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Elektroautos
E-Autos: Alles, was du wissen musst
Sie kommen nicht weit, Laden dauert viel zu lange – und sind E-Autos wirklich besser für Umwelt und Klima? Vorwürfe gibt’s viele. Das musst du wissen.
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Artikel Abschnitt: Wie viele E-Autos gibt es eigentlich schon?
Wie viele E-Autos gibt es eigentlich schon?
Autos, die neben dem Elektromotor und einem Akku zusätzlich auch einen Verbrennungsmotor mit Tank an Bord haben. "Reine" sind deutlich seltener, wie Daten des Kraftfahrt-Bundesamtes zeigen:
Unser Podcast: Gehört die Zukunft allein dem E-Auto?
Der Bestand wächst rasant
BEVs sind also noch immer richtige Exoten – nur jedes hundertste Auto in Deutschland fährt rein elektrisch. Doch die Außenseiterrolle ändert sich: Vor allem staatliche Förderungen und eine größere Modellauswahl haben zu einem enormen Anstieg der Verkaufszahlen geführt.
Autohersteller wie Jaguar, Volvo, Bentley und Ford wollen bis 2030 nur noch E-Autos produzieren – und auch deutsche Hersteller bauen im Eiltempo ihre Produktionsstätten um. Zusätzlich befeuert wird die Entwicklung durch eine Vorlage des Europaparlaments, die ein Verkaufsverbot für neue Verbrenner ab 2035 vorsieht.
Denn: Die EU will bis 2050 klimaneutral sein, Deutschland sogar bis 2045. Entsprechend muss der Verkehrssektor als drittgrößter Verursacher von Treibhausgasen (nach Energiewirtschaft und Industrie) umgekrempelt werden. Die immer weiter sinkenden CO2-Grenzwerte für die Flotten der Autohersteller lassen sich nur mit einem größeren Elektroanteil ausgleichen.
Innerhalb Deutschlands zeigt sich derzeit allerdings ein großes Gefälle: Im Westen ist der Anteil "reiner" E-Autos deutlich höher als im Osten. Ganz vorne in der Statistik sind vor allem Städte mit großen Autoherstellern wie Ingolstadt, München oder Wolfsburg:
Artikel Abschnitt: Fahren sich E-Autos anders?
Fahren sich E-Autos anders?
Auch ungewohnt: Die Bremse benutzt man beim E-Auto weniger. Sobald man den Fuß vom Gas nimmt, "bremst" das Auto ab. Rekuperation nennt man das: Der Motor wird zum Generator – und wandelt die Bewegungsenergie in Strom für die Batterie um. Das Fahrgefühl von E-Autos ist darum ähnlich wie im Autoscooter auf der Kirmes.
Wie ein Motor funktioniert, erklären wir hier.
Lautloses Fahren?
Einen Verbrennungsmotor hört und spürt man, beim E-Auto geht es geräusch- und vibrationsarm zu. Ein No-Go für jene, die sich am klassischen Motorengeräusch erfreuen.
Aber lautlos werden die Städte auch durch Elektroverkehr nicht: Es ist gesetzlich vorgeschrieben, dass Elektroautos über Außenlautsprecher ein künstliches Geräusch erzeugen müssen, das von anderen Verkehrsteilnehmern wahrgenommen werden kann.
Ab 20 km/h ist das Geräusch nicht mehr nötig, dann sind die Abrollgeräusche der Reifen laut genug. Bei höheren Geschwindigkeiten sind E-Autos nur geringfügig leiser als Verbrenner.
Artikel Abschnitt: Wie weit kommen E-Autos eigentlich?
Wie weit kommen E-Autos eigentlich?
Moderne Stadtautos haben in der Regel eine Reichweite von 250 bis 400 Kilometern, Premiummodelle mit mächtigen Batterien schaffen sogar 600 und mehr. Doch effiziente Diesel knacken locker die 1.000 Kilometer-Marke mit einer Tankladung. Und im Gegensatz zum E-Auto ist die volle Reichweite beim Verbrenner in wenigen Minuten aufgetankt. Zum Laden von Elektroautos gleich mehr oder direkt hier.
Langlebiger E-Motor
Fraglich ist, wie viele Kilometer ein Elektroauto in seinem Leben insgesamt überhaupt schafft. Anders als bei Verbrennern fehlen hier die Erfahrungswerte. Ein Verbrennungsmotor gilt ab 200.000 Kilometern als alt, kann je nach Qualität und Pflege aber auch 400.000 Kilometer schaffen – das sind etwa 8.600 Betriebsstunden.
Beim E-Auto kommt’s auf zwei Dinge an: den Akku – und den Motor. Bei Elektromotoren sieht Andreas Schramm, Professor für Mechatronik an der Dualen Hochschule Baden-Württemberg, eine mögliche Betriebsdauer von stolzen 30.000 Stunden. Als Basis nennt er Erfahrungswerte aus der Industrie, in der schon lange Elektromotoren eingesetzt werden.
Prof. Joachim Böcker von der Universität Paderborn kommt zu einem ähnlichen Ergebnis: Eine Million bis zwei Millionen Kilometer sollte ein guter E-Motor schaffen. Beide merken jedoch an, dass Autohersteller aus Kostengründen wahrscheinlich nicht die hochwertigsten Teile verbauen, sondern ihre E-Motoren auf ein typisches Autoleben auslegen.
Wie ein Verbrennungs-Motor funktioniert, erfährst du hier.
Entscheidend für die Lebensdauer: die Batterie
Auf den Akku geben Hersteller in der Regel 160.000 Kilometer beziehungsweise acht Jahre Garantie – manchmal auch zehn. Neue Batterien sind zumindest theoretisch in der Lage, 1.500 bis 3.000 Ladezyklen zu durchlaufen. Laut Berechnungen der Uni Eindhoven könnte ein Auto mit 450 Kilometern Reichweite 450.000 bis 1,35 Millionen Kilometer zurücklegen, bis der Akku zu schwach wird.
Aber: Es fehlen Langzeittests
Noch gibt es aber kaum realistische Langzeittests, die die Lebenszeit von E-Autos untersuchen. Das Dilemma: Schaut man auf die Entwicklung der letzten Jahre, sind getestete Akkutechnologien bereits innerhalb weniger Jahre wieder veraltet.
Und ein Akku muss im Alltag gepflegt werden: Starkes Entladen, sehr schnelles Aufladen, enorme Leistungsspitzen durch dynamische Fahrweisen, extreme Kälte oder Hitze – all das setzt einem Akku zu und reduziert seine Lebenszeit.
Wer sich also ein gebrauchtes E-Auto kaufen will, sollte deshalb (statt wie beim Verbrenner auf die Laufzeit) insbesondere auf den Akku schauen. In welchem Zustand befindet er sich? Wurde er regelmäßig geprüft – und wie viele Ladezyklen hat er bereits hinter sich?
Artikel Abschnitt: Wie groß ist das Ladeproblem wirklich?
Wie groß ist das Ladeproblem wirklich?
Die Bundesnetzagentur zählte im Oktober 2022 über 70.000 öffentliche und teilöffentliche Ladesäulen in Deutschland, 17 Prozent davon sind Schnellladepunkte. Die Lade-Infrastruktur konzentriert sich aber vor allem auf Ballungsgebiete. Viele Gemeinden, besonders im ländlichen Raum, haben nicht einen einzigen öffentlichen Ladepunkt.
Aber die Frage ist ja: Wie viele Ladesäulen bräuchte es? Das wird derzeit noch diskutiert. Eine Studie, die im Auftrag des Bundesverkehrsministeriums Zukunftsszenarien beschreibt, sieht bis zu 843.000 öffentliche Ladepunkte im Jahr 2030 vor – mit der Annahme, dass dann 14,8 Millionen Autos einen Elektroantrieb haben werden. Der Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft hingegen hält 250.000 Ladesäulen für ausreichend, schließlich würden die meisten Autos zu Hause oder bei der Arbeit geladen werden.
Kaum Durchblick im Lade-Dschungel
Nicht nur der schleppende Ausbau von Ladesäulen ist ein Problem: Derzeit gibt es keine standardisierte Karte, auf der sämtliche Punkte aktualisiert eingezeichnet sind – und die zuverlässig anzeigt, ob diese auch wirklich funktionieren.
Hinzu kommen unterschiedlichste Anbieter, bei denen man sich registrieren muss, massive Geschwindigkeitsunterschiede der Säulen sowie intransparente und oft teure Strompreise. Wer ein E-Auto besitzt und lange Reisen plant, braucht zurzeit noch viel Expertise und Geduld.
Enorme Stromfresser
Elektroautos können theoretisch einfach über Haussteckdosen geladen werden – das sollte allerdings nur im Notfall passieren. Denn: E-Autos brauchen enorm viel Strom.
Will man zum Beispiel einen mittelgroßen 40-kWh-Akku laden, dauert das an einer gewöhnlichen Steckdose etwa 17 Stunden – für eine solche Stromlast über eine so lange Zeit sind die meisten Hausleitungen nicht ausgelegt. Und eine Überlastung kann im schlimmsten Fall zu Bränden führen.
Zu Hause laden: die Wallbox
Eine fachmännisch installierte Wallbox ist deshalb ein Muss. Nicht nur wegen der eingebauten Schutzeinrichtungen, sondern auch, weil sie einfach kräftiger ist: Modelle mit 11 Kilowatt sind mehr als viermal so schnell wie die gewöhnliche Steckdose. Die Ladezeit eines 40-kWh-Akkus sinkt damit auf unter vier Stunden.
An speziellen Schnellladesäulen geht es deutlich schneller: Premiummodelle können mit bis zu 250 Kilowatt laden. Das "Tanken" von 100 Kilometern Reichweite ist so in unter fünf Minuten möglich. Noch sind diese Schnellladesäulen aber vergleichsweise rar.
Momentan sieht’s so aus: Etwa 85 Prozent der Ladevorgänge finden derzeit zu Hause und an Arbeitsplätzen statt, womöglich auch wegen des dürftigen Ausbaus der öffentlichen Ladeinfrastruktur.
Haben wir eigentlich genug Strom für E-Autos?
Wären alle 48 Millionen Pkw auf einmal elektrisch, käme das aktuelle Stromnetz schnell an seine Grenzen – vor allem, wenn viele Menschen nach Feierabend ihre Autos gleichzeitig aufladen würden. Netzbetreiber gehen aber tatsächlich davon aus, dass schon heute etwa 13 Millionen Pkw elektrisch fahren könnten.
Wenn wir in absehbarer Zeit allerdings alle elektrisch fahren sollen, muss der Ausbau des Stromnetzes schon heute in die Wege geleitet werden – genauso wie intelligente Ladesysteme, die miteinander kommunizieren.
Weitere Angaben zum Artikel:
Was bedeutet die Strom- und Gaskrise für E-Autos?
Zwar steigt auch der Spritpreis, der Vorsprung des E-Autos nimmt derzeit jedoch ab.
Vereinfachtes Beispiel: Ein sparsamer Benziner der Kompaktklasse verbraucht realistisch etwa sechs Liter Super auf 100 Kilometer. Bei einem Preis von 1,80 Euro pro Liter zahlt man für 100 Kilometer also 10,80 Euro.
Die Elektroversion der Kompaktklasse verbraucht auf derselben Strecke circa 19 Kilowattstunden. 2021 kostete eine Kilowattstunde im Durchschnitt 32 Cent, für 100 Kilometer zahlte man entsprechend 6 Euro. Der aktuelle Kilowattstundenpreis von etwa 45 Cent (Tendenz steigend) erhöht den Preis bereits auf 8,55 Euro.
Der Verband der Automobilindustrie befürchtet deshalb, dass sich die Ausbreitung der E-Autos dadurch deutlich verlangsamen könnte.
Strompreise und -knappheit: Was können Fahrer:innen von E-Autos tun?
1. Wichtig ist der Blick auf die Strompreise der Ladesäulen, denn sie unterscheiden sich enorm – besonders schnelle Ladesäulen kosten grundsätzlich mehr. In manchen Tarifen gelten Festpreise, die auch bei steigenden Strompreisen nicht so schnell teurer werden.
2. Photovoltaik-Anlagen für daheim sind langfristige Investitionen, die sich besonders in Verbindung mit E-Autos lohnen, die überschüssigen Strom speichern. Moderne E-Autos können in Verbindung mit speziellen Wallboxen Strom zurück ins Netz transportieren.
3. Auto langsam laden. Bleibt genügend Zeit für das Laden zuhause, sollte eine niedrige Leistung gewählt werden. Das schont Akku und Stromnetz, außerdem senkt es Ladeverluste.
Artikel Abschnitt: Wie sicher sind E-Autos?
Wie sicher sind E-Autos?
Eine Verformung dieser Struktur muss daher verhindert werden. Der ADAC schreibt: "Im Vergleich mit herkömmlich angetriebenen Pkw ist die Sicherheit von Elektroautos wegen der optimierten Crashstruktur [zum Schutz der Batterie] im Fahrzeug sogar oft besser."
Batterie: gefährliche Brände
Kritischer Punkt: Wenn ein Elektroauto brennt, ist es viel schwieriger, den Brand zu löschen – denn die Lithium-Ionen-Batterie entzündet sich immer wieder neu. Die einzige Möglichkeit bleibt das Herunterkühlen des Akkus mit Löschwasser.
Während man mehrere hundert Liter Wasser zum Löschen eines konventionellen Pkw benötigt, geht der Wasserbedarf für ein brennendes E-Auto in die Tausende. Oftmals bleibt nur das vollständige Tränken der Batterie.
Die Stärke des Brands hängt jedoch nicht vom Antrieb ab, sondern von den verbauten brennbaren Teilen. Große Autos mit viel brennbarem Plastik brennen am heftigsten.
Ein Lichtblick: Derzeit wird an speziellen Lanzen geforscht, mit denen das Löschwasser direkt in die Batterie getrieben wird. Auch spezielle Löschdecken werden derzeit getestet. So könnte man entzündete Batterien künftig effizienter löschen.
Die aktuelle Studienlage zeigt, dass E-Autos nicht häufiger brennen, das Gegenteil zeichnet sich ab. Doch die Studienlage ist lückenhaft – und es ist davon auszugehen, dass Probleme mit dem Alter der Autos steigen. Es fehlt hier also noch an Langzeitdaten.
Schockgefahr?
Hochvoltsysteme in Elektroautos sind bei Berührung potenziell tödlich. Dementsprechend aufwendig sind diese Komponenten und Leitungen abgeschirmt, bei Unfällen wird die Stromzufuhr automatisch abgetrennt. Bei einer Bergung aus einem E-Auto müssen die Einsatzkräfte trotzdem speziell geschult sein, um zu wissen, wo sie ihre Werkzeuge ansetzen können.
Um den Einsatz zu beschleunigen, empfehlen ADAC und Feuerwehr sogenannte Rettungskarten mit Bauplan des Autos. Diese können von den Herstellern heruntergeladen und hinter der Fahrersonnenblende befestigt werden.
Artikel Abschnitt: Sind E-Autos besser für Klima und Umwelt?
Sind E-Autos besser für Klima und Umwelt?
Doch die Berechnungen sind komplex, die Faktoren vielseitig und Automodelle oftmals nur unzureichend vergleichbar. Entsprechend unterschiedlich fallen die Studien aus – oftmals werden entscheidende Punkte ausgelassen.
Die "Science-Cops" haben sich die Berichterstattung dazu genauer angsehen mehr dazu findest Du hier.
CO2 und Äquivalente
Ja, Verbrenner und E-Auto stoßen CO2 aus, sogar in rauen Mengen. Während beim Verbrenner die Treibhausgase vor allem aus dem Auspuff kommen, schlägt beim Elektroauto nicht nur der CO2-Ausstoß des Strommixes zu Buche, sondern auch die Akkuherstellung. Im Grunde ist das richtig – jedoch stark verkürzt.
Und: Gerne werden beim Vergleich zwischen Verbrenner und E-Auto die Förderung, Herstellung und der Transport fossiler Brennstoffe ausgeklammert. So kursieren Meldungen, dass ein Elektroauto über 200.000 Kilometer benötigen würde, um klimafreundlicher als ein vergleichbarer Verbrenner zu sein.
Neue Studien untersuchen ganzheitlich
Mit jeder neuen Untersuchung schneiden E-Autos etwas besser ab. Das liegt in der Natur der Sache: Batteriefabriken arbeiten effizienter, Akkutechnologien werden kompakter, Hersteller nutzen vermehrt Ökostrom und setzen klimafreundlichere Materialien ein.
Eine vergleichsweise neue Berechnung aus dem Juli 2021 stammt vom ICCT – einer gemeinnützigen internationalen Organisation, die durch die Aufdeckung des VW-Abgasskandals bekannt wurde. Das ICCT hat die höhe der Emissionen über die gesamte Lebensdauer eines Fahrzeuges ausgerechnet.
Deutlich weniger Emissionen
Das Ergebnis dieser ganzheitlichen Betrachtung: Reine Elektroautos stoßen in der Kompaktklasse, zu welcher beispielsweise der VW Golf und Ford Focus gehören, 66 bis 69 Prozent weniger Treibhausgase aus als ein vergleichbarer Verbrenner. Das ICCt rechnet dabei mit dem derzeiteitigen Strommix in Europa und einer Fahrzeugzulassung im Jahr 2021. Bei reinem Ökostrom, zum Beispiel über eine Photovoltaik-Anlage, wären es sogar 78 bis 81 Prozent weniger Emissionen.
Eine Untersuchung der Technischen Universität Eindhoven im Auftrag der Grünen-Bundestagsfraktion vom August 2020 kommt zu einem ähnlichen Ergebnis: 54 Prozent (Kompaktklasse) bis 82 Prozent (Luxusklasse) weniger CO2 würden aktuelle Elektroautos freisetzen. Die CO2-intensive Batterieproduktion hätten sie entsprechend nach 11.000 bis 30.000 Kilometern wieder eingeholt.
Die wichtigsten Punkte für den Vergleich sind die Produktionsbedingungen und der angenommene Strommix. Laut dem Fraunhofer ISI kann ein E-Auto mit riesiger Batterie unter sehr schlechten Fabrikbedingungen sogar 200.000 Kilometer benötigen, sofern sich der Strommix wider Erwarten kaum bessern sollte. Das Szenario gilt jedoch als unrealistisch, Zukunftspläne wie das Second Life (siehe unten) sind hier auch nicht mitgerechnet.
Schwindelprodukt Plug-in-Hybrid?
Plug-in-Hybride liegen besonders im Trend. Durch die Förderungsgelder ist der Absatz explodiert, besonders bei Firmenwagen.
Doch sinnvoll sind die großen Verbrenner, die zusätzlich E-Motor und Batterie herumschleppen, nur in Spezialfällen: Untersuchungen ergaben, dass der Realverbrauch um ein Mehrfaches höher lag, weil der E-Antrieb wegen der geringeren Reichweite kaum genutzt und selten geladen wurde. Vor allem als Dienstfahrzeug kam der Plug-in-Hybrid sehr schlecht weg. Ein leichterer, effizienter Verbrenner wäre hier klimafreundlicher.
Wie unterschiedlich Hybrid-Autos sind, erfährst du hier.
Bedarf an kritischen Rohstoffen
Ein Elektroauto kommt mit deutlich weniger Teilen aus: Es benötigt weder Getriebe noch Katalysator. Auspuffanlage, Zahnriemen und Öltank fallen neben weiteren gewohnten Verbrennerteilen auch weg. Zudem ist der E-Motor vergleichsweise kompakt und einfach gebaut.
Doch diesen Vorteil der Materialersparnis macht der Akku wieder zunichte. Je nach Ausführung wiegt er zwischen 200 und über 700 Kilogramm – das macht BEVs schwerer als vergleichbare Verbrenner. Und neben dem höheren Materialaufwand werden besonders für den Akku Rohstoffe benötigt, die als kritisch gelten.
Lithium
Lithiumhaltige Akkus sind heute kaum wegzudenken. 2020 wurden weltweit 82.000 Tonnen des leichten Metalls gefördert; dieser Wert sollte sich durch den Elektromobilitätsboom bereits in wenigen Jahren verdoppeln.
Für den Weltmarkt spielen derzeit vier Länder die größte Rolle: Australien, Chile, China und Argentinien – in absteigender Reihenfolge. Während in Australien das Lithium im Bergbau gewonnen wird, nutzt man in Chile, Argentinien und Bolivien lithiumhaltige Sole, die man verdunsten lässt. Dazu pumpt man Wasser aus dem Untergrund in riesige Becken.
Über die Auswirkungen weiß man noch zu wenig, die Forschung fürchtet aber, dass wertvolles Süßwasser in der Folge nachströmen und das Austrocknen der ohnehin trockenen Regionen beschleunigen würde.
Der Wasserbedarf für eine Batterie mit zehn Kilogramm chilenischem Lithium liegt zwischen 2.000 und 10.000 Liter. Aber auch der Bergbau ist kritisch: Für das Lösen des Lithiums werden Chemikalien eingesetzt, die in den Untergrund gelangen und das Trinkwasser kontaminieren können.
Kobalt
Schon in den 1990er-Jahren wurde Kobalt im Lithium-Ionen-Akku verwendet, weil sich in der Kombination eine hohe Energiedichte ergibt. Auch in der Metall- und Chemieindustrie wird Kobalt benötigt. Fast die Hälfte der globalen Nachfrage 2017 fiel auf den Batterie-Sektor, acht Prozent auf die Elektromobilität.
Das Problem: Etwa die Hälfte der weltweiten Kobaltreserven liegt in der Demokratischen Republik Kongo. Australien ist mit nur 17 Prozent bereits auf dem zweiten Platz.
Schon lange weiß man um die menschenunwürdigen Bedingungen aus dem unkontrollierten Kleinbergbau, der etwa 20 Prozent der Inlandsproduktion ausmacht: keine Sicherheitsauflagen, gefährliche Unfälle in selbstgegrabenen Minen und auch Kinderarbeit sind keine Seltenheit. Und: Beim Abbau kann sich Schwefelsäure bilden, die das Wasser im Abbaugebiet vergiftet.
Zwar könnten wichtige Rohstoffe aus den Akkus theoretisch recycelt werden, doch noch spielt Recycling eine viel zu geringe Rolle.
Warum nur wenig Akkus recycelt werden, erfährst Du hier.
Fehlender Vergleich bei Umweltauswirkungen
Der Bau einer Batterie ist derzeit eine schmutzige und energieintensive Sache. Vor allem, wenn sie in China mit Kohlestrom hergestellt wird, was zumindest immer mehr Hersteller vermeiden. Durch die kritische Betrachtung großer Teile der Öffentlichkeit entsteht in der Batterieherstellung ein wichtiger Innovations- und Transparenzdruck, den es bereits vor Jahrzehnten gegeben haben sollte.
Aber: Ähnlich wie bei der Klimabilanz deklarieren Kritiker:innen des E-Autos den Verbrenner wegen all dieser Probleme als umweltfreundlicher – ignorieren dabei nur oftmals die Umweltauswirkungen der Ölindustrie.
Doch nicht nur die regelmäßigen Umweltkatastrophen durch austretendes Öl sind verheerend – bereits die Exploration von Erdöl auf dem Land und in den Ozeanen ist ein gewaltiger Eingriff in die Umwelt und nicht selten in Menschenrechte.
Gesünder für den Menschen?
Ein Vorteil von E-Autos ist ganz klar: Auf der Straße finden keine Verbrennungen statt. Denn neben CO2 emittieren Verbrenner Partikel und Stickoxide, die gesundheitsschädlich sind. Das fällt bei E-Autos weg. Zwar kommt der Strom für den Antrieb von E-Autos noch zu großen Teilen aus fossiler Herkunft, doch der Ausstoß entsprechender Kraftwerke findet in der Regel nicht in Ballungsgebieten statt.
Aber: Was Feinstaub angeht, so stammt nur ein geringer Teil aus dem Auspuff. Der weitaus größte Teil entsteht durch den Abrieb von Bremsbelägen und Reifen – und den gibt es, klar, auch bei Elektroautos. Zwar werden durch die Rekuperation die Bremsen eines E-Autos geschont, das höhere Gewicht spielt aber wiederum beim Reifenabrieb eine Rolle.
Artikel Abschnitt: Welche Verbesserungen erwarten uns?
Welche Verbesserungen erwarten uns?
Neue Akkutechnologien ohne Kobalt
Schon heute setzt Autohersteller Tesla Batterien ein, die ohne Kobalt auskommen. Lithium-Eisen-Phosphat-Akkus gelten als sehr langlebig und preisgünstig, außerdem ist die Brandgefahr noch kleiner. Doch mit der Leistung von Lithium-Ionen-Batterien können sie nicht mithalten.
Immer neue Batterierezepturen werden entwickelt, jede mit anderen Vor- und Nachteilen. Auch an geeigneten Natrium-Ionen-Batterien wird geforscht: Sie könnten gänzlich auf Lithium, Kobalt und Nickel verzichten.
Ein neues Zeitalter? Die Feststoffbatterie
Bereits seit vielen Jahren arbeitet die Forschung an der Feststoffbatterie. Auch hier ist die Basis Lithium, jedoch in fester Form. Durch die fehlenden flüssigen Bestandteile kann sich diese Art Batterie kaum entzünden, so die Theorie. Außerdem sei die Batterie deutlich leichter und kompakter.
So könnte die Reichweite einer Feststoffbatterie gegenüber einer Lithium-Ionen-Batterie doppelt so hoch sein und sogar effiziente Diesel übertreffen. Während viele Forscher:innen eine Serienreife in fünf bis zehn Jahren prophezeien, sind andere pessimistischer und halten Flüssigbatterien weiterhin für das Maß aller Dinge.
Anbaugebiet unter Wasser?
Im zentralen Nordpazifik befindet sich die sogenannte Clarion-Clipperton-Zone. Für die Elektromobilität könnte der etwa 7.000 Kilometer lange Streifen besonders interessant werden.
Dort ist der bis zu sechs Kilometer tiefe Meeresgrund übersät mit Manganknollen; kartoffelgroße Zusammenschlüsse begehrter Materialien wie Mangan, Kobalt, Nickel und Kupfer. Auch Deutschland hat sich bereits vor einigen Jahren Lizenzrechte gesichert, zunächst muss jedoch zwingend erforscht werden, welche Auswirkungen ein Abbau auf das Gebiet haben würde.
Lithium aus Deutschland
Rar ist das "weiße Gold" nicht: Die weltweiten Reserven belaufen sich auf 14 Millionen Tonnen. Wichtig: "Reserven" bedeutet, dass dieser Rohstoff bereits förderbar ist. Das Vorkommen ist weltweit nahezu unerschöpflich: Allein in Deutschland gibt es tief unter dem Rhein genug Lithium-Vorkommen, um mehrere hundert Millionen E-Autos zu bauen – doch an diesen Schatz muss man erst einmal herankommen.
Schon heute werden kleinste Mengen Lithium aus der Fernwärme gewonnen, 2025 soll Lithium sogar im Erzgebirge an der sächsisch-tschechischen Grenze abgebaut werden. Eine Verarbeitung hierzulande würde nicht nur den CO2-Fußabdruck enorm senken, sondern auch gänzlich kontrollierbare Lieferketten schaffen.
Bidirektionales Laden
Im Schnitt wird ein Auto weniger als eine Stunde am Tag bewegt. In der Zwischenzeit könnte ein Elektroauto als Stromspeicher genutzt werden. Beim bidirektionalen Laden wird Energie in beide Richtungen ausgetauscht – das ist nicht nur praktisch bei Stromausfällen: E-Autos können Stromüberschüsse aus erneuerbaren Energien speichern und bei Bedarf wieder an das Haus (Vehicle-to-home, V2H) oder Gesamtnetz (Vehicle-to-grid, V2G) abgeben. Laut Prof. Bruno Burger vom Fraunhofer ISE bräuchten wir den Speicher von rund 1,9 Millionen E-Kompaktwagen, um Strom zu 100 Prozent aus erneuerbaren Quellen zu beziehen. Dann wären auch die Strompreise, so die Sicht einiger Expert:innen, wieder kalkulierbar und günstiger.
"Second Life"
Eine Batterie, die nur noch 70 bis 80 Prozent ihrer ursprünglichen Kapazität aufweist, ist für ein Elektroauto nicht leistungsfähig genug. Auch mit Blick auf die unzureichende Recyclingquote und den Fertigungsaufwand stellt sich die Frage, ob auch ein schwächerer Akku nicht noch genutzt werden könnte. Diese Nutzung wird als Second Life bezeichnet – und bereits jetzt erprobt, unter anderem vom Hersteller BMW.
Schwache Autobatterien könnten laut ADAC noch zehn bis zwölf Jahre als Stromspeicher dienen, zum Beispiel für Energieüberschüsse im Stromnetz. Bei durchschnittlicher Beanspruchung würde eine E-Auto-Batterie demnach erst nach über 20 Jahren in die Entsorgung wandern. Mit dem Ausbau der E-Mobilität wird so auch die Speicherkraft im Stromnetz ausgebaut.
Artikel Abschnitt: Warum sind E-Autos so teuer?
Warum sind E-Autos so teuer?
Schon heute kann durch die Förderungen ein E-Auto günstiger sein – zu dem Schluss kommt eine aktuelle Untersuchung des ADAC. Dafür darf der Anschaffungspreis jedoch nur geringfügig über dem Vergleichsmodell liegen.
Keine Alternative für alle
Trotz steigender Reichweiten sind E-Autos auch heute nicht für alle geeignet, beispielsweise Dienstreisende, die täglich lange Strecken zurücklegen müssen. Außerdem benötigt man im Optimalfall eine eigene Stellfläche mit Wallbox, damit man sich nicht von der öffentlichen Infrastruktur abhängig machen muss; schließlich gibt es hier noch immer äußerst dürftig ausgestattete Gebiete.
Und nicht nur mit Blick auf Klima und Umwelt, sondern auch auf die überfüllten Städte stellt sich die wichtige Frage: Brauche ich überhaupt ein Auto?
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Wasserstoff ist die Zukunft. Ihr werdet sehen.
Bestimmt, jedoch nicht für PKW.
Danke für die Ausführungen. Einige wenige Ergänzungen und Bemerkungen habe ich noch. Die Effizient der Verbrenner ist heute eigentlich weit höher 65-75%, als angegeben. Bei den Elektros werden die Ladeverluste vernachlässigt. Das sind 15-30%. Das sehr hohe Gewicht ist natürlich den Verbrauch abträglich aber vor allem bei einem Unfall –… Weiterlesen »
Danke für den Kommentar! In den letzten Jahren gab es keine riesigen Effizienz-Sprünge bei den Verbrennern. Eine bemerkenswerte Meldung kursierte in 2020, als der (thermische) Wirkungsgrad von LKW-Dieselmotoren um 4 Prozent auf 50 Prozent erhöht werden konnte. Je größer der Dieselmotor, desto effizienter kann er arbeiten – Schiffsdiesel sind deshalb… Weiterlesen »
Es gibt inzwischen Untersuchungen, die Nahe legen, dass bei regelmäßiger Nutzung aktuelle Auto-Akkus bereits nach etwa einem Jahr bereits einen Speicherverlust von 10-15% aufweisen können – d.h. die Reichweite des Fahrzeugs bezogen auf eine komplette Akku-Ladung sinkt kontinuierlich. Auch der Wiederverkaufswert eines Elektrofahrzeugs wird in hohem Maße hiervon beeinflusst, da… Weiterlesen »
Hast du eine Quelle für uns? Tests vom ADAC und TÜV Nord legen eher nahe, dass die Speicherverluste gering bleiben. Und hier geht es natürlich um ältere Modelle, wie den BMW i3 von 2014, der nach nach 5 Jahren Nutzung noch eine Kapazität von 86 Prozent hatte. Heute geben Hersteller… Weiterlesen »
Aus eigener Erfahrung mit dem Kia Niro 2020 kann ich das nicht bestätigen.
Ich fand die Darlegungen sehr hilfreich, vielen Dank.
Martin Funder
Zu der Idee, die Autoakkus als Puffer für das Stromnetz zu nutzen, habe ich zwei Fragen. Da ein Familienhaus überwiegend nachts ans Netz geht, kann es wenig direkten Sonnenstrom laden. Zu einem Teil würde dann Strom aus meinen Batterien über den Akku ins Netz laufen. Zumindest ja zu einem Anteil.… Weiterlesen »