Die EU gibt es vor: Zur Umsetzung des Kyoto-Protokolls und Begrenzung der CO2-Emissionen sind jetzt schärfere Abgasbestimmungen in Kraft. Ab diesem Jahr (2020) darf der durchschnittliche CO2-Ausstoß einen Grenzwert von 95 Gramm/km pro Modell in der Fahrzeugflotte eines Herstellers nicht überschreiten. Obendrein soll dies mit dem RDE-Prüfzyklus, der den WLTP-Prüfzyklus ergänzt, praxisnahe überprüft werden. Pro Gramm über diesem Limit werden jeweils 95 € fällig und zwar für jedes individuelle Fahrzeug! (Quelle: https://ec.europa.eu/clima/policies/transport/vehicles/cars_en)
Wenn man bedenkt, dass der Flottendurchschnitt der 11 größten Hersteller in Europa derzeit etwa 120 g CO2 pro km beträgt, versteht man sofort, dass dies für die EU ein glänzendes Geschäft wird. Laut Berechnung der Analysten von JATO Dynamics werden pro Jahr 34 Millionen € zusammenkommen!
Das setzt die europäischen Hersteller natürlich gewaltig unter Zugzwang, vor allem da sie die Strafzahlungen in den unteren Marksegmenten nicht so einfach an den Endkunden weitergeben können, denn sonst bricht ihr Markt zusammen. Daher setzen nun alle Volumenhersteller auf Hybrid-, Plug-in-Hybrid-Antrieb und letztendlich auch verstärkt auf Elektroantrieb. Insbesondere fällt hier VW auf, wo man gleich ganz aus dem Verbrennungsmotor aussteigen wollte (mittlerweile scheint man aber da dort umzudenken). Ein hohes Risiko, denn die Akzeptanz von Elektrofahrzeugen ist auf dem Markt bisher gering.
Die breite Masse der Autofahrer steht der reinen Elektromobilität nach wie vor skeptisch gegenüber. Probleme wie Reichweite, Ladedauer und temperatur- sowie betriebsbedingte Schwankungen der Reichweite sind nach wie vor Argumente, die gegen Elektrofahrzeuge ins Feld geführt werden. Doch ein viel schlagkräftigeres Gegenargument ist ihr hoher Preis. Zwar fördert die Politik den Umstieg, doch rechnet sich dieser zum gegenwärtigen Zeitpunkt nur über Jahre.
Auch wenn bei Elektrofahrzeugen wesentlich weniger Unterhalts-, Wartungs- und Betriebskosten pro Fahrkilometer anfallen, bleibt ihre Rentabilität für den Verbraucher zweifelhaft.
Daher stellt sich die Frage, warum Elektromobile so teuer sind, obwohl sie weniger mechanische Komponenten mit hohem Fertigungsaufwand benötigen.
Warum sind Elektrofahrzeuge so teuer?
Als Antwort zitiere ich hier aus einem Artikel von Dr. Hans-Niklaus Müller (https://www.umweltnetz-schweiz.ch/themen/ressourcen/3213-in-akkus-von-smartphones-oder-elektroautos-immer-ist-cobalt-drin.html) vom 19. Juli 2020:
Die globale Jahresproduktion an Kobalt liegt derzeit bei 124.000 Tonnen. Mit dem aktuellen Stand der fortschrittlichsten Technologie werden 400.000 Tonnen reines Kobalt für 30 Millionen Batterieautos mit 90-kWh-Akku benötigt. Für kleinere Akkus mit geringerer Reichweite ließen sich zwar mehr Fahrzeuge ausrüsten, aber diese Reduzierung wird vom Trend zu größeren Akkus mit größerer Reichweite und der steigenden Nachfrage nach Elektroautos bei weitem überkompensiert. Schon in wenigen Jahren ist folglich mit Kobalt-Engpässen zu rechnen. Allein durch die steigende Nachfrage nach Lithium-Ionen-Akkumulatoren dürfte der globale Rohstoffbedarf an Kobalt bis zum Jahr 2030 gegenüber 2006 um das 3-bis 5-Fache steigen. Schon 2017 hat sich der Preis für die Tonne Kobalt auf 70.000 Dollar mehr als verdoppelt und 2018 mit 95.000 USD einen absoluten Spitzenwert erreicht.
Hier zeigt sich, dass es bereits mit den Rohstoffen anfängt. Die Akkus, landläufig Batterien genannt, die Elektrofahrzeugen als „Tank“ oder Energiespeicher dienen, sind schon von der Basis her teuer. Dazu kommt eine aufwändige Fertigung, die gegenwärtig vor allem in China stattfindet, das sich einen Löwenanteil der Rohstoffe gesichert hat. Dabei ist nicht zu vergessen, dass etwa die Hälfte der Jahresförderung von Kobalt für andere Anwendungen benötigt wird. Aus diesem Grund stehen also derzeit nur etwa 62.000 Tonnen Kobalt pro Jahr für den E-Fahrzeugbau zur Verfügung. Das heißt für 30 Millionen batteriebetriebene Elektromobile (BEVs) ist ein Fertigungszeitraum von mehr als sechs Jahren zu veranschlagen!
Anteil der Elektromobilität im Verhältnis zum weltweiten Pkw-Bestand
Gegenwärtig beträgt der weltweite Pkw-Bestand etwa 1,125 Milliarden Fahrzeuge.
Rechts- und Urheberhinweis: Dieses Diagramm stammt von der Website des Umweltbundesamtes, einer öffentlichen Domäne, und wird nur zu nicht-kommerziellen Zwecken hier wiedergegeben (https://www.umweltbundesamt.de/bild/weltweiter-autobestand).
Der Anteil an Elektrofahrzeugen beträgt weltweit gerade einmal 5,6 Millionen (https://www.sonnenseite.com/de/mobilitaet/zahl-der-elektroautos-steigt-weltweit-von-34-auf-56-millionen.html). Zwar definiert dieser Artikel nicht, ob Hybridfahrzeuge in dieser Zahl eingeschlossen sind, doch betrug der Marktanteil von E-Fahrzeugen (Hybrid- sowie reinelektrische Pkw) an Neuzulassungen laut Umweltbundesamt Anfang 2019 gerade einmal 1,85 %. Daher legt sich nahe, dass die erwähnten 5,6 Millionen Elektrofahrzeuge auch Hybridlösungen beinhalten.
An diesen Zahlen zeigt sich, dass Skepsis gegenüber der Umstellung des Markts auf Elektrofahrzeuge angebracht ist.
Hybride benötigen zwar nur eine wesentlich kleinere Batterie, aber dafür zwei Antriebssysteme: Elektroantrieb und Verbrennungsmotor. Daraus ergibt sich logischerweise ein höherer Preis, doch kann man damit über kürzere Strecken emissionsfrei fahren. Zudem gibt es hier kaum Akzeptanzprobleme, doch der höhere Preis wirkt abschreckend, wenn ihr Zusatznutzen wie Fahrerlaubnis in Umweltzonen für den Fahrzeughalter nur bedingt relevant ist.
Umweltentlastung durch reine Elektrofahrzeuge?
Selbst wenn 30 Millionen Elektrofahrzeuge in den nächsten 6 Jahren gebaut werden sollten, sind dies weniger als 3% des weltweiten Fahrzeugbestands. Die Auswirkungen auf den globalen CO2-Ausstoß sind folglich marginal.
Zum gegenwärtigen Stand der Technik ist daher eine Entlastung der Umwelt durch reine Elektrofahrzeuge eine reine Wunschvorstellung. Zwar würde ein hoher Anteil von Elektrofahrzeugen in Metropolen und stark urbanisierten Gebieten eine kleinflächige Entlastung bewirken, doch sind wir von einer weltweiten Entlastung noch weit entfernt – und unsere Umwelt kennt keine Grenzen!
Der Pkw-Bestand in Europa allein betrug 2017 bereits 252 Millionen Fahrzeuge (https://www.focus.de/auto/news/fahrzeugbestand-in-europa-schon-mehr-als-eine-viertelmilliarde-pkw_id_7806379.html )! Um die von der EU angestrebten Reduzierung von 20% für 2020 nur mit Elektrofahrzeugen zu erzielen, wären 50 Millionen Elektrofahrzeuge notwendig (Einsparungen durch neue Abgastechnologien usw. vernachlässigt). Die Klimaziele der EU für 2020 finden Sie hier: https://ec.europa.eu/clima/policies/strategies/2020_de. Von diesem Ziel sind wir aber weit entfernt. Zudem nützt es der Umwelt nichts, wenn Elektrofahrzeuge mit schmutzigem Kohlstrom geladen werden.
Ladedauer – ein weiterer Faktor, mit dem die Akzeptanz steigt und fällt
Die Ladedauer ist heute noch eine markante Schwachstelle von batteriebetriebenen Fahrzeugen. Selbst an Schnellladesäulen dauert es 20 Minuten, bis wieder genug Energie für 270 km „getankt“ ist. Das kann Urlaubsfahrten deutlich verlängern, insbesondere wenn man in Stoßzeiten noch warten muss, bis ein Ladeplatz frei wird.
Deshalb ist die Reduktion der Ladedauer ein Ziel der Forschung. Laut Bericht in der Japan Times (https://www.japantimes.co.jp/news/2019/10/31/business/tech/battery-charges-car-in-10-minutes/“ \l „.XhdaMEdKhPY“) und Aussagen in anderen Publikationen lässt sich die Ladedauer auf 10 Minuten verkürzen, indem man eine Lithium-Ionen-Batterie mit spezieller Struktur zum Laden auf 60°C aufheizt. Und mit einer komplett neuen Batterietechnologie soll der Ladevorgang sogar in nur ca. 35 Sekunden abgeschlossen sein (Quelle: https://www.smart-energy.com/industry-sectors/storage/new-battery-technology-to-charge-an-ev-100-times-faster/). Doch ist dies Zukunftsmusik und gegenwärtig nicht anwendbar. Zudem verkürzt Schnellladen die Lebensdauer der Batterien erheblich.
Verfügbarkeit von Lademöglichkeiten – ist sie ausreichend?
Für Laternenparker sind die Lademöglichkeiten äußerst bescheiden, insbesondere wenn auch am Arbeitsplatz keine Ladesäule verfügbar ist. Wer jedoch über ein Haus verfügt, kann bequem an einer Steckdose über Nacht laden. Und wer in eine spezielle Ladestation investiert, lädt auch wesentlich schneller. Die Ideallösung ist natürlich eine Solaranlage auf dem Dach mit Stromspeicher, wodurch der Fahrzeugbetrieb vollkommen klimaneutral ohne CO2Ausstoß erfolgt. Aufgrund des Fehlens von Lademöglichkeiten, wird Elektromobilität für viele nicht realisierbar sein.
Netzkapazität – eine weitere Schwachstelle
Laut einer Analyse des Verbands der europäischen Stromnetzbetreiber (EDSO) aus dem Jahr 2018 entstehen durch Elektromobilität zusätzliche Lasten in den Niedrig- und Mittelspannungsnetzen (https://www.edsoforsmartgrids.eu/wp-content/uploads/EDSO-paper-on-electro-mobility-2.pdf). Zwar können die bestehenden Netze angeblich die zusätzliche Last durch die gegenwärtige, aber auch zukünftige E-Fahrzeuganzahl verkraften, doch stellt die Spitzenlast ein Problem. Werden zu viele Fahrzeuge auf einmal geladen, kommt es zu einer Lastspitze. Die erforderliche Spitzenlastkapazität erfordert daher entweder einen Ausbau der Netze und/oder das Einrichten einer intelligenten Netzsteuerung – beides teure Unterfangen. Ein Ausbau der Netze bedeutet größere Kabelquerschnitte und stärkere Transformatoren usw. – denken Sie hier z. B. an die damit verbundenen Tiefbauarbeiten. Eine intelligente Netzsteuerung umfasst eine vernetzte, großflächige Lastüberwachung sowie schnellstartende Kraftwerke (Gaskraftwerke – also fossile Brennstoffe).
Die massiven Investitionen wird der Verbraucher wahrscheinlich über höhere Strompreise finanzieren – zumindest teilweise. Und höhere Strompreise schmälern den Vorteil der E-Fahrzeuge bei den Betriebskosten.
Fazit
Solange Elektrofahrzeuge im Vergleich zu gleichwertigen Verbrennern viel teurer sind, wird sich die Elektromobilität nach den Gesetzen des Marktes nicht durchsetzen. Neue Batterietechnologien werden dies vielleicht ändern, doch das ist Zukunftsmusik! Da Elektrofahrzeuge wesentlich mehr kosten als hinsichtlich Nutzbarkeit und Leistung gleichwertige Verbrenner, werden die Bürger in der Mehrheit den Verbrenner wählen – oder kein neues Fahrzeug kaufen, was für unsere Industrie, Arbeitsplätze usw. sehr abträglich ist.
Die Politik versucht nun gegenzusteuern: Mit Förderprämien und auch mit Umweltabgaben, Umweltzonen und erhöhten Kraftstoffsteuern. Dass dies nicht immer von der Bevölkerung widerspruchslos hingenommen wird, kann man an den Gelbwesten-Protesten in Frankreich sehen. Letztendlich sind einfach zu viele Menschen für ihr tägliches Leben auf das Auto angewiesen und der öffentliche Nahverkehr gerade in ländlichen Regionen ist keine Alternative.
Kurzum, wir stehen vor einem Dilemma, das wir durch eine zu teure Elektromobilität nicht kurzfristig lösen werden.
Auch wenn die Politik den CO2-Ausstoß auf Biegen und Brechen bis 2030 um 30% reduzieren will, ist die reine Elektromobilität zum gegenwärtigen Stand der Technik wegen der Rohstoffsituation dazu einfach nicht in der Lage. Aufgrund der durch die Rohstoffknappheit begrenzten Stückzahlen ist eine spürbare Umweltentlastung durch batteriebetriebene Elektrofahrzeuge heute nicht realisierbar! Und gleichzeitig fährt die Mehrzahl weiterhin Verbrenner, wodurch der Ausstoß nicht spürbar sinkt.
Anders sieht es bei Hybridfahrzeugen aus, doch die kommen eben auch mit Mehrkosten, die sich nicht alle leisten können. Aber wäre ich vor die Wahl gestellt, E-Fahrzeug oder Hybrid, würde ich mich für einen Hybrid entscheiden.
Natürlich gibt es bereits im Ansatz zwei Alternativen zur Elektromobilität: Die mit Wasserstoff betriebene Brennstoffzelle und der Einsatz von synthetischen Kraftstoffen. Auf sie möchte ich bald in separaten Artikeln eingehen.