Friedrich Elektrotechnik und Elektromobilität

Wenn heute der Begriff Elektromobilität fällt, denken viele an Autos mit wenig Reichweite und kaum Ladestationen. Ganz verkehrt ist das nicht – aber eben auch nicht richtig. Zumindest ist es nicht mehr richtig.

Reichweite ist ein viel zitiertes Argument, um sich nicht weiter mit E-Autos auseinander zu setzen. Dabei fahren die meisten kaum 100 km am Stück. Selbst wenn man extrem sportlich unterwegs ist – 100 km schafft jedes E-Auto heutzutage, die Leichtkraftfahrzeuge mal außen vor gelassen. Wer eine eigene Ladestation zu Hause hat kommt damit täglich zur Arbeit, zum Einkaufen, zum Sport und zu Veranstaltungen, ohne sich über Ladestationen Gedanken machen zu müssen.

Schwieriger wird es, wenn man keine Möglichkeit hat, eine eigene Ladestation zu installieren. Dann ist man auf öffentliche Ladepunkte angewiesen – oder die Möglichkeit, am Arbeitsplatz zu laden. Öffentliche Ladepunkte gibt es inzwischen viele – und es kommen täglich neue hinzu. Die Bundesnetzagentur zeigt alle öffentlichen Ladepunkte auf ihrer Ladesäulenkarte. Dazu kommen viele privat betriebene Ladesäulen, die man neben den öffentlichen Ladesäulen über verschiedene Apps finden kann.

Natürlich ist die nächste Ladesäule meist nicht vor der Haustür – und gerne mal von anderen Fahrzeugen belegt. Und Zeit benötigt man ja auch, denn die Ladung mit dem Typ 2 Stecker braucht schon ein paar Stunden, um eine Batterie wieder aufzuladen.

Mit der Gleichstrom-Schnellladung können die meisten Fahrzeuge in ungefähr einer halben Stunde auf 80 % geladen werden. Allerdings empfiehlt sich das im Interesse der Lebensdauer der Batterie nur auf Langstrecken. Da man nach zwei Stunden ununterbrochener Fahrtzeit ohnehin eine halbe Stunde Pause machen sollte, kein Extra-Aufwand.

Trotzdem ist es natürlich nicht so komfortabel, wie bei einem Verbrenner, bei dem man nur zur jeweils nächsten Tankstelle muss, um wieder die volle Reichweite zu haben.

Mit leichten Einschränkungen gegenüber einem Verbrenner kann man also durchaus sagen, dass Elektroautos alltagstauglich sind. Da stellt sich die Frage, was denn passieren muss, damit die verbleibenden Nachteile gegenüber dem Verbrenner auch noch verschwinden.

Hier kommt die Batterietechnik ins Spiel, denn die Batterien sind die Treiber dieser Nachteile. Konsequenterweise wird also an chemischen Zusammensetzungen und molekularen Strukturen geforscht, die Batterien mit Schnellladung ermöglichen, ohne deren Lebensdauer zu reduzieren. Parallel dazu muss auch das Gewicht der Batterien deutlich reduziert werden, um die Reichweiten zu vergrößern.

In naher Zukunft sind bereits kleinere Verbesserungen zu erwarten mit Festkörperbatterien, deren Herstellung aktuell komplex und teuer ist – (noch) nicht tauglich für den Massenmarkt. Auch Natrium-Ionen-Batterien erscheinen vielversprechend, müssen aber noch für Serienanwendungen weiterentwickelt werden.

Wer gerne mehr über das Thema Batterien wissen möchte, findet in dem kostenlosen eBook „Nachhaltigkeit und Zukunft von Elektroauto – Batterien“ viele Informationen dazu.

Wenn die Batterien dann in einigen Jahren so weit sind muss ein weiteres Hindernis aus dem Weg sein: Die Verfügbarkeit von Strom zum Laden der Fahrzeuge. Seit dem Wegfall der Atomkraftwerke sind die Stromerzeuger (Kraftwerke, Wind- und Solaranlagen) oft nicht mehr in der Nähe der großen Stromverbraucher (Ballungsräume und Industriestandorte). Der geplante Ausstieg aus der Kohle als Energieträger macht die Situation nicht besser. Deshalb hat der Bund bereits 2009 das Gesetz zum Ausbau von Energieleitungen (EnLAG) erlassen. Alle Netzausbau-Vorhaben nach diesem Gesetz werden seitdem auf der Internetseite www.netzausbau.de veröffentlicht, von der Planung bis zur Fertigstellung.

Das ist ein Teil der erforderlichen Maßnahmen. Der andere Teil besteht darin, Stromladestationen in ausreichendem Umfang zur Verfügung zu stellen. Damit sind keine öffentlichen Wallboxen gemeint, sondern Schnellladestationen. So, wie es heute für uns selbstverständlich ist, an eine Tankstelle zu fahren, um Kraftstoff zu tanken, wird es in einigen Jahren üblich sein, sein Auto an einer Stromladestation aufzuladen für die nächsten 500 km. Oder auch 1.000 km. Immer vorausgesetzt, die Batterietechnik erlaubt das bis dahin.

Der große Vorteil von Stromladestationen im Vergleich zu Tankstellen besteht darin, dass die Auflagen viel niedriger sind. Es müssen keine Tanks im Erdreich verbaut werden, daher ist kein aufwändiger Gewässerschutz erforderlich. Alles, was man braucht, ist eine ausreichende Leitung von der nächsten Trafostation zur Stromladestation. Betriebskosten fallen kaum an, was völlig neue Geschäftsmodelle eröffnet. Bereits heute bieten einzelne Supermärkte Ladestationen an, um bequem während des Einkaufs sein Fahrzeug zu laden.

Noch wird das Laden an unterschiedlichen Ladestationen von einem weiteren Thema erschwert – es gibt kein einheitliches Bezahlsystem. Dem Fahrer eines Elektrofahrzeugs präsentiert sich ein Flickenteppich verschiedener Anbieter, von denen jeder sein eigenes Abrechnungsmodell betreibt. Verbreitet sind Chipkarten mit jeweils eigener Authentifizierung.

Eigentlich regelt die Ladesäulenverordnung (LSV) seit 2016 bereits, dass öffentlich zugängliche Ladepunkte ohne Authentifizierung funktionieren müssen. Die LSV war aber bereits vor ihrem in Kraft treten heftiger Kritik ausgesetzt – und ist es bis heute. Sie weicht als Umsetzung der EU-Richtlinie 2014/94/EU in vielen Details von dieser ab und führt zu erheblichem bürokratischem Aufwand. Und so ist sie bis heute nicht flächendeckend umgesetzt. Mehr zur Ladesäulenverordnung findet sich auf Wikipedia. Immerhin hat die LSV dazu geführt, dass sich mehr und mehr Anbieter zusammenschließen und ein sogenanntes e-Roaming anbieten. Aber auch dabei gibt es mehrere Anbieter und nicht jede Säule ist mit allen Anbietern nutzbar.

Und schlussendlich werden preiswerte Einstiegsmodelle benötigt. Derzeit gibt es kaum Angebote unter 20.000 €. Während Verbrenner ähnlich, wie 1980 weiterhin etwa das 3,5-fache eines durchschnittlichen, monatlichen Einkommens kosten, muss man für die elektrischen Versionen annähernd das 6-fache hinlegen. Dafür bekommt man in der Regel auch sehr sportliche Fahrzeuge mit hoher Leistung, doch suchen die meisten Kunden eher preiswertere Fahrzeuge. Auch hier liegt der Schlüssel in der Batterietechnik. Denn noch kostet die Batterie einen Großteil der gesamten Herstellungskosten. Je preiswerter die Fahrzeuge sind, desto größer ist der Anteil. Das kann bei einem Kleinwagen schon die Hälfte sein.

Die neuen Batterietechnologien versprechen einen geringeren Bedarf an kostspieligen Rohstoffen. Und vor allem weniger Rohstoffe für dieselbe Kapazität. Das sollte den Preis für Fahrzeuge nachhaltig senken.

Fazit: Die Elektromobilität kommt. Mit den neuen Batterietechnologien in den nächsten Jahren, dem Ausbau des Stromnetzes und der Vereinheitlichung der Abrechnung für das Laden werden die Voraussetzungen geschaffen, die Akzeptanz beim Kunden zu fördern. Und je mehr Batterieelektrische Fahrzeuge verkauft werden, desto geringer wird auch der Preis für einen Neuwagen.