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Elektromobilität - Eine Übersicht

E-Mobilität heißt das Schlüsselwort, welches seit den verstärkten Diskussionen über Klimaschutz, Umweltfreundlichkeit und Nachhaltigkeit die Schlagzeilen füllt. Ein sich ständig verstärkendes Umweltbewusstsein und die inzwischen für jedermann spürbaren klimatischen Veränderungen haben Forschung und Weiterentwicklung eines emissionsfreien Autos in einem früher nicht für möglich gehaltenen Ausmaß beflügelt. Und die Entwicklung ist längst noch nicht abgeschlossen.

Denn neue Erkenntnisse in der Klimaforschung formulieren immer neue und damit auch strengere Klimaziele. Und diese wiederum erfordern das stetige Nachrüsten der Automobilbranche, die genötigt ist, den Forderungen von Politik und Klimaforschern nachzukommen. Hier nun spielt das Elektroauto eine große Rolle. Denn das Fehlen von Emissionen beim Betrieb erfüllt zumindest eine der ganz wichtigen Forderungen, nämlich die Verringerung bzw. Vermeidung des CO²-Ausstoßes.

Und diese Qualität ist der große Trumpf der E-Autos, die dadurch in den Genuss von Fördermitteln kommen. Auch wenn noch nicht restlos geklärt ist, wie umweltfreundlich die E-Autos letztlich wirklich sind. Denn ihre Herstellung gestaltet sich weitaus aufwändiger, als diejenige der alten Generation. Auch das Speichern des Stroms in den Akkus kann noch nicht als endgültig und optimal gelöst betrachtet werden, selbst wenn sich hinsichtlich Forschung und Weiterentwicklung in den letzten Jahren viel getan hat.

Wie alles anfing – Autopioniere im neunzehnten Jahrhundert

Elektroautos sind älter, als man sich normalerweise vorstellt. Ihre Geschichte begann bereits in der Mitte des 19. Jahrhunderts, als der schottische Tüftler und Autopionier Robert Anderson ein elektrisch betriebenes Fahrzeug präsentierte. Er hatte Forschungsergebnisse des Naturwissenschaftlers und Physikers Michael Faraday zur elektromagnetischen Rotation für den Bau seines Elektrokarrens umgesetzt.

Im Jahr 1881 stellte der Franzose Gustave Trouvé in Paris sein dreirädriges Gefährt vor, das offiziell als erstes Elektrofahrzeug anerkannt wurde. Er verwendete für die Speicherung des Stroms Bleiakkumulatoren und erreichte mit seinem "Trouvé Tricycle" immerhin eine Geschwindigkeit von 12 km/h und eine Reichweite von bis zu 26 km. Deutschland folgte im Jahr 1882 mit dem von Werner von Siemens in Berlin gebauten Kutschenwagen „Elektromote“ nach. Ein elektrisch angetriebenes Gefährt, das seinen Strom – ähnlich dem Prinzip moderner Oberleitungsbusse – über eine zweipolige Versorgungsleitung erhielt. Eine weiteres elektrisch betriebenes Fahrzeug folgte im Jahr 1888 mit dem sogenannten "Flocken Elektrowagen" nach. Produziert wurde diese vierrädrige E-Kutsche in der Coburger Maschinenfabrik A. Flocken.

Zeitgleich kam aus den Reihen der russischen Erfinder ein erster Personenkraftwagen mit Elektromotor. Diese Entwicklungen folgten allesamt auf Typen, die mittels Dampfkraft betrieben wurden. Aber sie befanden sich längst früher auf den Straßen als Autos mit Verbrennungsmotoren, die erst im 20. Jahrhundert produziert wurden.

Rekordverdächtig – Elektroautos

Elektroautos waren diejenigen Fahrzeuge, die schon bald mit den ersten Geschwindigkeitsrekorden aufwarteten. So konnte der französische Adlige und Rennfahrer Gaston de Chasseloup-Laubat im Dezember 1898 mit seinem Elektromobil „Jeantaud Duc“ und einer Geschwindigkeit von 62,78 km/h einen Rekord aufstellen, der allerdings bereits einen Monat später von dem Belgier Camille Jenatzy mit 66,66 km/h überboten wurde.

Häufig wechselten in dieser Zeit kurz vor der Jahrhundertwende die Rekordinhaber, und Kilometer um Kilometer schraubte sich die Höchstleistung allmählich nach oben. Im April 1899 schließlich konnte Camille Jenatzy die 100 km/h-Schallmauer durchbrechen. Und dies dank seines in Torpedoform konstruierten Elektroautos „La Jamais Contente“, was auf Deutsch „die nie Zufriedene heißt“ und einen Geschwindigkeitsrausch von sage und schreibe 105,88 km/h bescherte.

Anfangs des zwanzigsten Jahrhundert – Elektromobilität zunächst auf dem Rückmarsch

Ab dem Jahr 1910 waren Elektroautos fast gar nicht mehr im Straßenverkehr anzutreffen, der nun eindeutig vom Verbrennungsmotor dominiert wurde. Und auch die Zeit vor und nach dem zweiten Weltkrieg verbannte die E-Mobilität zu einem Nischendasein. Schließlich war es inzwischen weitaus bequemer, den Motor per Anlasser in Gang zu bringen, als permanent anzukurbeln. Und auch die Reichweite der mit Benzin betriebenen Wagen erwies sich bald als wesentlich größer.

Aber dennoch ist nicht restlos erklärbar, warum die E-Autos derart in den Hintergrund traten, zumal sie im Bereich des Nahverkehrs den Benzinautos durchaus überlegen waren. Erst mit der Ölkrise in der 70er Jahren fand ein allmähliches Umdenken statt. Dennoch aber kam die Elektrizität bei Fahrzeugen zum Einsatz, die nicht darauf angewiesen waren, Akkumulatoren mit sich herum zu transportieren. Beispielsweise in Straßenbahnen oder in Bussen mit Oberleitungen. Zu den genannten Nischen, in denen sich Autos mit Elektromotor halten konnten, gehörte die Sparte der Klein-Lieferwagen. Ein berühmtes Beispiel hierfür sind die milk floats, von denen vor allem in Großbritannien zeitweilig mehrere Zehntausende in Benutzung waren. Diese Lieferwagen waren für die tägliche Zustellung der Milch an die Haushalte zuständig; ein Dienst, der mit dem permanenten Fahren kleinster Strecken verbunden war und damit eindrucksvoll auch die Stärke der Elektroautos demonstrierte.

Eine weitere Spezialaufgabe – nun im deutschsprachigen Raum - kam dem Elektrofahrzeug im Bereich der Paketzustellung zu. Zunächst setzte die deutsche Reichspost im zwanzigsten Jahrhundert Elektro-Autos ein, später wurde diese Aufgabe von der deutschen Bundespost weitergeführt. Und auch die österreichische Post- und Telegraphenverwaltung sowie die deutsche Post der DDR schätzen die Zuverlässigkeit und ökonomische Betriebsweise der E-Lieferwagen. Ein weiteres Elektroauto mit Kult-Status und Nischencharakter – diesmal aus den Vereinigten Staaten - war das sogenannte „Nachbarschaftsfahrzeug“. Hierunter ließ sich ein kleines E-Fahrzeug verstehen, das lediglich mit geringer Geschwindigkeit unterwegs sein konnte und deshalb auch unter erleichterten Bedingungen zugelassen wurde.

Die Wiederentdeckung der E-Mobilität

Der Golfkrieg im Jahr 1990 war für eine weitere Ölkrise verantwortlich und verdeutlichte, dass unsere Ressourcen an Erdöl keineswegs unerschöpfliche Lieferanten für Treibstoffe waren. Dadurch setzte ein Umdenken in der Politik ein, die nun versuchte, zunehmend mehr auf alternative Brennstoffe zu setzen. Der US-amerikanische Staat Kalifornien erließ als erstes Land ein Gesetz, das die Automobilindustrie dazu zwang, nach und nach auch emissionsfreie Autos auf den Markt zu bringen.

In diesem Zusammenhang suchte die Industrie nun nach neuen Akkumulatoren, welche die schweren und temperaturabhängigen Bleiakkumulatoren ersetzen sollten. Doch auch in Deutschland setzte ein Umdenken ein und Forschung und Industrie beschäftigten sich zunehmend mehr mit Elektroautos. Im Jahr 1992 beeindruckte das Leicht-Elektromobil „Horlacher Sport I“ durch seine Reichweite von 547 Kilometern, die durch eine einzige Batterieladung erreicht wurde.

Der Schweizer Swatch-Gründer Nicolas Hayek konzipierte - zunächst zusammen mit Volkswagen, ab 1994 mit Daimler-Benz – ein Mikrokompaktfahrzeug mit Elektroantrieb. Dieses „Swatch-Mobil“ erreichte den Markt allerdings nicht in der von Hayek angestrebten Art und Weise. Lediglich wurde das Design übernommen. Hinsichtlich der Antriebsart entschied sich Daimler letztendlich doch für die herkömmliche Verbrennungstechnik und brachte in dieser Kombination im Jahr 1997 das erste Smart-Auto heraus. Trotz dieses Rückschlags nahm die Weiterentwicklung der E-Mobilität ihren unaufhaltsamen Lauf. So entstand im Jahr 1992 ein Versuchszentrum für Elektroautos auf der Insel Rügen. Dieses vom Bundesforschungsministerium in Zusammenarbeit mit großen Automobilkonzernen geschaffene Testareal widmete sich der weiteren Erforschung und Erprobung von Fahrzeugen, die mit Energiespeichern ausgestattet waren.

Volkswagen erprobte in dieser Zeit ebenfalls eine Elektroversion des Golfs. Die Auflage war mit 120 Fahrzeugen klein, allerdings dachte man auch nicht an den freien Verkauf dieses Fahrzeugs, sondern lieferte lediglich an einige großen Energieversorger. Der Energieverbrauch von ca. 25 kWh/100 km war sehr hoch und wurde seinerzeit auf das hohe Eigengewicht der Fahrzeuge und den schlechten Wirkungsgrad von Bleiakkumulatoren und Ladegerät zurückgeführt.

Im südlichen Schwarzwald – genauer gesagt im Hotzenwald – versuchte eine kleine Firma den Start in die Elektromobilität und schuf mit dem „Hotzenblitz“ ein kompaktes Elektroauto, das sich ausschließlich dieser Energieform bediente und damit als das konsequenteste E-Mobil der späten 90er Jahre gilt. Die Produktion des Hotzenblitzs begann im Jahr 1993 und musste drei Jahre später aus Gründen der Finanzknappheit wieder aufgegeben werden. Aber auch andere Firmen wagten nur die Kleinauflage. General Motors beispielsweise, der US-amerikanische Großkonzern, baute lediglich 1.100 Exemplare von seinem Elektromobil „EV1“. Allein 800 Stück aus dieser Produktion wurden an prominente Zeitgenossen vergeben und der verbleibende Rest mittels Leasing auf den Markt gebracht.

Aber bereits drei Jahre später wurden die Verträge nicht mehr verlängert, da es keine Ersatzteile für dieses Fahrzeug gab. Auf eine weitere bemerkenswerte Episode des letzten Jahrtausends im Bereich der E-Mobil Entwicklung sei noch hingewiesen. Und zwar brachte Daimler-Benz seine Sonderversion A-Class electric bis zum Jahr 1997 zur Serienreife. Hier wurde eine Zebra-Traktionsbatterie verwendet, die bei einem Verbrauch von 30 kWh eine Reichweite von 200 km ermöglichte. Eigens für diese schwere Batterie war im Unterbodenbereich des Fahrzeugs ein Doppelboden vorgesehen, in den die Akkus eingesetzt werden sollten. Das kalifornische Gesetz „Clean Air Act und Zero Emission Mandate“ zwang die Automobilhersteller weltweit zur Optimierung der Abgaswerte ihrer Produkte und auch zum teilweisen Ersetzen von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren durch emissionsfreie Autos.

Es wurde aber letztlich in seinen strengen Forderungen auch wieder gelockert, was den Daimler-Konzern dazu inspirierte, doch auf die Ausstattung des A-Class-Modells durch Speicherenergie zu verzichten und es stattdessen wieder konventionell anzutreiben. Mit fatalen Folgen! Denn nun fehlte der tiefe Schwerpunkt, der durch die tief eingelagerten Batterien erreicht werden sollte: eine wichtige Voraussetzung für die Fahrstabilität. Die bekannten Elchtests, bei denen die Versuchsfahrzeuge reihenweise in den Kurven umfielen, wurden schließlich zum allseits belächelten Ergebnis dieser Fehlplanung.

Die ersten Jahre des neuen Jahrtausends

Die Firma Tesla widmete sich nun der Elektro-Mobilität und brachte ab dem Jahr 2005 mit dem „Tesla Roadster“ ein E-Auto der neuen Generation auf den Markt. Allerdings konnte dieses Modell – wie beispielsweise auch die Kleinwagen „Think City“, „Think Global“ und „Stromos“ - nicht mit den Verbrennungsmotoren konkurrieren, da die Reichweiten noch immer zu gering, die Ladezyklen zu lang und die Anschaffungskosten zu hoch waren. Lediglich bei Stadtautos und für Kurzstrecken ausgelegte Fahrzeuge kam der Handel in Schwung.

Im Jahr 2012 erbrachte der deutsche Markt insgesamt 15 Fahrzeugserien, davon 12 vollelektronisch. Zu den Herstellern dieser E-Autos gehörten u.a. VW, General Motors, Mitsubishi, Nissan, Daimler, Volvo und Toyota. Dennoch blieb die Nachfrage der Kunden nach diesen emissionsfreien Gefährten schwach, trotz einer staatlichen Förderung. Lediglich im Bereich des innerstädtischen Carsharings fanden sich viele Abnehmer. Durch den stagnierenden Absatz der E-Autos kamen einige Produzenten in finanzielle Schieflage. Zum Beispiel die Firma General Motors, die sich im Jahr 2009 dazu entschied, statt der E-Mobilität auf Hybridantrieb zu setzen. Im Jahr 2010 kam dann das bis heute weltweit meistverkaufte E-Auto auf den Markt, der Nissan „Leaf“. Im Jahr 2012 folgte Tesla mit der Oberklassen-Variante „Tesla Model S“. Nun lagen die Reichweiten bereits in erheblich höheren Bereichen und näherten sich derjenigen von Autos mit herkömmlichem Verbrennungsmotor allmählich an.

Die National Highway Traffic Safety Administration würdigte im Jahr 2013 das „Tesla Model S“ als das weltweit sicherste Elektroauto. Nun endlich zog auch Daimler nach und verpasste dem ursprünglich für den Elektroantrieb vorgesehenen „Smart Fortwo“ doch seine ursprünglich angedachte Antriebsart. Weitere Neuerungen auf dem Weg zum aktuellen Stand der E-Mobilität waren Versuche von Renault mit Lithiumbatterien und mit einem Mietakkusystem. Das Jahr 2013 erbrachte weitere Ereignisse, beispielsweise kündigte Google an, sich ebenfalls dem Markt der elektrisch betriebenen Fahrzeuge zu widmen, allerdings in der führerlosen Version. VW und Daimler bereicherten den Markt in 2014 mit Elektroversionen des Golf bzw. der B-Klasse.

Die aktuelle Situation in Deutschland und Europa

Im Jahr 2019 wurden so viele Elektroautos in Deutschland zugelassen, wie noch nie zuvor. Inklusiv der Plug-in-Hybrid-Autos betrug die Zulassungsrate mehr als 564.000 Objekte. Ein Höchstwert, der nicht zuletzt auch durch die Steuervergünstigungen und die Prämien erreicht wurde. Das Jahr 2020 wird diesen Anstieg weiter führen, beziehungsweise ihn noch verstärken.

Das CAM (Center of Automotive Management) rechnet mit einem exponentiellen Anstieg der E-Mobilität in Deutschland und Europa. Bereits im Januar dieses Jahres beliefen sich die Neuzulassungen von Elektro-Personenkraftwagen mit 16.131 Vorgängen auf 130 % des Vorjahrs. Damit verdoppelte sich der Marktanteil der E-Mobile mit 6,5 % gegenüber dem Vorjahreszeitraum (~3 %). Besonders beliebt sind bei diesen Neuzulassungen die Plugin Hybride, die es auf eine Steigerung von 308 % schafften, während sich die Neuzulassungen der reinen Elektroautos auf einen Steigerungswert von ca. 61 % einpendelten.

Der deutsche Markt hat sich mittlerweile zum wichtigsten Markt für Elektrofahrzeuge und Plug-in-Hybride entwickelt und führt die Statistik vor Norwegen, Großbritannien, Frankreich und den Niederlanden an. Und diese Führungsposition behält Deutschland auch dann, wenn man nur den Verkauf reiner Elektroautos betrachtet. In diesem Bereich wurden in Deutschland im vergangenen Jahr rund 63.500 Pkw verkauft, während sich die in den Niederlanden abgesetzten Autos auf 62.000 Stück beliefen, in Norwegen auf 60.500 Stück.

Förderung und Steuervorteile für E-Autos

Noch immer ist der Kaufpreis für Elektroautos relativ hoch und auch die Umbauten, die in der heimischen Garage erfolgen müssen, kosten Geld. Aus diesem Grund, und auch um die Ausbreitung emissionsfreier Autos weiter voran zu treiben, können verschiedene Fördermittel beansprucht werden. So wird der Umweltbonus, den die deutsche Bundesregierung zur Verfügung stellt, bis zum Jahr 2025 verlängert. Er macht sich in einem Zuschuss beim Kauf eines von Batterie- oder Brennstoffzellen betriebenen Autos in Höhe von bis zu 6.000 € bemerkbar, beziehungsweise beim Kauf eines von außen aufladbaren Hybridelektrofahrzeugs in Höhe von maximal 4.500 €.

Diese Förderung wurde eingerichtet, um die strengen Klimaziele von 2030 zu erreichen. In diesem Jahr müssen in Deutschland sieben- bis zehn Millionen Elektro-Autos zugelassen sein. Anträge für diese Förderung können online gestellt werden, und zwar beim Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA). Auch weitere Informationen stellt diese Behörde zur Verfügung. Zu den weiteren Förderungsmöglichkeiten gehört die Unterstützung beim Bau privater Ladestationen durch die KfW-Bank. Auch die Bundesländer gewähren hier teilweise Hilfe. Diese Förderung wird allseits begrüßt und auch als notwendig erachtet. Stellt sie doch eine wichtige Maßnahme in Entwicklung und Ausbreitung von umweltgerechten Fahrzeugen dar.

ADAC-Verkehrspräsident Gerhard Hillebrand geht davon aus, dass diese neue Verordnung der Entwicklung der Elektromobilität „neuen Schwung“ verleihen wird. Und außerdem schafft dieser Beschluss endlich Klarheit in dem bis dahin eher nebulösen Umgang mit der Elektro-Energie. Aber auch in steuerlicher Hinsicht profitiert der Käufer eines E-Autos. So ist für private Fahrzeuge, die bis zum 31. Dezember 2019 zugelassen wurden, zehn Jahr lang keine Kfz-Steuer zu zahlen. Und auch falls ein Halterwechsel den 10-Jahres-Raum unterbricht, verbleiben dem neuen Eigner die Steuervorteile für die restliche Zeit.

Diese Steuerbefreiung gilt allerdings nur für reine Elektro-Mobile, nicht für Hybrid-Fahrzeuge. Und auch Dienstwagen können in den Genuss einer geringeren Besteuerung kommen. Für sie gilt seit 2019 die folgende Regel: Die jährliche Kfz-Steuer beträgt 0,5 % des Listenpreises. Im Gegensatz dazu bezahlen die Eigentümer von Autos mit Verbrennungsmotoren derzeit 1 % des Listenpreises. Und auch das Aufladen des Akkus beim Arbeitgeber wird nicht als geldwerter Vorteil angesehen und entsprechend mit einer Abgabe belegt. Die durch die Förderung entstehen Gesamtkosten von jährlich mehr als zwei Milliarden Euro werden zu gleichen Teilen von Autoindustrie und Bund getragen.
Und noch ein Hinweis, der bei der Kaufentscheidung eines E-Autos eine Rolle spielen könnte: Zukünftig muss der Netto-Listenpreis eines E-Autos unter 65.000 Euro liegen, wenn es gefördert werden soll. Käufer, die sich für ein Fahrzeug der Luxus-Klasse entscheiden – also etwa Audi e-tron quattro oder Tesla Model S – gehen leer aus.

Worin genau bestehen die Klimaziele 2030?

Mehrere Abkommen weisen den Weg in zu den Klimazielen und gelten als Leitbild für die Maßnahmen der Bundesregierung: UN-Klimarahmenkonvention inklusiv der diversen Zusatzprotokolle, Kyoto-Protokoll und das Pariser Abkommen aus dem Jahr 2015. Bis zum Jahr 2020 sollten die Treibhaus-Emissionen um ca. 20 % gegenüber den Werten von 1990 gesenkt werden, so die Vereinbarungen und gegenseitigen Verpflichtungen innerhalb der 28 EG-Staaten.

Teilweise werden die Emissionsminderungen über den EU-Emissionshandel erreicht, was bedeutet, dass eine begrenzte Zahl an Emissionsrechten für ein bestimmtes Kontingent an Treibhausgasen ausgegeben wird und diese auf dem internationalen Markt gehandelt werden. Länderspezifische Obergrenzen für die erlaubten Emissionen wurden in diesen Vereinbarungen abgeschafft. Es wird bei den Zielen zwischen den unverbindlichen politischen und den rechtlich verbindlichen unterschieden. Die Vereinbarungen aus dem Jahr 2010 sehen unverbindliche Ziele für die Minderung der ausgestoßenen Treibhausgase von 40 % für 2020 vor und von 55 % für 2030. Jeweils gemessen an den Werten von 1990.

Jährliche Klimaschutzberichte informieren über die Umsetzung dieser Maßnahmen und Ziele. Für das Jahr 2020 ist in Deutschland gegenüber dem Jahr 1990 demnach lediglich eine Minderung der Emissionen um ca. 33 % zu erwarten, und für das Jahr 2030 prognostizieren die Experten eine Senkung der Schadstoffe um 41,7 %. Vorhersehbar ist somit die Verfehlung des Klimaziels, was die Regierungsparteien in ihrem Koalitionsvertrag dazu bewog, ihre Absicht zu bekräftigen, die Vereinbarung in jedem Fall und mit allen Mitteln doch noch zu erreichen. Im September 2019 ergänzte die Bundesregierung den Klimaschutzplan durch das Einbeziehen von übergreifenden und weiterführenden Maßnahmen sowie von neuen Obergrenzen für zulässige Emissionen, um den Zielen von 2030 damit doch noch näher zu kommen.

Beim Klimagipfel vom September 2019 in New York bekannte sich Deutschland ohne Einschränkung dazu, die Minderung der Treibhausgasemissionen bis 2050 als vorrangiges Ziel zu verfolgen. Das Konzept für die Förderung und Minderbesteuerung von E-Mobilität gilt als eine dieser wichtigen Maßnahmen: Besitzer und Käufer von E-Autos dürfen also darauf verweisen, einen Teil zur Einhaltung der vereinbarten Klimaschutz-Grenzwerte beizutragen.

E-Autos contra Benziner – ist die Umweltbilanz des Elektrofahrzeugs wirklich so viel besser?

Der Herstellungsprozess von E-Autos ist – verglichen mit der Produktion von konventionellen Pkws – viel energieintensiver. Bei ihrer Herstellung fallen zwischen 70 und 130 % mehr Treibhausemissionen an, allerdings in Abhängigkeit von Energiequelle und Effizienz der Fertigung. Tatsächlich verursacht aber die Nutzung von Elektroautos – wiederum in Abhängigkeit von der Art der Energiezuführung – erheblich weniger Schadstoffe. Man geht heute davon aus, dass die Treibhausgasemissionen der E-Autos in der gesamten Bilanz, also verteilt über Herstellungs-, Nutzungs- und Verwertungsphase, insgesamt um ca. 20 bis 30 % vermindert sind gegenüber den Autos mit Verbrennungsmotor.

Es ist absehbar und zu erwarten, dass sich diese Bilanz in den nächsten Jahren noch verbessern wird. Uneinig sind sich die Experten dahingehend, in welchem Umfang sich die Verwertung, also Recycling und Wiederaufbereitung, niederschlagen wird. Dies ist auch deshalb ein instabiler Faktor, als sich die Batterien in ihrer Beschaffenheit und Wirkung permanent und rasant weiter entwickeln. Aber abgesehen vom Blick auf die Emissionswerte gibt es noch andere Parameter, die sich in der Umweltbilanz wiederfinden und bei denen sich E-Auto und Pkw mit Verbrennungsmotor erheblich unterscheiden. Dies fängt bereits bei der Rohstoffgewinnung an und hört bei der Entsorgung auf.

Und in dieser Hinsicht haben E-Autos durchaus auch Nachteile gegenüber den Benzinern. Dazu gehören Feinstaubemissionen, Versauerung und Wasserentnahme. Unter Versauerung versteht man die Entstehung und den Ausstoß von Säure bildenden Gasen, die für die Ökosysteme unter Umständen schädlich sein könnten. Auch Stoffe, die für den Menschen gefährlich oder Krebs erregend sein könnten (Humantoxizität), sind Bestandteil der Emissionen eines E-Autos. Aber die Vorteile hinsichtlich des Minderausstoßes von Sommersmog (Ozon), Überdüngung (Phosphat und Nitrat) und natürlich hinsichtlich der Treibhausemissionen überwiegen beim E-Auto gegenüber dem herkömmlichen Pkw.

Die verschiedenen Komponenten eines E-Autos

Diese Teile machen im Wesentlichen das Innenleben eines E-Mobils aus: Elektromotor, Akku, Leistungselektronik, Kühlsysteme.

Elektromotor

Das Patent für den Elektromotor wurde bereits im Jahr 1837 erwirkt. Seither erledigt er seinen Dienst in unzähligen Bereichen von Industrie und Produktion und eben auch beim Fahrzeug. Er gilt als - gegenüber dem Benzinmotor – sehr zuverlässig, vibrationsfrei, verschleißarm und fast geräuschlos. Und ab dem Starten verfügt er über das volle Drehmoment für einen großen Drehzahlbereich. Dies ist der Grund dafür, weshalb meistens ein Getriebe mit einer festen Übersetzung bzw. nur einem Gang ausreichend ist.

Der Fahrspaß beim Elektroauto hängt ganz wesentlich damit zusammen, dass der Wagen ohne Gangwechsel durch die sofortige Entfaltung des Drehmoments spontan und unmittelbar auf jede Beschleunigung reagiert. Doch trotz dieser Beanspruchung ist der Wirkungsgrad des Elektromotors mit mehr als 90 % sehr hoch; nur wenige Energieverluste werden in Wärme oder Reibung umgesetzt. Eine gegenüber dem Verbrennungsmotor eventuelle mindere Leistungsfähigkeit war also nicht der Grund für das Verschwinden des Elektroautos im 20. Jahrhundert, sondern eher das Problem der Stromversorgung.

Der Elektromotor übernimmt die Funktion eines Stromgenerators beim Bergabfahren und beim Bremsen. Hier wird Energie zurück gewonnen (Rekuperation) und in das Speichermedium hinein gegeben. Elektromotoren arbeiten sehr leise. Doch die Geräuscharmut, die man als angenehm empfindet, kann auch zur Gefahr werden. Nämlich dann, wenn das Annähern von E-Mobilen nicht oder aber zu spät gehört wird. Immer wieder kommt es aus diesem Grund zu gefährlichen Situationen, vor allem auf Parkplätzen und in verkehrsberuhigten Bereichen. Deshalb müssen seit 2019 neue Elektro-Mobile mit einem Soundgenerator ausgestattet sein, der bei einer Fahrt bis zu 20 km/h ein künstlich erzeugtes Fahr- bzw. Warngeräusch hörbar macht.

Der Akku

Der Akku eines Elektroautos muss über mehrere wichtige Qualitäten verfügen, beispielsweise soll er eine hohe Leistungs- und Energiedichte aufweisen. Aber auch die Sicherheit spielt bei der Beschaffenheit des Akkus eine große Rolle und natürlich die zuverlässige Funktionsfähigkeit. Am besten werden diese Forderungen derzeit von einer Lithium-Ionen-Batterie erfüllt. Sie zeichnet sich durch eine hohe Zyklenfestigkeit aus, also durch das Überstehen von mehreren Tausend Vorgängen von Entladung und Ladung, ohne allzu großen Verlust an Kapazität.

Dieser Wert informiert über die Lebensdauer des Akkus. Meldungen einzelner Automobilhersteller verweisen auf eine mehr als zehnjährige Nutzungsdauer des Akkus, der auch nach dieser Zeit immer noch eine Kapazität von mehr als 80 % aufweist. Kein Wunder also, dass dieser Batterietyp inzwischen auch der standardmäßige Stromlieferant für die meisten elektronischen Kleingeräte darstellt, also beispielsweise Mobiltelefone, Notebooks oder auch Akkuschrauber. Die Akkus in E-Autos unterliegen einer strengen Wärmekontrolle, für die das Thermomanagement zuständig ist.

Die Speicherzellen dürfen also nicht überhitzt werden, aber andererseits auch nicht einer zu großen Kälte ausgesetzt werden: Eine wichtige Kontrollfunktion, die von der Temperaturüberwachung ausgeübt wird und die ebenfalls mitverantwortlich für die Lebensdauer des Akkus ist. Die Entwicklung und Verbesserung der Akkus erfolgt in rasanten Schritten. Gemessen an den Akkus, die vor sechs Jahren verbaut wurden, verfügen die modernen Stromspeicher teilweise über mehr als die doppelte Kapazität. Und dies, obwohl sich die Größe der Akkumulatoren tendenziell eher verkleinert hat.

In puncto Sicherheit hat sich ebenfalls einiges in den letzten Jahren getan und heutige Produkte können durchaus als sicher angesehen werden. Zumindest dann, wenn der Einsatz bestimmungsmäßig erfolgt. Unfälle gelten dann immer als kritisch, wenn die Schutzmechanismen des Akkus beim Aufprall verformt wurden und deshalb die Schutzfunktion beeinträchtigt ist. Die Folge könnte ein „Thermal Runaway“ sein, also das Überhitzen der Batterie. Im schlimmsten Fall ist dies mit einem Brand oder einer Explosion verbunden, die mittels Wasser gelöscht werden müssen. Glücklicherweise kommen derartige Ereignisse nicht allzu oft vor.

Eine defekte Batterie kann in den meisten Fällen durch eine modulare Reparatur, also durch den Austausch einzelner, funktionsuntüchtiger Komponenten, durchgeführt werden. Doch nicht alle Werkstätten sind entsprechend ausgestattet für diese Reparatur. Falls der gesamte Akku ausgetauscht werden muss, ist dies mit einem höheren finanziellen Aufwand, vergleichbar dem Motoraustausch beim Benzinauto, verbunden. Heutzutage ist die Produktion von Batterien für den Antrieb immer noch sehr aufwändig und teuer in der Herstellung. Selbst wenn sich die Preise in den letzten Jahren erheblich gesenkt haben.

Heizung und Klimaanlage

Zur Infrastruktur eines E-Mobils gehört auch die Heizung. Diese zweigt eine relativ große Energiemenge aus dem Speicher ab und kann dadurch zu einer erheblich reduzierten Reichweite beitragen. Außentemperatur und Wärmeerwartung der Insassen kommen hier also ins Spiel und entscheiden mit über den Aktionsradius. Als Faustregel kann man annehmen, dass im Winter zwischen 10 und 30 % der Energie in die Heizung investiert werden. Im Gegensatz zur Heizung ist der Energieverbrauch der Klimaanlage im Sommer wesentlich geringer.

Anordnung der Komponenten in Fahrzeugen

Die sogenannte Skateboard-Bauweise bestimmt bei den meisten Fahrzeugen die Anordnung der verschiedenen Teile. Der Akku erhält seinen Platz zwischen den Achsen, wohingegen der Elektromotor und die Leistungselektronik an einer Achse oder an beiden Achsen platziert werden. Diese sogenannte Unterflur-Architektur soll sich hinsichtlich der Raumausnutzung bewährt haben.

Batterie für das E-Auto kaufen oder leihen? Was ist besser?

Der aktuelle Markt bietet Akkumulatoren der neuesten Generation an. Man kann sicher sein, im Handel nur Akkus zu erhalten, die dem letzten Stand von Forschung und Entwicklung folgen. Daher sollte man dem Lithium-Ionen-Akku aus dem Fachhandel eventuell mehr vertrauen als gebrauchten, wieder aufbereiteten Batterien. Lebensdauer, Ladezeiten und Leistungsstärke werden ständig weiter optimiert und man sollte sich gut überlegen, ob man auf diese Errungenschaften wirklich verzichten will.

Zugegeben, ein neuer Akku ist nicht gerade billig, im Prinzip ist er sogar die teuerste Komponente am Auto. Einige Unternehmen verleihen aber auch Akkus. Dieser recht junge Service hat den Vorteil, dass durch den Hersteller meist die Wartung im Mietpreis inbegriffen ist. Sollte sich also einmal ein Defekt an der Batterie einstellen, darf man auch schnelle und kostenlose Hilfe hoffen. Man darf diese Option, das Ausleihen von Akkus, also ebenfalls getrost prüfen und sich dann für diejenige Variante entscheiden, die für die eigenen Ansprüche in Frage kommt. Hierzu noch die folgenden Informationen: Batterien werden so vermietet, dass der monatliche Preis an ein bestimmtes maximales Kontingent gebunden ist. Beispielsweise kostet ein Akku mit einer Leistung von 41 kWh derzeit ungefähr 60 – 70 € pro Monat.

In diesem Preis ist eine Kontingent von 7.500 Kilometern pro Jahr enthalten. Menschen, die mit ihrem E-Auto nur kurze Strecken in der City zurücklegen oder ihr Fahrzeug lediglich zum Einkaufen nutzen, dürften mit dieser Kilometerleistung auskommen. Hier wird sich eine solche Miete zu den genannten Bedingungen als sinnvoll erweisen. Anders steht es um den Pendler, der täglich mit dem E-Auto zur Arbeit fährt und es auch noch für die Urlaubsfahrt nutzt und dessen Kilometeraufkommen pro Jahr deshalb erheblich darüber liegt. In dieser Situation könnte sich der Kauf einer Batterie, selbst wenn der Kaufpreis irgendwo zwischen 5.000 und 8.000 € liegt, als die günstigere Variante erweisen.

Plug-in-Hybrid und Elektroauto – wo liegt der Unterschied?

Der Plug-in-Hybrid (PHEV) wird auch Steckdosenhybrid genannt. Damit ist bereits geklärt, dass dieses Fahrzeug ebenfalls mittels elektrischer Energie angetrieben wird. Aber eben nicht nur – und das ist der gravierende Unterschied zum reinen Elektrofahrzeug. Der PHEV besitzt auch – als zweite und alternative Energiequelle - einen Verbrennungsmotor, der natürlich den üblichen Standards hinsichtlich Emissionen und Kraftstoffen folgt. Und ebenso wie ein Elektroauto verfügt der Plug-in-Hybrid über einen Akku.

Dieser kann ebenfalls über das Stromnetz aufgeladen werden. Aber auch der Verbrennungsmotor kann die Batterien wieder mit Strom füllen. Beides ist möglich für den Akku: die Ladung durch das Stromnetz oder die Ladung durch den Kraftstoffmotor. Der Antrieb des Fahrzeugs kann also durch den Verbrennungsmotor geschehen oder alternativ durch die Batterie. Dies lässt den zielgerichteten Einsatz beider Energiequellen für die Fahrt zu. Beispielsweise lässt sich die kurze Strecke in der Innenstadt mittels Elektroantrieb zurücklegen, während die Überland-Fahrt vom Kraftstoffmotor gespeist wird. Sowohl die Vorteile von Verbrennungsmotoren und E-Mobilen als auch die Nachteile lassen sich also auf den PHEV übertragen.

Plug-in-Hybrid – Pro und Contra

Zunächst setzt die kompetente und zielgerichtete Bedienung des PHEV voraus, dass die Funktionen genauestens gekannt und verstanden werden. Dies erfordert – bereits vor der allerersten Fahrt – die Auseinandersetzung mit den Möglichkeiten des Plug-in-Hybrids. Man sollte also darüber informiert sein, wann es sinnvoll ist mit dem E-Antrieb zu fahren und wann besser der Benzin-Motor zum Einsatz kommt. Ebenso wie das reine Elektroauto darf das rechtzeitige Aufladen des Akkus nicht versäumt werden, wenn man am nächsten Morgen nicht genötigt sein will, unbedingt mit dem Verbrennungsmotor loszufahren.

Eine weitere Beeinträchtigung besteht im Gewicht. Die kombinierte Technik verursacht auch ein höheres Gewicht des Autos. Dadurch ergibt sich insgesamt wiederum ein etwas höherer Verbrauch. Versuche, das Problem mit dem Gewicht in den Griff zu bekommen, scheiterten kläglich. So wurde seinerzeit ernsthaft darüber diskutiert, ob man den Verbrennungsmotor vor der Nutzung des Autos als E-Fahrzeug nicht ausbauen und ihn erst wieder bei Bedarf zurückgeben könne. Eine Vision, die sich zum Glück nicht durchgesetzt hat. Und auch die gut gemeinte Absicht eines US-Herstellers, Autos mit Generatoren-Anhängern zu versehen, die je nach Bedarf mitgeführt werden können und den elektrischen Antrieb liefern, hat sich verloren.

Dennoch überwiegen insgesamt die Vorteile. Denn die kurze Strecke umweltgerecht und ohne Emissionen zu fahren, und dies bei niedrigem Fahrgeräusch ist schon eine besondere Qualität. Und hinsichtlich der Reichweite kommt der Verbrennungsmotor ins Spiel. Eine sehr sinnvolle Kombination, die Nachhaltigkeit mit Fahrvergnügen paart und deshalb haargenau in die moderne Automobil-Landschaft passt.

Die Wallbox – was ist darunter zu verstehen?

Durch die Wallbox wird ein Elektroauto an das Stromnetz angeschlossen. Und damit setzt der Ladeprozess ein. Ein Wallbox ist also im Grunde nichts anderes als ein Ladestation. Üblicherweise wird diese an die Wand angebracht, aber auch die Befestigung am Boden über eine Stele ist möglich. Die Wallbox wird auch als Wall Connector bezeichnet. Sie muss nicht zwangsläufig im Haus untergebracht werden, sondern die Anbringung in der Garage oder unter einem Carport ist ebenfalls denkbar.

Das Ladekabel ist meist fest mit der Wallbox verbunden und dient als Schnittstelle zwischen dem Stromnetz im Haus und dem Ladeanschluss des E-Autos. Der in Deutschland übliche Anschluss ist der Stecker Typ 2, der in die entsprechende Ladebuchse des Autos passt. Die Frage „Warum kann man den Akku eines Elektroautos nicht einfach über die einfach, normale Steckdose aufladen?“ wird oft gestellt. Dies zu versuchen, ist nicht gerade ungefährlich. Denn die Gefahr, dass die Leitungen und Kabel durch die starke Ladebelastung Schaden nehmen, ist sehr groß. Hier besteht die Gefahr eines Kabelbrands, der auch häufig nur schwer löschbar ist.

Das Laden per Steckdose sollte also gar nicht erst versucht werden. Und auch die Leistung, die über die Steckdose maximal übertragen werden kann, würde ein sehr langes Aufladen erforderlich machen. Experten sind sich also einig, dass das Aufladen des Akkus eines E-Autos ausschließlich über die fachmännisch installierte Wallbox erfolgen sollte. Und dies aus guten Gründen.

Gute Gründe für die Wallbox:

Schnelle Aufladung durch hohe Ladeleistung

Im Gegensatz zur normalen Steckdose kann die Wallbox auch an das Starkstromnetz angeschlossen werden. Die wesentlich höhere, zur Verfügung gestellte Leistung (400 Volt bei 32 Ampere) ermöglicht kurze Ladezeiten. Teilweise ist nur ein Zehntel des Zeitaufwands, den die Aufladung mittels Steckdose verursachen würde, nötig.

Effizientes Laden

Die Technik der Wallbox ist intelligent und programmierbar. So lässt sich die Wallbox beispielsweise so timen, dass Strom zu einem günstigen Stromtarif zum Aufladen der Batterien eingesetzt wird. Nachtstrom ist an vielen Orten kostengünstiger und würde hier bereits für Einsparungen sorgen. Aber auch die Verbindung mit der hauseigenen Photovoltaikanlage und dem dazu gehörenden Stromspeicher ist sinnvoll und sorgt – neben der Kostenersparnis - für einen nachhaltigen und umweltbewussten Umgang mit unseren wertvollen Ressourcen.

Sicherheit

Sie wurde bereits angesprochen, soll hier aber noch einmal Vertiefung erfahren. Denn das Thema Brandschutz ist eine wichtige, existenzielle Sache. Die Wallbox ist für höhere Stromdosen ausgelegt und auch gegen Überlastung abgesichert. Der Bezug von Strom über die Wallbox ist also risikofrei und birgt die nicht Gefahren, die das Abzweigen des Stroms aus der Steckdose mit sich bringt.
Sowohl über eine Stromüberwachung als auch über eine Fehlstromerkennung verfügen moderne Wallboxen. Eine eventuelle Störung im Stromfluss würde sofort erkannt werden. Mit der Reaktion der Wallbox, dass die Verbindung mit dem Stromnetz sofort getrennt wird. Auch hinsichtlich eventueller Kriechströme oder eingedrungener Feuchtigkeit sind die Sicherheitsmechanismen der Wallbox wertvoll, denn auch hier wird sogleich für Stromfreiheit gesorgt. Eine Maßnahme, die im Ernstfall lebensrettend sein kann.

Kostenersparnis

Bereits die Nutzung von günstigem Strom sorgt für Ersparnis. Und die integrierten Zählerstände lassen sich kontrollieren, zum Beispiel dahingehend, ob unbefugt Strom abgezweigt wurde.

Welcher Platz ist geeignet für die Anbringung einer Wallbox?

Durch das meist geringe Gewicht (~ 4 Kilogramm) ist die Anbringung an der Wand, zum Beispiel der Garagenwand, kein Problem. Auch ältere Wände oder Putzuntergründe sollten hier zuverlässig sein. Falls keine geeignete Wand existiert, lässt sich die Wallbox auch mittels Stele anbringen. Dies ist vor allem für Carports und Außenmontage eine wichtige Option.

Welche Wallbox ist die richtige?

Die Empfehlungen des ADAC sind klar: Die Heidelberg Wallbox mit einer Ladekapazität von maximal 11 kW ist die beste Alternative. Und hierfür gibt es gute Gründe: Zum einen reichen Ladegeräte mit dieser Kapazität (auch zwei- und dreiphasig) völlig aus, um den Akku eines Autos über Nacht aufzuladen. Und zum anderen wird das Stromnetz nicht über die Maßen belastet. Aber ein weiterer gewichtiger Grund spricht für den Einbau einer 11 KW-Anlage.

Zunächst einmal müssen alle Wallboxen – unabhängig von der Ladeleistung – beim zuständigen Netzbetreiber angemeldet werden. Dies dient zur reinen Information und soll dabei helfen, eventuelle Instabilitäten im Netz auszugleichen. Eine Genehmigung für das Anbringen einer Wallbox wird erst fällig, wenn dieser Wert überschritten wird. Beispielsweise durch eine Ladestation mit einer Leistung von 22 kW. Nun würden auch umfangreiche Prüfmaßnahmen hinsichtlich der Netzeignung erfolgen, die mit Kosten- und Zeitaufwand verbunden sind.

Elektroautos - Vor- und Nachteile

Vorteile

Nachhaltigkeit und Umweltfreundlichkeit

Dies ist das wichtigste und stärkste Argument pro E-Mobilität. Denn es entstehen beim Betrieb keine Emissionen und damit wird kein umweltgefährdendes Kohlenstoffdioxid (CO²) erzeugt. Und falls der für die Ladung der Batterien eingesetzte Strom aus erneuerbaren Energien stammt, erhöht sich damit die Nachhaltigkeit und die Ressourcen schonende Arbeitsweise von E-Mobilen. Auch die fehlende Geräuschentwicklung ist ein wichtiges Argument.

Die Innenstädte erbeben teilweise von Lärm und hoch drehenden Motoren. Dem setzt das Elektroauto eine beschauliche Stille gegenüber. Quasi eine Oase der Ruhe inmitten einer lauten und lärmenden Umgebung. Übrigens sind auch Tiere häufig von einem zu hohen Lärmaufkommen betroffen. Auch hier wirken die Autos mit Elektroantrieb ausgleichend. Und was die Entsorgung der alten Akkumulatoren betrifft: Es gibt Überlegungen, die ausgedienten Batterien von E-Autos als mobile Speicherelemente für Wind- und Sonnenenergie einzusetzen.

Auch Spitzen im Stromnetz könnten sie speichern und bei Bedarf wieder einspeisen in das Stromnetz. Und hinzu kommt noch: Wer auf E-Technologie setzt, der beweist auch nach außen hin seinen Willen, nachhaltig und umweltbewusst unterwegs zu sein. Eine besondere Einstellung zu den Problemen unserer Zeit und den Willen, bei der Lösung mitzuhelfen, zeichnet diese Gruppe aus.

Sparsamkeit und wenig Wartung

Vor allem die Betriebskosten fallen beim Elektroauto, im Vergleich zum Verbrennungsmotor, günstiger aus. Deutlich weniger Energie wird durch den hohen Wirkungsgrad der E-Autos verbraucht. Dies lässt sich am leichtesten nachvollziehen, wenn man davon ausgeht, dass das Stromtanken für 100 Kilometer nur wenige Euro ausmacht.
Weiterhin verschafft das Bremsen dem Akku Strom; durch das Phänomen der Rekuperation wird Energie dabei zurück gewonnen. Und dies zum Nulltarif. Auch was die Wartung betrifft sind E-Autos den Benzinern überlegen, denn sie gelten insgesamt als verschleißärmer, was sich im Einsparen von Wartungs-, Reparatur- und Servicekosten niederschlägt.

Spritzig und Dynamisch

Durch die spezielle Technik, setzt sich beim Elektroauto ohne Verzögerung das komplette Drehmoment um. Dies ermöglicht ein spritziges und dynamisches Fahren, sogar bei kleinen Autos. Und auch die Bremswirkung tritt durch die Rekuperation ein, sobald das Gaspedal verlassen wird. Man spricht inzwischen vom „One Pedal Feeling“, was bedeutet, dass man als Fahrer das Gefühl hat, fast ohne Bremspedal zu navigieren.

Unabhängigkeit

Steigende Kraftstoffpreise machen den Autofahrern zu schaffen. Egal ob das Auto mit Diesel oder mit Benzin betankt wird. Als Besitzer eines E-Fahrzeugs kann man früher oder später dahin gelangen, den Strom für das eigene Fahrzeug mittels Windkraft oder Solartechnik selbst zu produzieren.

Nachteile

Reichweitenbegrenzung

Die größte Sorge aller Besitzer eines E-Autos. Noch immer ist die Reichweite recht begrenzt und auch die Ladestationen sind nicht üppig verteilt. Unter E-Auto-Fahrern kursiert deshalb immer noch die Furcht davor, unvermittelt irgendwo auf der Landstraße mit dem Auto liegen zu bleiben. Nur weil man sich vielleicht verschätzt hat mit der zu bewältigenden Fahrstrecke oder weil der Stau, den man durchstehen musste, nicht eingeplant war.

Diese Sorge hält sich nach wie vor unter den Besitzern von E-Autos. Dabei ist sie eigentlich nicht mehr begründet, denn das Netz an Ladestationen wird zunehmend dichter und auch die Landregionen weisen heutzutage deutlich mehr Elektro-Tankstellen auf, als noch vor fünf Jahren. Tendenz steigend! Und hinzu kommt noch die Tatsache, dass durchschnittlich pro Tag gerade mal knapp 40 Kilometer von den Fahrern zurückgelegt werden.

Eine Strecke, die kaum zu einer leeren Batterie führen dürfte. Und selbst wenn heutzutage viele kostengünstigste E-Autos lediglich mit einer Reichweite von knapp 200 Kilometern auskommen müssen, dürfte die Grenze der Reichweite im täglichen Verkehr kaum erreicht werden. Natürlich sollte man bei längeren Strecken vorsorgen und sich über die Ladestationen, die am Weg liegen, informieren.

Kaufpreis

Auch hier besteht Aufholbedarf der E-Autos gegenüber den Benzinern, denn zur Zeit sind die E-Mobile immer noch teurer als die Autos mit Verbrennungsmotoren. Aber es gibt ja Förderungsmittel und Steuervorteile. Diese lassen die Mehrkosten doch gewaltig schrumpfen. Und tendenziell werden E-Autos sowieso immer günstiger in der Anschaffung. Denn je mehr solche Wagen im Umlauf sind, desto günstiger gestalten sich Fertigung und Vertrieb.

Dies schlägt sich wiederum im Preis nieder. Im Übrigen müssen die Hauptkosten für den Akku investiert werden. Hier soll der Verbraucher den kompletten Entwicklungs- und Forschungsaufwand mittragen, der damit beschäftigt ist, uns leistungsfähigere, dabei aber noch kompaktere Akkumulatoren zu schaffen. Es ist aber auch in dieser Hinsicht nur eine Frage der Zeit, bis die Preise sich senken.

Wetterabhängigkeit

Normalerweise sind Elektroautos nicht „wetterfühlig“. Dennoch können Wetter und Klima eine Rolle spielen bei der Reichweite. Denn winterliche Temperaturen vermindern die Kapazität der Akkus, was sich durch eine geringere Reichweite bemerkbar macht. Allerdings ist dieser Effekt längst nicht so groß, wie immer wieder angenommen wird. Übrigens verursacht die Klimaanlage im Sommer ebenfalls einen Verlust an Energie. Auch in den heißen Sommermonaten sollte man also wachsam sein.

Aufladen der E-Autos mit Wechselstrom – derzeit noch kein einheitlicher Standard

Das Fehlen von Normen und die damit verbundene Inkompatibilität vieler Modelle erschweren die Verbreitung der E-Autos. Vor allem die Stecker zum Aufladen, welche das Fahrzeug mit der Ladestation verbinden, sind davon betroffen. Die Frage ist, wie sich diese unterschiedlichen Systeme in der Zukunft angleichen und welche einheitlichen Standards geschaffen werden.
Der momentane Stand ist jedenfalls der, dass es keine universalen Stecker gibt. Weltweit haben sich in den letzten Jahren drei unterschiedliche Varianten für das Stecksystem an öffentlichen Ladestationen, aber auch für den Anschluss an Wallboxen ergeben:


Typ 1

Der Typ 1-Stecker wurde für das nordamerikanische Stromnetz geschaffen und zugeschnitten. Hier, aber auch in Asien, entspricht dieser Stecker-Typ deshalb dem Standard. Dies hat aber auch zur Folge, dass Autos aus amerikanischer oder asiatischer Produktion ebenfalls diesen Anschluss aufweisen, wenn sie auf den deutschen Markt gebracht werden.

Dennoch aber ist es möglich, Fahrzeuge, die einen Typ 1-Stecker besitzen mit einem Mennekes-Anschluss (Typ 2) zu verbinden, so dass das Aufladen auch dieser importierten E-Autos in Deutschland problemlos gelingt. Im Gegensatz zum Typ 2 der Ladestecker verfügt der Typ 1-Stecker nicht über ein Verriegelungssystem, so dass sich das Laden der Batterien jederzeit durch einfaches Ziehen der Stecker abbrechen lässt. Übrigens sollte das E-Auto ohne irgendwelche Adapter angeschlossen werden; diese sind nicht nur überflüssig, sondern teilweise auch gar nicht erlaubt.

Typ 2

Dieser Typ 2 Stecker wird nach seinem Produzenten auch Mennekes-Stecker genannt. Er folgt in seiner Beschaffenheit einer EU-Richtlinie aus dem Jahr 2014 und gilt heute als der am weitesten verbreitete Steckertyp. Und dies sowohl in Deutschland als auch in Europa.
Der Mennekes-Stecker verfügt über eine große Robustheit und kann dadurch auch hohe Ladefrequenzen, wie sie häufig bei gewerblicher Nutzung anfallen, problemlos aushalten. Und die Stecker sind von einer großen Stabilität, so dass ihnen unvorsichtiges Behandeln bis hin zum Überfahren aus Versehen nicht schaden kann: Der widerstandsfähige Kunststoff bewahrt die technischen Teile vor Beschädigung.

Typ 3A-Stecker

Obwohl die EU-Richtlinie von 2014 eine Vereinheitlichung anstrebte, haben sich Frankreich und Italien einer weiteren Stecker-Variante angenommen, dem Typ 3A-Stecker. Ein großer Vorteil dieses Steckers ist seine Shutter-Funktion, welche die Kontakte, die Strom führen, schützt.
Beide Länder haben sich bereits vor dieser EU-Richtlinie darauf geeinigt, lediglich Stecker und Steckdosen zuzulassen, die dieses Sicherungssystem aufweisen. Und dies war der Grund dafür, dass sich in beiden Ländern die erste Bauform des Typ 2-Steckers nicht durchsetzen konnte, denn es fehlte genau diese Sicherung. Inzwischen verfügt aber auch der Mennekes-Anschluss über eine Shutter-Funktion.

Weitere Systeme

Grundsätzlich werden Elektrofahrzeuge mit Gleichstrom betrieben. Hierzu muss der Wechselstrom, der von der Ladestation kommt, erst einmal umgewandelt werden. Diese Aufgabe übernimmt ein sogenannter Gleichrichter, der im Fahrzeug selbst installiert ist. Es ist aber auch denkbar, die Umwandlung in Gleichstrom direkt an den Ladestationen vorzunehmen.

Dieses letztere Prinzip ist mit dem Vorteil verknüpft, dass bei der Konstruktion des E-Autos auf den Einbau eines Gleichrichters verzichtet werden kann. Das spart Geld und macht das Auto ein wenig günstiger in der Anschaffung. Auch eine zügigere Aufladung der Batterie wäre ein Pluspunkt. Die am weitesten verbreiteten Ladestecker für das Aufladen von Elektroautos durch Gleichstrom sind Combined Charging System (CCS) und Charge de Move (CHAdeMO).

Combined Charging System

Hierunter versteht man einen Standard bei der Versorgung mit Gleichstrom, der vor allem in Europa und Amerika verbreitet ist. Genau genommen ist dies eine Typ 1-Stecker oder Typ 2-Stecker, der allerdings um zwei Kontakte für die Ladung durch Gleichstrom erweitert wurde.
Vorteilhaft ist, dass mit nur einem einzigen Stecker sowohl Wechselstrom als auch Gleichstrom geladen werden kann. Dies erweitert die Ladeleistung auf bis zu theoretisch 170 Kilowatt. wenngleich die derzeit erreichbare maximale Ladeleistung noch bei ungefähr 50 Kilowatt liegt. Aber die nächsten Jahre könnten hier eine deutliche Steigerung mit sich bringen.

Charge de Move

Hierbei handelt es sich um ein japanisches System für die Schnellladung mit Gleichstrom. Auch wenn die Stromversorgung in öffentlichen Ladestationen mit maximal 50 Kilowatt eher durchschnittlich ist, erlaubt dieser Standard doch eine Auslastung bis zu 100 Kilowatt. Ein Vorteil dieses Systems ist die Möglichkeit der Rückspeisung des Stroms aus dem Akku. Eventuell für die Nutzung als Notstrom.

Vor allem die Automodelle asiatischer Hersteller (zum Beispiel Nissan oder Mitsubishi) bedienen sich dieses Systems, aber auch Citroën, Peugeot und Tesla lassen ebenfalls die Ladung durch den CHAdeMO zu, und dies mit einem entsprechenden Adapter. Dennoch ist die Zahl der öffentlichen Ladestationen mit diesem Steckertyp außerhalb von Japan gering. Das hat zur Folge, dass sich dieses japanische System bei uns bisher nicht durchsetzen konnte.

Weitere Steckerarten

Tesla Supercharger

Eigentlich handelt es sich hierbei um eine Variante des Typ 2-Steckers. Er ermöglicht es, das Modell Tesla S innerhalb einer halben Stunde auf ca. 80 % der Akkukapazität aufzuladen.

Schutzkontakt-Stecker

Dieser SchuKo-Stecker ist nichts anderes als der herkömmliche, in jedem Haushalt anzutreffende normale Stecker. Selbst wenn theoretisch das Aufladen der Batterie mit diesem Anschluss gelingen könnte, wäre dies nicht völlig unproblematisch. Denn er ist in keiner Weise darauf ausgelegt, in Dauerbelastung zu funktionieren.
Und da eine Aufladung mit ihm sehr lange dauern würde, und dies bei maximaler Belastung, sollte er lieber nicht eingesetzt werden für das Laden der Batterien. Auch die Überlastung des Stromsystems ist nicht ausgeschlossen und damit eine etwaige Brandgefahr. Für die Aufladung im eigenen Haus kommt deshalb eigentlich nur die Wallbox in Frage, die – fachmännisch installiert – risikofrei das Auto mit elektrischer Ladung versorgt.

CEE Blau

Dieser Stecker, der häufig im Bereich des Campings für die Stromversorgung von Wohnmobil oder Caravan eingesetzt wird, ist immerhin belastbarer als der Haushaltsstecker. Und der Umstand, dass er auch im gewerblichen und industriellen Bereich Verwendung findet, deutet darauf hin, dass er mehr Auslastung zulässt. Dennoch ist er nicht dafür ausgelegt, Elektroautos aufzuladen und sollte deshalb auch nicht für diese Aufgabe zweckentfremdet werden.

CEE Rot

Diese Stecker-Variante dagegen wird bereits zum Aufladen von Batterien in E-Autos eingesetzt. Er ist ebenfalls ursprünglich für die industrielle Nutzung gedacht, kann aber für die Versorgung durch dreiphasigen Wechselstrom benutzt werden.

Ladekabel

Mode 2

Es gibt verschiedene, spezielle Kabel – genannt Modi – für die Aufladung von Batterien in Elektroautos. Der Mode 2 eignet sich für den Umgang mit Haushaltsstrom, und dies an entsprechenden, normalen Steckdosen, wie zum Beispiel CEE oder SchuKo. Ein solches Ladekabel verfügt über eine Ladeleistung von maximal 22 Kilowatt. Und es ist durch entsprechende Sicherheitsmechanismen auf eine Dauerbelastung, wie sie beim Laden mit ca. 16 Ampere entsteht, eingerichtet und verhindert damit das Überhitzen.

Mode 3

Öffentliche Ladestationen agieren allerdings mit einem Mode 3-Kabel. Hierbei handelt es sich um die derzeit sicherste Variante bei der Stromzuleitung, und deshalb empfiehlt der europäische Automobilherstellerverband dieses System. Schutz gegen Überstrom und Fehlstrom der Ladestation macht die Sicherheit dieses Kabels aus.

Die weiteren Aussichten hinsichtlich der Stecker-Vielfalt

Derzeit ist ein weltweiter Standard noch längst nicht in Sicht. Allzu groß und unübersichtlich ist das Spektrum der verschiedenen Systeme für die Aufladung des Akkus. Viele Hersteller aus außereuropäischen Ländern verhindern, dass sich der Typ 2-Stecker als Standard durchsetzt. Und weil dies so ist, hat das Fraunhofer Institut Vorschläge und Pläne für das Aufladen von E-Mobil-Akkus in sogenannten Charge Lounges ausgearbeitet, von denen es in Deutschland, der Schweiz und Österreich Stationen in flächendeckender Weise geben soll.

Für das Jahr 2020 beispielsweise sind 1.000 dieser Charge Lounges, die CCS, CHAdeMo und Tesla Supercharger unterstützen, im deutschsprachigen Raum vorgesehen. Eine Planung, die bald schon Vergangenheit sein dürfte. Denn die nächste Generation der Ladesysteme steht bereits in den Startlöchern: Das Aufladen der Akkus mittels Induktion ist das Verfahren der Zukunft. Die Aufladung erfolgt hierbei völlig ohne Kabel und ohne Stecker. Lediglich dadurch, dass das Fahrzeug auf einer besonderen Plattform abgestellt wird und induktiv Strom fließt.

Wie geht es überhaupt weiter mit der E-Mobilität? Ein Ausblick

Bisher gelang der kollektive Umstieg auf die E-Mobilität in Deutschland nur sehr zögerlich. Die hohen Anschaffungskosten, notwendige und lästige Unterbrechungen zum Laden sowie begrenzte Reichweiten hielten viele Autofahrer von dem Fortbewegen mittels E-Auto ab. Hinsichtlich der Kosten ist allerdings eine deutliche Senkung zu erwarten, bedingt durch die günstigere Produktion und die technologische Weiterentwicklung. Und auch die Infrastruktur der Ladestationen wird sich weiter verbessern.

Ebenfalls ist zu erwarten, dass angesichts der Energiewende die Ökobilanz bei der Herstellung von Elektroautos optimiert wird. All diese Faktoren helfen mit dabei, noch mehr potenzielle Kunden für das E-Mobil zu gewinnen, was wiederum weitere preisliche Vergünstigungen zur Folge hätte. Die Chancen stehen also nicht schlecht, dass das E-Auto in wenigen Jahren zum Standard auf unseren Straßen wird.

Aber wie steht es mit den Rohstoffen? Reichen diese weltweit aus? Für die Herstellung von Batterien und Akkus wird Lithium, Kobalt, Mangan, Graphit und Mangan benötigt. Allesamt Elemente, die auf unserer Erdkugel in reichlichem Maß vorkommen; es ist also nicht zu erwarten, dass Engpässe bezüglich der unverzichtbaren Rohstoffe entstehen. Und eine weitere Frage muss hinsichtlich der Entwicklung der E-Mobilität gestellt werden. Nämlich diejenige nach der Bewahrung von Arbeitsplätzen.

Die Herstellung von E-Autos ist zwar momentan noch teurer, als von denjenigen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor. Die Anzahl der verbauten Komponenten allerdings stellt sich geringer dar. Dies ist mit weniger Arbeitsschritten verbunden, weshalb Fachleute in Zusammenhang mit der E-Technologie mit einem Verlust an Arbeitsplätzen rechnen. Gemäß Fraunhofer-Institut wird sich der Einsatz der Fachkräfte lediglich verlagern. Also weg vom Fließband mit dem Zusammenbau der verschiedenen Komponenten hin zum Forschungsbereich für neue energetische Konzepte.
Es ist also nur schwer vorhersehbar, wie genau der Arbeitsmarkt auf die weitere Entwicklung der E-Autos reagieren wird. Die gesamten Aussichten allerdings ermutigen durchaus zum Optimismus.

 

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