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Elektromobilität – Sackgasse oder über Umwege zum Ziel?

| Autor / Redakteur: Jacqueline Koch / Benjamin Kirchbeck

Ladezeiten von einer Stunde anstelle weniger Minuten sind für die Betreiber schlichtweg nicht rentabel.
Ladezeiten von einer Stunde anstelle weniger Minuten sind für die Betreiber schlichtweg nicht rentabel. (Bild: Clipdealer)

Das Angebot an E-Autos steigt, ebenso die die maximal mögliche Reichweite. Doch Fragen nach der Rentabilität und eine anderweitig fokussierte Interessenvertretung trüben die Erwartungen. Und dann wäre da noch die psychologische Hemmschwelle.

Die technische Machbarkeit ist nicht das Problem, wenn es um die Gründe für den fehlenden Erfolg der Elektromobilität geht. Die Autos der dritten Batteriegeneration können bereits doppelt so viele Kilometer zurücklegen wie die der vorherigen – also zumindest auf dem Papier bis zu 400 Kilometer. E-Autos mit dieser Reichweite stehen beim Händler. Die Hochvolt-Kathoden der verwendeten Li-Ionen-Akkus bieten stabile Systeme und benutzen hochentwickelte Separatoren.

Die nächste Generation verspricht Reichweiten bis zu 700 km, allerdings dürfte hier das Maximum erreicht sein. „Man kann die Energiedichte von Batterien nicht unbeschränkt hochtreiben. Bestimmte physikalische Grenzen können auch mit intensivster Forschung nicht gesprengt werden, außer man ist bereit, eine entsprechend Batterie auf einem Anhänger hinter her zu ziehen“, erklärt Prof. Dr. Karl-Heinz Pettinger, Professor für Elektrische Energiespeicher an der Fachhochschule Landshut, wissenschaftlicher Leiter des Technologietransferzentrums Energie der Hochschule Landshut und Mitglied im wissenschaftlichen Beirat Batterieforum Deutschland.

Eine Frage der Rentabilität

Interessant ist der Technologiesprung von der zweiten Generation in die jetzt, aktuell auf dem Markt verfügbare 3. Generation. Stand der Technik sind 150 Wh/kg Energiedichte für das Gesamtsystem. Zukünftig soll diese bei 200 Wh/kg liegen. Die Branche verspricht sich viel von einer so genannten „Super-Batterie“ mit 400 Wh/kg. Dies würde im PKW eine Reichweite von 1.000 km bedeuten. Laut Prof. Pettinger liegen hier die Grenzen der Machbarkeit. Aber selbst für Fernreisen sind 700 km Reichweite ausreichend, vorausgesetzt, die Ladeinfrastruktur stimmt.

Doch hier liegt das eigentliche Problem. Denn eine große Anzahl diverser Tankkarten ist kein Garant für sicheres Laden. Das Suchen und Finden von Stromtankstellen gleicht oftmals noch einem Abenteuerurlaub – man weiß nie, was einen erwartet. Betrachtet man die häufig anzutreffenden, elektrisch betriebenen Kleinwagen der zweiten Batteriegeneration mit 65 kW und nur 150 km Reichweite, ist eine gute Planung elementar. Der nächstgelegene Ladepunkt ist nicht immer geöffnet, frei oder funktioniert. Wer nicht permanent bei McDonald´s essen oder jede Eisdiele auf dem Weg zur Arbeit kennenlernen will, ist, vor allem auf dem Land, stark eingeschränkt.

Betrachtet man also die Zukunft der Elektromobilität hängt deren Erfolg oder Misserfolg vor allem an einem zentralen Punkt, dem Interesse der Stakeholder. Der erste Schritt in Richtung erfolgreiche Elektromobilität beschäftigt sich mit der Frage: „Wer will die Elektromobilität gestalten“? Abgesehen von überzeugten Privatpersonen, zählt zu diesem Interessentenkreis die Regierung, allerdings mit relativ kleinen, mittelfristig angesetzten Zielen. Nur bedingtes Interesse haben die deutschen OEMs. Sie sind jedoch der Schlüssel, denn sie bestimmen den Kurs. Dieser Weg verläuft über eine Kette von drei Organisationen, den Energieerzeuger der die Energie an den Netzbetreiber übergibt, der wiederum dafür sorgt, dass irgendwo ein Tankstellenbetreiber damit versorgt dafür wird und letztlich der Tankbetreiber selbst. In dieser Kette haben zwei aus Prinzip bisher kein Interesse an der Förderung der Elektromobilität. Denn der Energiebedarf für Elektromobilität ist, verglichen mit dem Gesamtenergiebedarf der BRD relativ gering, er liegt bei circa 2,6 Prozent. Die Frage die sich ein Tankstellenbetreiber stellt, bleibt vorerst also die selbe: „Was habe ich von diesen Ladesäulen?“

Entwicklung der E-Infrastruktur: Die Interessenlage ist fatal

Das Business-Modell ist schnell erklärt: Angestrebt wird ein Tankvorgang von etwa zehn Minuten. Zeit genug um voll zu laden, noch einen kleinen Snack im tankstelleneigenen Markt zu beziehen und eventuell die Toilette zu nutzen. Eine klassische Tankstelle verfügt über 10 Zapfsäulen mit 3,5 MW petrochemischer Leistung. „Tankt“ ein Autofahrer dagegen elektrische Energie, ist er momentan etwa eine Stunde an der Säule, damit ist diese für den Tankstellenbetreiber kaum rentabel.

Der Grund für die lange Ladezeit: Das Netz gibt aktuell nicht mehr Energie her. Im Augenblick benötigt solch ein Tankvorgang eine Ladeenergie von 350 kW, das ist die Anschlussleistung von 20 EFH -eine ganz andere Liga. Es stellt sich also die Folgefrage: „Wer sponsert die Zapfsäulen?“ Man kann kleinere Engagements von deutschen Automobilherstellern beobachten, die vereinzelt Zapfsäulen errichten und damit einen ersten Schritt in dieses Geschäft der vermeintlichen Zukunft machen. Aber E-Tankstellen können im Moment nicht ökonomisch betrieben werden.

Ladezeiten von einer Stunde anstelle weniger Minuten sind für die Betreiber schlichtweg nicht rentabel. Parallel gilt, Hersteller wollen Fahrzeuge verkaufen und nicht die Elektromobilität per se. Deren Interesse am Ausbau ist also denkbar gering. Nichts verdeutlicht das Desinteresse mehr als die aktuelle Lade-Infrastruktur. E-Tankstellen finden sich entweder fernab von der gängigen Infrastruktur oder eben in unmittelbarer Nähe von Einkaufszentren. So gilt McDonalds als eine der sichersten Anlaufstellen zum E-Tanken. Die Betreiber haben erkannt, dass die Ladedauer von bis zu einer Stunde perfekt zum typischen Konsumverhalten passt.

Die Tankpsychologie wird hier direkt über das Konsumverhalten des Menschen gesteuert. Ähnlich wie die Tankstellen in Einkaufszentren oder Parkhäusern der Innenstadt. Vereinzelte Kraftakte von Kommunen und Städten wie München oder Landshut bieten bereits neue Denkansätze. Die aktuelle Interessenlage ist fatal für die Entwicklung der E-Infrastruktur, denn wirtschaftlich sind dies keine tragbaren Modelle, sondern eher Hilfsmittel. Selbst im E-Auto-freundlichen Norwegen, in dem es sehr günstigen Strom gibt und E-Autos stark gefördert werden, stagniert der Kauf. Die Ursache? Der Ausbau der Ladeinfrastruktur hält mit dem E-Auto-Absatz nicht Schritt.

Meldungen, dass das Konsortium der Auto-Konzerne bis 2020 an Europas Fernstraßen Tausend ultraschnelle Ladepunkte errichten will, ist und bleibt nur ein Tropfen auf dem heißen Stein. Die Zukunft der Elektromobilität liegt nicht in der Motivation der OEMs. Europa müsste regulierend eingreifen und selbst eine Infrastruktur aufbaut, egal ob für Strom- oder Wasserstoff-Autos. Bisher gibt es kaum Vorstöße in diese Richtung, da die die Interessenlage nicht geklärt ist. Solange nicht klar definiert wird, wer für die Infrastruktur zuständig ist, wird sich nichts bewegen.

Betrachtet man die Kosten, umgerechnet auf die gefahrenen Kilometer, die nötig wären, um die Infrastruktur hinsichtlich „Energietanken“ stark zu verbessern, wäre das Ergebnis schlicht deprimierend. Deshalb brauchen wir neue öffentliche Modelle, die das gesellschaftliche Interesse abbilden – egal ob lokal, bundes- oder EU-weit.

Woher kommt der Strom?

Hier findet sich das nächste psychologische Problem beim Thema Stromladen, denn wer ein E-Auto fährt ist mit großer Wahrscheinlichkeit an einem nachhaltigen und emissionsfreien Fahrverhalten interessiert. Die Frage, woher der Strom kommt, liegt also nahe. Das Paradoxe: Am umweltfreundlichsten fährt man ein E-Auto mit Atomstrom. Hier ist der Kohlendioxidausstoß im Vergleich am geringsten. Die Problematik des Prinzips Atomstrom wird dabei nicht bewertet.

Am schlimmsten für eine emissionsfreie Autofahrt mittels E-Auto ist Strom der über Braunkohle generiert wurde. „Ich erinnere mich an eine Karikatur, bei der eine Familie mit zwei Kindern vor einem Braunkohlekraftwerk steht, jedes Kind bei einem Elternteil auf dem Arm, und der Papa zeigt auf den Rauch aus dem Schlot und sagt, hier ist der Auspuff von Papas neuem E-Auto“, erzählt Dr. Pettinger. In anderen Ländern, wie Island oder Norwegen ist der Ausbau von Wasserkraft und regenerativen Energiequellen so weit fortgeschritten, das E-Auto-Besitzer die Umwelt beim Tanken tatsächlich nur minimal belasten. In Deutschland hat der Autofahrer allerdings kaum Einfluss auf den Mix. Null Gramm CO2-Ausstoß bleiben Utopie.

Ganz klar für ein E-Auto sprechen die Fixkosten. Diese sind geringer als bei einem Diesel oder Benziner. Der Strom ist günstiger, ebenso die Wartungskosten. Ein „Aber“ gibt es dennoch. Denn die Effektivität einer Batterie liegt bei „nur“ 90 Prozent. Das heißt, beim Laden entsteht ca. 10 Prozent Abwärme, die verloren geht. Drastisch ausgedrückt, wären das etwa sechs Liter, die bei einem Dieseltankvorgang mit 60 Litern daneben liefen. Eine physikalische Minimierung, die nicht zu umgehen ist.

Gleichzeitig sind die ergänzenden Fixkosten eines E-Autos wesentlich geringer. „Es gibt schlichtweg weniger verbaute Mechanik und Elektrik also weniger Elemente, die kaputt gehen können,“ ergänzt Dr. Pettinger. Technisch gesehen benötigt ein E-Auto wesentlich weniger Wartung. Außer der TÜV-Prüfung steht praktisch keine Wartung an. Laut Statistik ist die Software das größte Handicap eines E-Autos wenn es um Probleme geht. Die leuchtende Anzeige „Batterieladung unmöglich“ ist wohl der häufigste Albtraum eines E-Auto-Besitzers. Gleichzeitig ist die Behebung kein Hexenwerk. Auch der ADAC rüstet mittlerweile auf. Viele Service-Fahrzeuge sind mit Notstromaggregaten zum Aufladen ausgestattet.

Durchbruch oder Nischendasein?

Die Batterie stellt nicht nur bis zu 40 Prozent des Fahrzeugwertes dar und ist der Dreh- und Angelpunkt umweltschonender Mobilität, sie wird in der Gesellschaft noch oftmals mit Argusaugen betrachtet – nicht zuletzt aufgrund mehrerer ausgebrannter Fahrzeuge eines amerikanischen E-Auto-Pioniers. „Tatsache ist, Batterieautos sind wesentlich ungefährlicher als dieselbetriebene Fahrzeuge, wenn es zu einem Unfall kommt. Egal ob es sich um einen Fehlerfall oder Unfall handelt“, erklärt Prof. Dr. Pettinger. Die statistische Entzündbarkeit von E-Autos ist geringer als die seiner kraftstoffbetriebenen Geschwister. Doch die batteriebetriebene Mobilität werde wohl mittelfristig auch nicht die Wesentliche sein, so Dr. Pettinger.

„Bedingt durch die aktuelle Entwicklung bei Toyota gewinnt das Thema Wasserstoff immer mehr an Bedeutung und gilt in der Branche als echte Konkurrenz auf Lang- und Mittelstrecken.“ Toyota hat gezeigt, dass ein Motor mit nur 30 g Platin bis zu 80 kW Leistung erbringen kann. Die Toyota Brennstoffzellentechnologie wandelt Wasserstoff inzwischen so perfekt in elektrische Energie für den Motor um, dass die bisherigen Kosten für eine Brennstoffzelle in den Bereich eines normalen Verbrennungsmotors gefallen sind. Von einst 40.000 – 45.000 Euro auf nun 6.000 – 8.000 Euro.

Aber auch hier treffen die deutschen Autohändler von Toyota & Co. auf ein Problem – die Infrastruktur zum Tanken. Der Schrei nach Wasserstofftankstellen ist groß. Deshalb wird der Bau dieser Tankstellen im Moment staatlich subventioniert, ähnlich wie private E-Tankstellen. Doch die Anzahl bleibt mit knapp 50 Stück deutschlandweit sehr überschaubar.

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Nach vier Tagen Umleitung ist der Hydraulic Hybrid Ingocar wieder ueber das World-Wide-Web unter...  lesen
posted am 06.11.2018 um 07:54 von Unregistriert

Leider sind die valentinetechnologies.com - Seiten auch heute 05.11.2018, 11:59 nicht erreichbar....  lesen
posted am 05.11.2018 um 13:00 von Unregistriert

Ich hatte gehofft, dass Sie aufgrund des Slides mit Valentin Technologies die gegenwaertige...  lesen
posted am 05.11.2018 um 07:38 von Unregistriert

Ach, DAS ( https://de.wikipedia.org/wiki/Hydraulischer_Hybridantrieb ) ist gemeint! Das war zu...  lesen
posted am 03.11.2018 um 01:21 von Unregistriert

Das Konstruktive lag im Vorschlag alle Faktoren zum Thema Elektromobilität - Sackgasse oder über...  lesen
posted am 28.10.2018 um 18:34 von Unregistriert


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