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 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 Studie der Unternehmensberatung McKinsey zufolge um 80 Prozent zwischen 2010 und 2016. Demnach kostet ein Gesamtbatteriepaket die Autohersteller derzeit etwa 230 US-Dollar pro Kilowattstunde. Schätzungen zufolge wird der Preis weiter sinken. Für den deutschen Markt halten Experten für 2020 einen Preis von weniger als 100 Euro pro Kilowattstunde für möglich.

Tesla Model 3
Tesla Modell 3 Bildrechte: dpa

Trotzdem sind Elektroautos einer Studie der Mobilitätsexperten von Horvath & Partners zufolge immer noch mindestens 40 Prozent teurer als ein vergleichbarer Benziner oder Diesel - die Entwicklung bei den Batteriepreisen spiegelt sich aber dennoch am Markt wieder: Der Tesla Model 3 wird rund 31.000 Euro kosten. Zieht man davon die staatliche Förderung von 5.000 Euro ab, bleiben 26.000 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 340 Kilometern angegeben.

Das erste Modell von Tesla war übrigens mehr als doppelt so teuer wie der Tesla Modell 3. Derzeit läuft die Produktion bei Tesla allerdings schleppend, sodass einige Kunden wohl erst 2019 mit ihrem neuen Auto rechnen können.

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, teilweise erst demnächst auf den Markt kommenden 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.

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 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 sie künftig noch umweltfreundlicher werden. Immerhin lässt sich ein Großteil der Rohstoffe wie etwa Lithium wiedergewinnen - das ist besonders wichtig, 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 im Prinzip ausgereift. Großes Entwicklungspotential liegt noch bei den Akkus. Sie werden preiswerter - und das deutlich. Auch bei der Reichweite 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 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: 10. November 2017, 10:49 Uhr