Kleines ABC E-Mobilität

Mehr als 100 Jahre nach Einführung des Ottomotors rumort es in der Automobilwelt. Einer der größten Umbrüche steht unmittelbar bevor, beziehungsweise findet sogar schon statt: der Wandel hin zur Elektromobilität. Eine Entwicklung, die Hersteller vor vollkommen neue Herausforderungen stellt – und zum Neudenken ihrer Produkte zwingt.

Gerade die alten Riesen werden dabei von den jungen Wilden wie Tesla oder Quereinsteigern wie Google oder Apple angegriffen. Es hat ein spannender Wettlauf rund um die E-Mobilität begonnen, der die Automobilindustrie, aber auch unsere Gesellschaft tiefgreifend verändern wird. Wo wir aktuell stehen? Noch ganz am Anfang.

Quelle nachstehender Infos: www.viertel-vor.com, bearbeitet: E-Werk im April 2017

1. Wie groß ist der Anteil zugelassener Elektrofahrzeuge in Österreich?

Nur 0,2 Prozent beträgt der Anteil an E-Fahrzeugen am Gesamtfahrzeugmarkt in Österreich. 4.805.888 Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor stehen 9.950 E-Fahrzeugen gegenüber.

2. Welche Batterien werden in Elektrofahrzeugen verwendet?

Elektroautos werden von Lithium Ionen Batterien betrieben. Um ihre Kapazitäten zu steigern, werden die Batterien gerade immer weiter entwickelt und optimiert. Bis 2020 soll die aktuelle Kapazität, von der die Reichweite eines Elektroautos abhängt, z.B. laut Daimler um 30 Prozent gesteigert werden. Der nächste große Sprung wird gegen 2025 erwartet. Dann wird die Post-Lithium-Ionen-Technologie marktreif sein.

3. Wie viel Reichweite hat so eine Batterie?

Grundsätzlich gilt: Je mehr Kapazität eine Batterie hat, desto größer ist die Reichweite des Autos, in dem sie steckt.

Der rein elektrisch angetriebene Smart kommt bei einer Kapazität von 17,6 Kilowatt auf eine Reichweite von 145 Kilometer, der Renault ZOE mit 23 Kilowatt Batterie im Praxistest in etwa auch. Tesla schafft je nach Modell über 400 Kilometer Reichweite.
Der Vergleich unter den einzelnen Herstellern ist jedoch immer noch schwierig. Schließlich hängt der Verbrauch eines Fahrzeugs zum Beispiel auch damit zusammen, wie viel Elektronik und Komfort in einem Auto eingebaut ist. Man kann sagen: je leichter ein Fahrzeug ist und je weniger elektronische Extras verbaut sind, desto weiter kommt es.

Die Reichweite eines Hybrides liegt derzeit bei ca. 50 Kilometern. Das reicht immerhin schon für innerstädtische Trips zum Einkaufen oder zur Arbeit.

4. Wie lange dauert es noch, bis die Reichweite höher wird?

Die Autobauer sind gerade dabei, die Fahrzeugarchitektur ihrer Fahrzeuge neu zu überarbeiten. Das ist die Grundlage dafür, dass mehr Batterien im Auto Platz finden und sich damit auch die Reichweite erhöht. Das Ziel aller Hersteller ist, dass man mit einer Ladung mindestens 500 Kilometer fahren kann.

5. Wie lang ist die Lebensdauer der Batterien?

Elektromobilität ist noch ein sehr junges Feld. Deswegen ist es schwer, da genaue Angaben zu machen. Die Hersteller geben aber oft eine Garantie über ca. 70.000 – 80.000 Kilometer. Und selbst danach ist die Batterie nicht leer, sondern besitzt immer noch eine Restkapazität zwischen 70 – 80 Prozent. Die „alten“ Batterien können dann in einem zweiten Lebenszyklus noch immer zusammengeschlossen werden und zum Beispiel als Zwischenspeicher verwendet werden.

6. Wie und wo kann ein Elektroauto geladen werden?

Das Prinzip ist einfach, weil gelernt: Elektroautos lassen sich über einen einfachen, wenn auch großen, Stecker wieder aufladen. Für alle Fabrikate gibt es im öffentlichen Raum Ladesysteme, um Elektroautos mit Strom zu „betanken“. In Europa ist derzeit der sogenannte „Typ2 Stecker“ am verbreitetsten. Die Autos können aber in den meisten Fällen bei jeder 230 Volt Haushalts-Steckdose geladen werden.

7. Wie lange dauert das Laden denn?

Geht’s um Elektroautos, lautet das Motto: „It‘ s all about Ladezeit“. Denn tatsächlich ist die Dauer der Batterieladung einer der wichtigsten Faktoren bei der Entscheidung für oder gegen ein Elektroauto.

Problem: Eine einheitliche Antwort gibt es (noch) nicht.
Die Ladezeit hängt vor allem von der Kraft der verwendeten Steckdose ab und wird in Kilowatt (kW) angegeben. Dabei unterscheidet man in Wechselstrom (Alternating Current, AC) und Gleichstrom (Direct Current, DC). Wechselstrom kommt aus einer normalen Haushaltssteckdose und lädt am Langsamsten. Mit einer eigenen Wallbox kann die Ladeleistung auf bis zu 22 Kilowatt pro Stunde gesteigert werden.

Am Schnellsten funktioniert das Aufladen mit Gleichstrom. Hier steigt die Ladeleistung auf bis zu 50 Kilowattstunden. Um herauszufinden, wie lange eine Batterie zum Laden braucht,  rechnet man einfach die Kapazität der Batterie durch die Ladeleistung der verwendeten Steckdose. Beispiel: Eine Batterie hat eine Kapazität von 50 Kilowatt, die Ladeleistung beträgt 22 Kilowatt – dann dauert das Aufladen etwa 2,5 Stunden. Perspektivisch werden wir dazu kommen, dass Batterien via Schnellladung zirka 100 Kilometer in ca. 5 Minuten nachladen.

8. Wie viele Ladestationen gibt es in Österreich?

Eine gute Infrastruktur mit vielen Möglichkeiten, die Autos zu laden ist ein weiterer äußerst ausschlaggebender Punkt, um Autofahrer davon zu überzeugen, auf Elektroantrieb umzustellen. Aktuell gibt es ca. 3.000 E-Tankstellen in Österreich. Tendenz: stark steigend.

9. Wie teuer ist eine Batterieladung?

Nimmt man als Basis einen Strom-Haushaltstarif von 20 Cent pro Kilowattstunde her, so kostet „Treibstoff“ für 100 km in Form von Strom ca. € 3. Also nach derzeitigen Preisen (April 2017) lediglich die Hälfte von Diesel oder Benzin.

10. Warum wird immer noch das System des Aufladens verfolgt und nicht ein System ala Kamera-Akkuwechsel?

Die Batterien alleine machen zirka 40 Prozent des Preises eines Elektroautos aus. Das Konzept des Batteriewechsels verursacht damit sehr hohe Infrastrukturkosten – man muss in einem solchen Fall ja flächendeckend dafür Sorge tragen, dass immer genügend Batterien auf Lager sind.

Dazu kommt der erforderliche Standardisierungsaufwand, damit die Batterien mit Fahrzeugen von verschiedenen Herstellern kompatibel sind. Das Unternehmen Better Place musste im Jahr 2013 genau dieses Geschäftsmodell aufgeben, weil es von Seiten der Hersteller zu wenig Interesse an diesem System gab.

11. Wo kommen die Batterien her?

Als Batterie bezeichnet man immer nur das Gesamtprodukt. Im Inneren bestehen die Batterien aus Zellen (Lithium-Ionen), der Mantel bildet dann die eigentliche Batterie.

Die Batterieproduktion wird für alle Hersteller immer wichtiger. Deshalb eröffnet z.B. Mercedes demnächst eine neue Accumotive Batteriefabrik im sächsischen Kamenz. Damit besteht für den Konzern die Möglichkeit, die Kosten der Batterien auf Dauer zu halbieren. VW hat Ähnliches für seine Marken vor.

12. Wird es auch Home-Speicher geben?

Die Weiterentwicklung von Batterien für die Fahrzeuge geht Hand in Hand mit der Entwicklung von stationären Home-Speichern. Diese können die durch Solarzellen und Windkraft produzierte Energie tagsüber zwischenspeichern und zum Beispiel nachts abrufen, um das Elektroauto aufzuladen.

Auch Fahrzeuge können zukünftig als Zwischenspeicher dienen. Die österreichische Firma FRONIUS aus Oberösterreich zählt zu den Marktführern.

13. Was können wir in Zukunft noch erwarten?

Die Verbesserung der Leistung der Batterien ist der wichtigste Part in der Weiterentwicklung. Die Lithium-Ionen Batterie wird bis zum Ende 2020 auf dem Höhepunkt sein. Danach wird es einen Übergang hin zur Post-Lithium-Ionen Zeit geben, um die Leistung weiter zu erhöhen. Als vielversprechendste chemische Verbindung wird hier zurzeit Lithium-Schwefel angesehen.

Darüber hinaus wird der Trend der Urbanisierung weitergehen, was zu enormen Herausforderungen in den städtischen Verkehrssystemen führen wird. Das Auto wird ein integraler Bestandteil intelligenter Mobilitätskonzepte sein. Dazu gehören Carsharing-Angebote wie car2go oder DriveNow, ebenso wie die Vernetzung unterschiedlicher Mobilitätsformen etwa durch Plattformen wie „moovel“. Zudem werden die Hersteller immer mehr auch mit externen Dienstleistern kooperieren. Gerade erst wurde bekannt, dass Daimler und Uber an selbstfahrenden Autos für das Uber-Netzwerk arbeiten.

14. Ist es möglich, dass in Zukunft alle Elektroautos durch erneuerbare Energien versorgt werden können?

Das heutige Problem ist nicht unbedingt die Herstellung erneuerbarer Energien, sondern vielmehr die Speicherung bzw. bedarfsgerechte zur Verfügung Stellung. Es gibt mittlerweile spannende Konzepte, die Elektroautos sogar als integralen Bestandteil der Energiewende ansehen. So könnten die Autos zum Beispiel als Zwischenspeicher für Energieüberschüsse dienen, die später wieder ins Netz eingespeist werden könnten. Man könnte so ein smartes Energie-Netzwerk aufbauen, in dem man mit seinem Elektroauto sogar Geld verdienen könnte.