Quo vadis Elektromobilität?

Ja und nein! Die fortschreitende Entwicklung hat gezeigt, dass der wesentliche Engpass für wettbewerbsfähige Elektrofahrzeuge die Li-Ion-Batterie ist und noch für einige Jahre bleiben wird. Das Kostenniveau wird für diesen Batterietyp nie in eine Region kommen, mit der ein Kostenvorteil der TCO (Total Cost of Ownership) für die Nutzer erreicht werden kann. Da die variablen Betriebskosten eines Elektrofahrzeugs (ohne Berücksichtigung der Alterung der Batterie) niedriger liegen, als die von verbrennungsmotorisch angetriebenen Fahrzeugen (ICE, internal combustion engine) ist der Nachteil bei den Anschaffungskosten noch ausgeprägter. Dies führt zu grundlegende Konsequenzen in der Auslegung elektrifizierter Fahrzeuge.

Weniger Batterie, mehr Verbrennungsmotor. Hat man ursprünglich eine Substitution der ICE-Fahrzeuge durch solche mit reinem Elektroantrieb prognostiziert, muss man feststellen, dass dies so nicht funktioniert. Die reinen Elektrofahrzeuge werden so teuer, dass Fahrzeuge mit einer vergleichbaren Reichweite von mindestens 400 Kilometern nicht bezahlbar wären. Rein elektrisch angetriebene Fahrzeuge mit kleineren Batterien können aber nur sinnvoll im städtischen Bereich mit geringeren Reichweiteanforderungen vermarktet werden. Deshalb teilt sich der Markt für elektrisch angetriebene Fahrzeuge zunächst in zwei Gruppen: rein elektrisch angetriebene Klein- und Kompaktfahrzeuge für den urbanen Bereich und Fahrzeuge, die sowohl elektrisch als auch verbrennungsmotorisch gefahren werden können. Je nach technischer Auslegung ist auch der kombinierte (hybride) Betrieb möglich. Für die Kunden stellen sich insbesondere die Fragen nach den Nutzungseigenschaften und den Kosten. Die technische Auslegung der Fahrzeuge ist nur in so weit von Belang, als die beiden Kernfaktoren betroffen sind.

Da der überwiegende Teil, wenn nicht alle diese Fahrzeuge teurer als konventionelle ICE-Fahrzeuge sind, beeinflusst das die industriellen und privaten Käufer besonders. Auch wenn die Bereitschaft, alternative Antriebe einzusetzen, hoch ist, ist die Bereitschaft, dafür mehr zu bezahlen, wenig ausgeprägt. Lediglich eine jeweils kleine Gruppe holt so viel Nutzen aus dem umweltfreundlichen Image, das der Mehrpreis für sie gerechtfertigt wird.

Deshalb werden die Absatzzahlen für rein elektrisch angetriebene Pkw auf absehbare Zeit gering bleiben, während hybrid angetriebene Fahrzeuge je nach Einsatzzweck gekauft werden. Bei höheren Anschaffungskosten muss eine große Strecke (bei niedrigen variablen Kosten) zurückgelegt werden, damit sich das Fahrzeug amortisiert. Industrielle Investoren gehen von maximal zwei bis drei Jahren Amortisationszeit aus, das erfordert eine jährliche Fahrleistung von eindeutig über 50.000 km pro Jahr.

Hybride ohne die Möglichkeit zum Aufladen der Batterien an der Steckdose bieten - gemessen an ihren Mehrkosten – weniger Vorteile. Sie werden sich nur dann breiter durchsetzen, wenn ihre Kosten weiter deutlich sinken.

Dies könnte dadurch bewerkstelligt werden, dass künftige Stopp-Start-Technologie so weit entwickelt werden, dass preiswerte Mild-Hybrid-Fahrzeuge entstehen, die bereits eine deutliche Verringerung der Emissionen erzielen können. Dazu tragen ein Verstärken („Boosten“) des Antriebs und Zurückgewinnen („Rekupieren“) der Bremsleistung ebenso bei, wie eine Erhöhung der Bordnetzspannung auf 48 Volt, und preiswerte verbesserte Bleibatterien, die gemeinsam mit Doppelschichtkondensatoren eingesetzt werden. Dadurch können mehr Verbraucher im Fahrzeug elektrisch angetrieben und mehr Energie zum Beschleunigen genutzt und zurückgespeichert werden. Schlegel und Partner geht davon aus, dass weltweit bis 2030 ca. 50% aller neu gebauten Fahrzeuge einen Teil oder alle dieser Technologien nutzen werden. Damit lassen sich gegenüber konventionellen Fahrzeugen ca. 15% CO2-Emissionen oder Kraftstoff einsparen. Keine andere Fahrzeugkategorie wird kumuliert so hohe CO2-Senkungsbeiträge leisten.

Auf der anderen Seite stehen Hybridfahrzeuge mit externer Auflademöglichkeit, sogenannte Plug-in-Hybride und batterieelektrisch angetriebene Fahrzeuge mit einem zusätzlichen verbrennungsmotorischen Generator, der bei weitgehend leerer Batterie das Fahren mit Kraftstoff ermöglicht.

Nach 2020 werden wir auch neue Batteriesysteme kennen lernen, die hoffentlich bis dahin an spezifischer Speicherkapazität weiter zugelegt haben und preiswerter geworden sind. Dann wird sich zeigen, ob diese Elektrofahrzeuge sich gegen die bis dahin entwickelten Pkws mit Wasserstoff-Brennstoffzellen oder solche mit Verbrennungsmotoren, die mit regenerativem Gas- oder Flüssigkraftstoff angetrieben werden durchsetzen können.

Bezogen auf die Stückzahl wird auch über das Jahr 2020 hinaus das Produktionsvolumen von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor weiter zunehmen. Gleichzeitig steigt der Anteil der Fahrzeuge, die auch über einen elektrischen Antriebsbeitrag verfügen. Wahrscheinlich werden noch lange Zeit verschiedene Antriebskonzepte parallel für unterschiedliche Einsatzschwerpunkte genutzt.