Straßenlaternen als EV‑Ladestationen: Günstiger, schneller, gerechter

Die Automobilindustrie erlebt ihre größte Transformation seitdem Autos zu Beginn des 20. Jahrhunderts die Pferdekutschen als primäres Verkehrsmittel ersetzten.

Elektrofahrzeuge (EVs) führen diesen Wandel an, jetzt machen sie mehr als 20 % der weltweit verkauften Neuwagen aus. Damit erreichte die EV‑Flotte Ende 2024 fast 50 Millionen Fahrzeuge.

Laut der Internationalen Energieagentur (IEA) wurden 2024 17 Millionen Elektroautos verkauft, ein Anstieg von mehr als 25 % gegenüber dem Vorjahr. Dieser Zuwachs von 3,5 Millionen gegenüber 2023 liegt sogar über der Gesamtzahl der im gesamten Jahr 2020 verkauften Elektroautos.

In der ersten Hälfte des Jahres 2025 erreichten die weltweiten EV‑Verkäufe 9,1 Millionen, ein Anstieg von 28 % gegenüber demselben Zeitraum des Vorjahres.

China führt dieses Wachstum an und verzeichnete 2024 über 11 Millionen verkaufte Elektroautos sowie 5,5 Millionen in der ersten Hälfte 2025. In Bezug auf das Wachstum stiegen die EV‑Verkäufe in China um 32 % im Jahresvergleich.

Allerdings hat das EV‑Verkaufswachstum in Europa stagniert, da staatliche Subventionen in mehreren wichtigen Märkten abgeschafft oder reduziert werden. Während Europa dennoch einen Anstieg von 26 % bei den Elektroauto‑Verkäufen verzeichnete und in der ersten Hälfte dieses Jahres etwa 2 Millionen Einheiten erreichte, war die Wachstumsrate im Vergleich zu den Vorjahren eher dürftig.

In den USA und dem weiteren Nordamerika setzten die EV‑Verkäufe ihr Wachstum fort, jedoch mit geringerem Tempo. Die regionalen Verkäufe stiegen in der ersten Hälfte 2025 nur um 3 % auf 0,9 Millionen. In Kanada erlebte der Markt einen starken Rückgang von 23 %, während Mexiko um 20 % wuchs. Der US‑Markt stieg um 6 %.

Dies geschieht, während US‑Präsident Donald Trump im Juli das „große schöne Gesetz“ unterzeichnete, das den EV‑Steuergutschrift von 7.500 $ nach dem 30. September beendet. Das Gesetz hat alle IRA‑Verbrauchergutschriften für neue, gebrauchte und kommerzielle Elektrofahrzeuge aufgehoben, was voraussichtlich zu einem starken Rückgang der EV‑Nachfrage im letzten Quartal des Jahres führen wird.

EV‑Vorteile vs. das Engpass‑Problem der Ladeinfrastruktur

Der Verkehrssektor ist einer der größten Verursacher von Treibhausgasen (THG), und macht etwa 15 % der Gesamtemissionen sowie rund 23 % der globalen energiebezogenen CO₂‑Emissionen aus.

EVs erzeugen jedoch keine Auspuffemissionen. Sie laufen mit Batterien und Elektromotoren statt mit Benzinmotoren. Sie kosten weniger im Betrieb, erzielen eine bessere Reichweite und produzieren weniger Emissionen als herkömmliche Autos, wodurch sie eine sauberere Transportoption darstellen.

Bemerkenswert ist, dass die Emissionen eines EV über seinen gesamten Lebenszyklus – von der Rohstoffgewinnung über die Herstellung, den Vertrieb, den Betrieb bis zur Entsorgung – vom Strommix abhängen, mit dem er geladen wird. Wenn also eine geografische Region stark auf traditionelle Stromerzeugungsquellen setzt, können EVs nur wenig zur Reduktion der Lebenszyklus‑Emissionen beitragen.

Verwendet jedoch eine Region überwiegend wenig verschmutzende Energiequellen für die Stromproduktion, haben EVs im Vergleich zu ihren diesel- oder benzinbetriebenen Gegenstücken einen Vorteil bei den Lebenszyklus‑Emissionen.

Neben dem geringeren Umwelteinfluss haben EVs niedrigere Betriebskosten, da sie weniger bewegliche Teile besitzen als konventionelle Autos, was weniger Wartungsbedarf und geringere langfristige Betriebskosten bedeutet. Die Anschaffungskosten eines EV sind jedoch häufig höher als die eines herkömmlichen Benzinfahrzeugs.

Aber mit steigender Produktionsmenge und reifender Technologie wird erwartet, dass die Kosten in nicht allzu ferner Zukunft sinken.

Eine zentrale Herausforderung bei Elektroautos ist das Fehlen einer geeigneten Ladeinfrastruktur. Derzeit gibt es einen Mangel an öffentlichen Ladestationen, insbesondere in bestimmten Regionen, was ein erhebliches Hindernis für die EV‑Akzeptanz darstellt.

Ein weiteres Problem beim Laden ist, dass EVs länger zum Aufladen benötigen als das Betanken eines Benzinautos, obwohl dies von den Herstellern verbessert wird. Ein weiteres Anliegen von EV‑Fahrern ist die begrenzte Reichweite pro Ladung, das sogenannte „Range‑Anxiety“.

Um die Probleme beim EV‑Laden anzugehen, hat Shell kürzlich die Entwicklung einer thermischen Management‑Flüssigkeit für EVs angekündigt, die das Batterieladen erheblich beschleunigen kann.

Shell ist ein Öl‑ und Gasgigant, der sich in erneuerbare Energien, EV‑Ladeinfrastruktur, Biokraftstoffe und Wasserstoff sowie fortschrittliche Batteriekühltechnologien diversifiziert und damit den fortlaufenden Wandel zu sauberer Energie verdeutlicht. Das Unternehmen betreibt weltweit über 70 000 öffentliche Ladestationen für EVs an Einzelhandelsstandorten und Zielorten.

Im vergangenen Monat gab das Unternehmen bekannt, dass es in Zusammenarbeit mit dem Automobil‑Engineering‑Unternehmen RML Group eine Flüssigkeit entwickelt hat, die „thermische Belastungen sehr signifikant reduziert und wesentlich höhere Zell‑Ladestromstärken zulässt“.

Durch maximalen Kontakt mit jeder Zelle im Batteriepaket ermöglicht die nicht‑leitende Flüssigkeit einen hocheffizienten Wärmetransfer, wodurch die Ladegeschwindigkeit erhöht wird, ohne das Risiko einer Überhitzung.

Das Unternehmen demonstrierte diese Fähigkeit in einer 34‑kWh‑Batterie, die eine Ladezeit von 10 Minuten erreichte.

In einem leichten Fahrzeug mit einem Verbrauch von 10 km/kWh (6,2 Meilen/kWh) könne das Fahrzeug mit 14 Meilen/Minute (24 km/Minute) laden, so das Unternehmen.

Während dies hypothetisch ist, hat der chinesische Batteriezulieferer CATL bereits die zweite Generation seiner superschnellen Lithium‑Eisen‑Phosphat‑Batterie (LFP), Shenxing Gen 2, vorgestellt, die in der Lage ist, pro Sekunde 1,5 Meilen Reichweite hinzuzufügen.

In Umgebungen unter 10 °C kann die Batterie zudem von 5 % auf 80 % Ladestand in nur 15 Minuten aufladen.

Straßenlaternen‑EV‑Ladung: Kostengünstige, gerechte Infrastruktur

Angesichts des wachsenden Bedarfs und der Verbreitung von EVs arbeiten Automobilhersteller, Batterietechnologie‑Firmen und Betreiber von Ladennetzwerken aktiv daran, die Ladezeiten zu verkürzen. Zum Beispiel hat Stellantis eine 77‑Ah‑Zelle mit einer Energiedichte von 375 Wh/kg demonstriert, die bei Raumtemperatur von 15 % auf 90 % in etwa 18 Minuten laden kann.

Toyota arbeitet ebenfalls an der Massenproduktion von Festkörperbatterien mit Ladezeiten unter 10 Minuten und hoher Reichweite. Die Festkörperzellen von QuantumScape haben bereits Belastungstests bestanden, bei denen sie über 1.000 Ladezyklen mit mehr als 95 % Kapazität erreichten.

Anfang dieses Jahres kündigte der chinesische Automobilhersteller BYD eine neue Technologie, die „Super‑e‑Plattform“, an, die in nur 5 Minuten eine Reichweite von etwa 250 Meilen ermöglichen kann – also kaum länger als das Befüllen eines Benzintanks.

Während schnelles Laden ein großer Schritt zur Bewältigung der EV‑Einschränkungen ist, stellt sich die Frage nach der Ladeinfrastruktur. Elektroautofahrer benötigen schließlich bequeme Lademöglichkeiten.

Und damit EVs breit angenommen werden und die Emissionen und die Verschmutzung des Verkehrssektors reduzieren, ist ein bequemer und gerechter Zugang zur Ladeinfrastruktur unerlässlich.

Obwohl die öffentliche Ladeinfrastruktur schnell wächst, mit 30 % bis über 1,3 Millionen neu hinzugefügten Ladestationen weltweit im Jahr 2024, bleiben Herausforderungen hinsichtlich Netzkapazität, hoher Kosten und unregelmäßiger Verteilung bestehen.

Um das Problem der begrenzten Ladeinfrastruktur zu lösen, hat ein Forscherteam der Penn State ein skalierbares Modell entwickelt, das das bestehende Rahmenwerk für kostengünstiges EV‑Laden nutzt.

Für kostengünstige, gerechte EV‑Lademöglichkeiten entwickelt das neue Design die Nutzung von Straßenlaternen.

Diese Lichtmasten sind in städtischen Gebieten allgegenwärtig und bieten mehrere bemerkenswerte Vorteile gegenüber herkömmlichen Ladestationen, darunter einfachere Nutzung dank kommunalem Eigentum, Nähe zu Straßen, reduzierte Kosten durch Nutzung vorhandener Stromanschlüsse, maximale Effizienz durch Wiederverwendung bestehender Strukturen und potenzielle Stärkung der lokalen Wirtschaft.

Um ihr Rahmenwerk zu testen, installierte das Team mehrere Straßenlaternen‑Ladeeinheiten in Kansas City, Missouri.

Veröffentlicht im Journal of Urban Planning and Development¹, zeigte die Studie, dass sie nicht nur zeit- und kosteneffizienter als traditionelle EV‑Ladestationen sind, sondern auch zugänglicher, bequemer und mit geringeren negativen Umweltauswirkungen.

„Die Motivation für diese Arbeit ergibt sich aus der Tatsache, dass viele Bewohner von Wohnungen und Mehrfamilienhäusern, insbesondere in städtischen und Innenstadtbereichen, keinen Zugang zu eigenen Heim‑EV‑Ladegeräten haben, da sie nicht das Privileg besitzen, eine Garage zu besitzen.“

Hu bemerkte weiter, dass das Wunderbare an Straßenlaternen darin besteht, dass sie „bereits mit Strom versorgt und typischerweise im Besitz von Kommunen sind, was die Zusammenarbeit relativ einfach macht.“

Zudem stehen sie in der Regel in der Nähe von Straßenparkplätzen und stark frequentierten Bereichen, was sie gut positioniert, um sowohl lokalen Bewohnern als auch Besuchern zu dienen, fügte Hu hinzu.

Für ihre Forschung, die vom US‑Energieministerium gefördert wurde, arbeitete das Team mit den lokalen Versorgungsunternehmen von Kansas City, der gemeinnützigen Organisation Metro Energy Center und dem National Renewable Energy Lab zusammen, um bestehende Straßenlaternen zu EV‑Ladegeräten umzurüsten.

Anschließend entwickelte das Forscherteam einen dreigliedrigen Rahmen mit Fokus auf Nutzen, Nachfrage und Machbarkeit, damit andere ihn übernehmen und Straßenlaternen‑EV‑Ladegeräte entwickeln können.

„Die Skalierbarkeit war ein großer Teil dessen, was diesen Rahmen wichtig macht“, sagte Mitautor Yang „Chris“ Song, derzeit Datenwissenschaftler bei ElectroTempo und damals Doktorand an der Penn State. „Etwas zu schaffen, das nicht nur in einer bestimmten Stadt funktioniert, sondern von vielen Gemeinden leicht übernommen werden kann, ist entscheidend, um die EV‑Nutzung im ganzen Land zu steigern.“

Um die Nachfrage nach den EV‑Ladegeräten zu bestimmen, untersuchten die Forscher zunächst Faktoren wie Verkehrsaufkommen, nahegelegene Punkte von Interesse, Stationsdichte und Flächennutzung. Die Forscher nutzten dann all diese Daten, um KI‑Modelle zu trainieren, die Nachfrageprognosen ermöglichen.

„Wir haben auch die Gerechtigkeit berücksichtigt, was hier bedeutet, dass wir proaktiv mit der Gemeinschaft zusammenarbeiten, um eine faire und inklusive Verteilung der Vorteile von Straßenlaternen‑Ladestationen über verschiedene Stadtteile hinweg sicherzustellen.“

– Song

Unter Verwendung von Nachfrage‑ und Gerechtigkeitsbewertungen wählte das Team 23 Straßenlaternen aus und installierte EV‑Ladestationen.
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Im Verlauf eines Jahres sammelten sie Daten von den Stationen, die zeigten, dass sie günstiger zu installieren waren als herkömmliche EV‑Ladeanschlüsse, da die Infrastruktur bereits vorhanden ist. Im Kansas‑City‑Pilot lieferten die nachgerüsteten Straßenlaternen‑Ladegeräte höhere durchschnittliche Ladegeschwindigkeiten als nahegelegene Legacy‑Öffentlich‑Stationen im Untersuchungsgebiet, während sie weiterhin mit Level‑2‑Leistung betrieben wurden – wodurch die Ladezeit verbessert wird, ohne auf DC‑Schnell‑Hardware angewiesen zu sein.

Der Grund für die Geschwindigkeit könnte darin liegen, dass die Straßenlaternen Strom aus eigenen kommunalen Leitungen beziehen, sagte Yuyan „Annie“ Pan, Postdoktorandin, die mit Hu zusammenarbeitet. Außerdem haben sie weniger Konkurrenz durch mehrere gleichzeitig ladende Fahrzeuge, wie es bei konzentrierten kommerziellen Stationen der Fall ist.

Straßenlaternen‑Ladestationen bringen den zusätzlichen Vorteil, dass sie umweltpositiv sind, da sie Standorte nutzen, an denen Autos bereits geparkt sind, und somit 11,94 % Benzineinsparungen sowie 11,24 % mehr Treibhausgasminderungen ermöglichen.

„Wir haben festgestellt, dass die Nutzung von Straßenlaternen für das EV‑Laden einen innovativen und gerechten Ansatz zur Erweiterung der Ladeinfrastruktur und zur Förderung einer nachhaltigen Elektrifizierung bietet.“

– Pan

Die Arbeit an den Straßenlaternen‑Ladestationen ist noch nicht abgeschlossen. Die Forscher werden nun ihr Modell weiterentwickeln, um Wetterinformationen zu integrieren, die für EVs von entscheidender Bedeutung sind, da extreme Temperaturen die Batterieleistung, den Energiebedarf und die Fahrhäufigkeit beeinflussen können.

Ein weiterer Datenpunkt, den sie einbeziehen wollen, betrifft sozio‑ökonomische Faktoren, die speziell dabei helfen, Gemeinden zu identifizieren, die nur begrenzten EV‑Zugang oder -Adoptionspotenzial haben, um eine gerechtere Infrastruktur‑Bereitstellung sicherzustellen.

Investitionen in EV‑Infrastruktur

Elon Musks Tesla (TSLA ) entwirft, entwickelt, produziert und verkauft vollständig elektrische Fahrzeuge sowie Systeme zur Energieerzeugung und -speicherung. Das Unternehmen betreibt zudem ein großes Supercharger‑Netz, das ihm im wachsenden Wettbewerb auf dem EV‑Markt einen Vorteil verschafft.

Die tausenden Supercharger des Unternehmens sind weltweit verteilt und befinden sich an wichtigen Routen, sodass Elektroautofahrer ihre EVs einfach an eine Einheit anschließen und automatisch laden können. Fahrer können die Verfügbarkeit eines Supercharger‑Platzes in der Tesla‑App prüfen, wo sie auch den Ladezustand überwachen können.

Laut Tesla können ihre Supercharger in nur 15 Minuten bis zu 200 Meilen Reichweite hinzufügen.

Bemerkenswerterweise hat Tesla viele Supercharger für Nicht‑Tesla‑EVs über den NACS‑Standard und zugelassene Adapter geöffnet; die Verfügbarkeit variiert je nach Region und Fahrzeug. Diese Woche kündigte der japanische Automobilhersteller Honda an, dass EV‑Fahrer seiner Hauptmarke sowie seiner Acura nun ebenfalls auf das Tesla‑Supercharging‑Netz zugreifen können, im Rahmen des Plans des Unternehmens, bis zum Ende dieses Jahrzehnts etwa 100 000 DC‑Schnellladestationen für ihre EV‑Besitzer bereitzustellen.

Tesla (TSLA )

Im dritten Quartal 2025 lieferte das Supercharger‑Netz von Tesla 1,8 TWh Energie und sparte damit das Äquivalent von 842 Millionen Litern Benzin.

Die Netznutzung stellte im vergangenen Quartal ebenfalls einen neuen Rekord auf, mit durchschnittlich 587.000 Ladesitzungen pro Tag weltweit, dank der zunehmenden globalen Nutzung sowohl durch Tesla‑ als auch Nicht‑Tesla‑EVs. Mit einem Anstieg von 31 % im Jahresvergleich meldete Tesla insgesamt 54 Millionen Ladesitzungen.

Während dieses Quartals gab das Unternehmen bekannt, dass es einen Rekord von 4.000 neuen Supercharger‑Plätzen eröffnet hat, was den größten Zuwachs in der Geschichte von Tesla darstellt, während es seine Bereitstellungen in Asien, Europa und Nordamerika weiter beschleunigt.

Dieses Rekordquartal kam, als Teslas allererstes 500‑kW‑V4‑Supercharger‑Standort letzte Woche live ging. Installiert in Redwood City, Kalifornien, verfügen die neueren V4‑Designs, im Gegensatz zu früheren Upgrades, die lediglich Ladestellen austauschten, über brandneue Schaltschränke, von denen jeder acht Plätze unterstützt. Dies verdoppelt die Kapazität von V3, bei niedrigeren Bereitstellungskosten und deutlich höherer Leistungsdichte.

Neben den Fortschritten bei den Superchargern hat Tesla zudem einen Clip vorgestellt, der eine günstigere Version seines Model‑Y‑SUVs zeigt, die laut Bloomberg „bestimmte Funktionen fehlen lässt und weniger hochwertige Materialien verwendet, um den Wegfall der bis zu 7.500 $‑Bundessteuergutschrift auszugleichen.“ Die abgespeckte Version kann dem Hersteller helfen, das Volumen zu steigern, das derzeit schwächelt.

Dies folgt auf die Meldung, dass Tesla im dritten Quartal einen Jahreszuwachs von 7 % bei den EV‑Lieferungen verzeichnete, nachdem es im ersten und zweiten Quartal dieses Jahres Rückgänge von 13 % bzw. 12,4 % im Jahresvergleich erlitten hatte. Der Anstieg könnte auf das Auslaufen der bundesweiten EV‑Steuergutschrift zurückzuführen sein, die auch Konkurrenten wie Rivian zugutekam, das einen Anstieg von 32 % verzeichnete.

Im dritten Quartal produzierte Tesla über 447.000 Fahrzeuge und lieferte über 497.000 Fahrzeuge. Das Unternehmen stellte zudem einen Rekord von 12,5 GWh an Energiespeicherprodukten bereit.

Was die Marktperformance angeht, werden TSLA‑Aktien derzeit bei 440,90 $ gehandelt, ein Anstieg von 8,74 % in diesem Jahr bisher.

Vor weniger als sechs Monaten lagen die TSLA‑Aktien unter 220 $, zusammen mit dem Rest des Aktienmarktes, doch seitdem haben sie sich sehr gut erholt und mehr als verdoppelt. TSLA‑Aktien nähern sich nun ihrem Allzeithoch (ATH) von 480 $, das vor weniger als einem Jahr, Mitte Dezember, erreicht wurde.

Mit einer Marktkapitalisierung von 1,46 Billionen $ ist Tesla das weltweit 13‑größte Unternehmen. Das Unternehmen hat ein EPS (TTM) von 1,79 und ein KGV (TTM) von 246,14.

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Fazit

Mit dem wachsenden globalen Fokus auf Nachhaltigkeit spielen Elektrofahrzeuge eine entscheidende Rolle bei der Reduzierung von Stadtverschmutzung und CO₂‑Emissionen. Die EV‑Akzeptanz steht jedoch vor großen Herausforderungen, die nicht nur durch Innovationen in der Batterietechnologie, sondern auch durch den Ausbau der Ladeinfrastruktur bewältigt werden können.

Auf Straßenlaternen basierende Ladestationen könnten dazu beitragen, diese Probleme zu lösen und die EV‑Akzeptanz zu beschleunigen. Dieser Ansatz verwandelt vorhandene Straßenlaternen in zugängliche, erschwingliche Ladepunkte. Die Forscher hoffen, dass diese praktische Lösung den Zugang zu sauberer Mobilität für ein breiteres Publikum erleichtert.

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Referenzen

1. Pan, Y., Song, Y., Yang, T., Ding, Y., & Hu, X. (2025). Gerechte städtische Ladung von Elektrofahrzeugen: Machbarkeit und Vorteile von Straßenlaternen‑Ladungen im Rechtsweg von Kansas City. Journal of Urban Planning and Development, 151(4). Veröffentlicht am 23 September 2025. https://doi.org/10.1061/JUPDDM.UPENG-5865 ascelibrary.org+1