushalt braucht Reserven für solche Fälle. Wie viel Batterie durch Zwischenladen eingespart werden kann, hängt folglich auch davon ab, wie zuverlässig diese Gelegenheiten verfügbar bleiben.

Regelmäßige Flottenrouten sind ein anderer Fall als Privatverkehr

Eine Buslinie verbindet Fahrzeuge und Infrastruktur über viele wiederholte Fahrten. Betreiber kennen typische Umläufe, Halte und Einsatzfenster. Dadurch können sie die Ladepunkte passend zur Route planen und über den Tag mehrfach nutzen. Die Infrastrukturkosten verteilen sich auf einen vorhersehbareren Betrieb als bei einer selten angefahrenen Fläche.

Im privaten Verkehr sind Wege und Standzeiten oft verschieden. Ein Ladepunkt muss zu vielen Fahrzeugtypen und Nutzungssituationen passen. Dort kann kabelloses Laden als komfortable Standlösung interessant sein, während eine lange elektrifizierte Straße eine andere wirtschaftliche und organisatorische Aufgabe darstellt. Dass beides ohne Kabelkontakt arbeitet, macht daraus noch kein gemeinsames Geschäftsmodell.

Für Flotten kann Zwischenladen zudem die Gestaltung des Umlaufs verändern. Eine Batterie muss dann nicht den gesamten Tagesbedarf ohne Nachladen abdecken. Ihre Größe bleibt allerdings an die erforderlichen Reserven und an Abschnitte ohne Versorgung gebunden. Weniger mitgeführte Energie wird möglich, wenn eine passende externe Versorgung diese Aufgabe zuverlässig übernimmt.

Das Gegenargument ist eine gut geplante Depotladung

Warum zusätzliche Technik in die Straße oder Haltestelle einbauen, wenn ein Bus nachts im Depot laden kann? Das ist ein starkes Gegenargument. Ein Depot bündelt Fahrzeuge an einem kontrollierten Ort. Installation, Wartung und Zugang können einfacher organisierbar sein. Wenn die Reichweite für den Tagesumlauf passt und ausreichend Ladezeit vorhanden ist, kann dieses Modell sehr gut funktionieren.

Unterwegs laden verschiebt dagegen Arbeit an andere Orte und Zeiten. Das kann Betriebsmöglichkeiten eröffnen, bindet aber Straßenbau, Stromanschluss und Verkehrsabläufe enger zusammen. Eine Störung an einem stark genutzten Punkt kann mehrere Umläufe betreffen. Wer Systeme vergleicht, sollte deshalb die gesamte Betriebsorganisation betrachten: Batterie, Ladeflächen, Ersatzmöglichkeiten und Wartung.

Auch der Netzanschluss entscheidet mit. Hohe Leistung an einer Haltestelle braucht eine passende Versorgung. Viele Busse, die nacheinander denselben Ort nutzen, erzeugen ein anderes Lastprofil als Fahrzeuge, die gleichzeitig im Depot laden. Welche Lösung lokal günstiger ist, ergibt sich aus Anschluss und Fahrweise. Der drahtlose Energieübergang allein bestimmt diesen Vergleich nicht.

Die Entwicklung verlangt einen gemeinsamen Plan für Fahrzeug und Straße

Detroit, Oak Ridge und Winduction zeigen über mehrere Jahre, dass drahtlose Übertragung in unterschiedlichen Situationen weiterentwickelt wird. Die Beispiele liefern keine einheitliche Antwort für sämtliche Elektrofahrzeuge. Sie machen vielmehr sichtbar, wie eng der Empfänger im Fahrzeug und der Ladeort zusammenpassen müssen.

Für Busse führt der wichtigste nächste Schritt daher durch den Alltag: Haltezeiten, Umleitungen, Reifenwechsel, Wetter und verlässliche Energieversorgung. Ein erfolgreiches System passt sich diesem Ablauf an und macht ihn leichter beherrschbar. Kabelloses Laden erhält seinen Wert dann, wenn aus einer technisch möglichen Übertragung eine häufig genutzte, planbare Gelegenheit wird.

Quellen

Für diesen Artikel wurden KI-gestützte Recherche- und Editierwerkzeuge verwendet. Der Inhalt wurde redaktionell geprüft.