Eine Labortechnikerin präsentiert beim sächsischen Batteriezellenhersteller Li-Tec Battery in Kamenz zwei Lithium-Ionen-Zellen
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E-Autos Die Batterie entscheidet

Elektroautos sind weltweit im Kommen. Geht es nach der Bunderegierung, sollen in Deutschland bald Millionen E-Autos rollen. Auch die Autoindustrie will jetzt die Elektro-Mobilität offensiv voranbringen. Soll ein E-Auto so viel leisten, wie ein Benziner, müssen die Batterien aber noch weiter entwickelt werden. Doch für Nutzer mit Köpfchen gilt schon heute: Intelligent genutzt kann man mit E-Autos richtig Geld sparen.

Eine Labortechnikerin präsentiert beim sächsischen Batteriezellenhersteller Li-Tec Battery in Kamenz zwei Lithium-Ionen-Zellen
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Was kostet ein E-Auto heute?

Elektroautos sind in der Anschaffung einer Studie der Mobilitätsexperten von Horvath & Partners zufolge immer noch mindestens 40 Prozent teurer als ein vergleichbarer Benziner oder Diesel. Der Tesla Model 3 wird in der zuerst angebotenen Version etwa 58.000 Euro kosten. Zieht man davon die staatliche Förderung von 4.000 Euro ab, bleiben 54.000 Euro für die Anschaffung eines Auto, das in rund 6 Sekunden von 0 auf 100 km/h beschleunigen kann. Die Reichweite wird vom Hersteller mit rund 500 Kilometern angegeben.

Das erste Modell von Tesla - der Roadster - war mit fast 120.000 Euro noch mehr als doppelt so teuer wie der Tesla Modell 3. Nachdem die Produktion bei Tesla zunächst schleppend anlief, erreichte der Hersteller im Dezember laut Unternehmenschef Elon Musk das selbst gesteckte Ziel, 1000 Fahrzeuge pro Tag herzustellen. In Deutschland soll der Tesla 3 in der Version mit Langstrecken-Akku nun im ersten Halbjahr 2019 ausgeliefert werden. Die günstige Einsteiger-Version - geplant ist ein Preis von etwa 35.000 US-Dollar - soll in den USA ebenfalls erst im ersten Halbjahr 2019 auf den Markt kommen. Preise und Liefertermine für Europa gibt es noch nicht.

Ab April 2019 wird der e.go life ausgeliefert. Er kostet in der Basisversion 15.900 Euro inclusive Akku. Ein für E-Autos unschlagbarer Preis. Allerdings ist diese Basisversion spartanisch ausgestattet: Keine Klimaanlage, kein Radio, Fensterheber manuell. Die elektrische Reichweite ist mit 100 km/h angegeben. Mit seinen vier Sitzen ist der e.go life ein reines Stadtauto.

Was ist an E-Autos teuer?

Das teuerste an Elektroautos sind ihre Energiespeicher - Schätzungen zufolge entfallen etwa 40 Prozent der Kosten für ein E-Auto auf die Batterie. Derzeit kommen fast ausschließlich Lithium-Ionen-Akkus zum Einsatz. Die Preise für diesen Akku-Typ sind in den letzten Jahren drastisch gefallen: einer Analyse von Bloomberg New Energy Finance zufolge um 80 Prozent zwischen 2010 und 2016. Demnach kostet ein Gesamtbatteriepaket die Autohersteller derzeit etwa 209 US-Dollar pro Kilowattstunde. Einigen Schätzungen zufolge wird der Preis weiter sinken. So wird für 2025 das Unterschreiten der Grenze von 100 Dollar pro Kilowattstunde prognostiziert. Für den deutschen Markt halten manche Experten bereits für 2020 einen Preis von weniger als 100 Euro pro Kilowattstunde für möglich.

Auto-Hersteller in Deutschland wie BMW, VW oder Ford rechneten zuletzt hingegen mit steigenden Preisen. Viele E-Autos kommen auf den Markt. Die Nachfrage nach Batterien und den zu deren Herstellung nötigen Rohstoffen steigt. Damit steigt auch der Preis. So erwartet zum Beispiel Ford Deutschland, dass die Batteriepreise mittelfristig um etwa zehn Prozent anziehen. Für die Autokonzerne rächt sich nun, dass sie keine eigene Batteriefertigung etabliert haben. Sie sind auf Zulieferer aus Fernost angewiesen. Beispielsweise auf den chinesischen Batteriezellen-Hersteller CATL. Der baut am Erfurter Kreuz für 240 Millionen Euro eine neue Fabrik und will rund 600 neue Arbeitsplätze schaffen.

Mittlerweile wird die Notwendigkeit, Schlüsselinnovationen wie die Batteriezellenproduktion gezielt zu fördern, auch von der Politik gesehen. Erst Ende Februar stellten Bundeswirtschaftsminister Peter Altmaier (CDU) und sein französischer Kollege Bruno Le Maire ihr gemeinsames "Manifest für die Industriepolitik" vor. Ein wichtiger Pfeiler des Papiers ist die Förderung einer Batterizellenfabrik in Deutschland durch europäische Unternehmen und Konsortien. Die Bundesregierung stellt dafür bis zu eine Milliarde Euro in Aussicht. Sie soll aus dem Energie- und Klimafonds der Regierung kommen.

Ist die Reichweite heute noch ein Problem?

Ein Hauptkritikpunkt in der Vergangenheit war die Reichweite. Nur relativ wenige der derzeit laufenden Modelle fahren mit einer Akku-Ladung weiter als 200 Kilometer - es werden allerdings mehr, und bei einigen Modellen kommt man den Herstellern zufolge durchaus um die 500 Kilometer weit.

Blick in den Motorraum eines Elektro-Kleinwagens.
Blick in den Motorraum eines Elektro-Kleinwagens. Bildrechte: dpa

Das Problem bei der Reichweite ist die deutlich geringere Energiedichte von Akkus gegenüber Benzin. Während etwa in einem Kilogramm Benzin (1,33 Liter) fast 12.000 Wattstunden Energie stecken, sind es bei bisherigen Lithium-Ionen-Akkus maximal 140 Wattstunden pro Kilogramm. Bei einem Verbrauch eines typischen Elektroautos von 20.000 Wattstunden auf 100 Kilometer, müssen dafür 150 Kilogramm Akkus mitgeschleppt werden.

Die Modelle des US-Herstellers Tesla schaffen schon länger mit einer Akku-Ladung 500 Kilometer. Ihre Akkus wiegen aber auch gleich mal eine halbe Tonne. VW hat angekündigt, in der Gläsernen Manufaktur in Dresden mit dem I.D. bis 2020 ein E-Auto zu bauen, das 600 Kilometer weit kommen soll. Am Standort Zwickau will der Volkswagen-Konzern künftig ausschließlich auf Elektromobilität setzen. Bis 2021 soll das Fahrzeugwerk Zwickau mit einer Investition von einer Milliarde Euro komplett auf Elektro umgestellt werden. 1400 Fahrzeuge täglich sollen dann vom Band laufen.

Wie lange hält der Akku eines E-Autos?

Akku-Hersteller garantieren derzeit Laufleistungen zwischen 100.000 und 160.000 Kilometern. Experten geben die Lebensdauer bisheriger Akkus in E-Autos mit derzeit acht bis zehn Jahren und 500 bis 1.000 Ladezyklen an. Allerdings hängt das stark von den äußeren Bedingungen ab. So altert ein ausgekühlter Akku beim Laden schneller und kann nur eine reduzierte Energiemenge aufnehmen.

Auch beim Aufladen entstehende Hitze kann Akkus dauerhaft zusetzen. Sie sollten daher auf einer Temperatur von 25 bis 45 Grad Celsius gehalten werden. Zudem beeinflussen Häufigkeit und Intensität des Auf- und Entladens die Haltbarkeit entscheidend. Auch die Ausstattung des Wagens mit Elektronik wie Klimaanlagen und Sensoren hat Einfluss auf die Lebensdauer des Energiespeichers.

Man aber kann davon ausgehen, dass die Akkus heute schon länger halten, als die Autos, denen sie Strom liefern. So kann den Akkus ein zweites Leben zum Beispiel als Stromspeicher von Heim-Solaranlagen vergönnt werden.

Wie stark belasten Elektroautos und ihre Akkus die Umwelt?

Laut einer Studie des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik fangen Elektroautos bei dem in Europa üblichen Strommix ab einer Laufleistung von 100.000 Kilometern an, CO2 einzusparen. Grund dafür ist auch die CO2-intensive Herstellung dieser Fahrzeuge.

So wird bei Elektroautos zum Beispiel besonders häufig Aluminium verarbeitet. Dadurch soll Gewicht eingespart werden, das durch die schweren Akkus anfällt. Aluminium wiederum benötigt für die Verhüttung aber besonders viel Strom. Wird für E-Autos allerdings nur Ökostrom verwendet, wird bereits ab 30.000 Kilometern Fahrleistung CO2 eingespart.

Durch Recycling und Zweitnutzung der Akkus als Energiespeicher in Eigenheimen könnten diese künftig noch umweltfreundlicher werden. Immerhin lässt sich ein Großteil der Rohstoffe wie etwa Lithium wiedergewinnen - das ist gut für die Gesamt-Umweltbilanz, da Lithium beim Abbau große Mengen Grundwasser verschlingt.

Sind noch bessere Batterien in Sicht?

Auch wenn die moderne Lithium-Ionen-Akkus heute schon viel können und immer besser werden, scheint das Prinzip zunehmend an seine Leistungsgrenzen zu stoßen. Die Hoffnung liegt deshalb auf einer völlig neuen Technologie: Lithium-Sauerstoff-Akkus könnten der Elektromobilität zum Durchbruch verhelfen und die Verbrennungsmotoren zu einer Technologie der Vergangenheit werden lassen. Sie sind theoretisch bis zu fünf Mal leichter als vergleichbare Lithium-Ionen-Akkus. Obendrein haben sie mit 2.000 Ladezyklen eine deutlich höhere Lebensdauer und sind in der Herstellung billiger.

Allerdings verhindern technische Probleme bisher den Einsatz der neuen Technik in der Praxis. Derzeit laufen sie mit reinem Sauerstoff, der extra mitgeführt werden muss. Den Sauerstoff aus der Luft zu verwenden, ist schwierig, weil die Feuchtigkeit der Luft den Akkus schaden kann. Weltweit arbeiten mehrere Forscherteams daran, die Technologie massentauglich zu machen.

Fazit

Einsatzfähige Elektromotoren gibt es de facto schon seit mehr als 100 Jahren. Ihre Technik ist ausgereift. Großes Entwicklungspotential liegt noch bei den Akkus. Noch vor einigen Monaten wurde angenommen, dass die Preise in Zukunft deutlich sinken, inzwischen hat sich die Nachfrage derart erhöht, dass das nicht mehr sicher ist. Bei der Reichweite hingegen tut sich viel. VW will in den nächsten Jahren ein E-Auto präsentieren, das 600 Kilometer weit kommt und damit so weit wie ein guter Durchschnitts-Benziner. Und Strom ist im Vergleich zu Sprit richtig günstig: Der Renault Zoe zum Beispiel kostet pro 100 gefahrene Kilometer nur knapp unter vier Euro Strom.

Gehört man zu den Glücklichen, die Solarzellen aufs eigene Dach montieren können, zählt man richtig zu den Gewinnern: Im Sommer produziert man täglich mehr Strom als man bei einem Arbeitsweg von 100 Kilometern pro Strecke "verpendeln" kann.

Zuletzt aktualisiert: 05. Januar 2019, 15:25 Uhr