Elektromobilität - Die Zukunft des Autos?

Elektromotoren bieten gegenüber Verbrennern große Vorteile. Sie arbeiten effizient und wartungsarm, verursachen keine lokalen Emissionen und überzeugen zudem durch ein extrem breites Drehzahlband. Das übliche Wechselgetriebe samt Kupplung kann daher komplett entfallen. Nur zur Optimierung des Wirkungsgrades verfügen moderne E-Autos über zwei Gänge. Stromer fahren zudem leise und versprühen dank kräftiger Beschleunigung jede Menge Fahrspaß. Typische Verschleißteile wie z.B. die Bremsen halten dank Rekuperation deutlich länger und das gute Gewissen fährt auch immer mit. CO2 stößt so ein Elektroauto schließlich nicht aus, oder doch?

Elektromobilität - Batterie-Aufbau und CO2-Bilanz

Natürlich produziert ein Elektroauto beim Fahren kein CO2. Statt durch Oxidation von Kohlenwasserstoffen wird die Energie schließlich durch den Transport von Elektronen freigesetzt. Diese wandern beim Fahren von der negativ geladenen Anode (einer Schicht aus Grafit) zur positiv geladenen Kathode. Diese Elektrode besteht bei Lithium-Ionen-Akkus aus den namensgebenden Lithium-Metall-Oxiden. Die Lithium-Ionen können sich in der Elektrolytlösung frei bewegen und den Separator zwischen beiden Elektroden passieren, sodass die Batterie (genauer gesagt der Akkumulator) geladen und entladen werden kann.

Die Gewinnung des notwendigen Lithiums ist jedoch kein trivialer Prozess und die Herstellung des Speichers erfordert eine Menge Energie. Die Batterieproduktion liegt außerdem vor allem in Asien, wo Kohlestrom einen großen Anteil am Energiemix ausmacht. Das E-Auto startet daher den Vergleich mit einer schlechteren CO2-Bilanz noch bevor der erste Kilometer gefahren werden konnte. Zu diesem “CO2-Rucksack” gesellt sich der CO2-Ausstoß durch das Laden des Autos am Stromnetz. Schließlich werden auch in Deutschland noch immer fossile Brennstoffe zur Stromerzeugung genutzt. Und wer will schon auf sein Auto verzichten, wenn die Sonne mal nicht scheint? Dennoch haben verschiedene Studien nachgewiesen, dass Elektroautos nach ca. 30.000 bis 60.000 Kilometern eine bessere CO2-Bilanz vorweisen können als vergleichbare Fahrzeuge mit konventionellem Verbrennungsmotor. Da der Anteil von Kohle und Gas bei der Stromerzeugung in Deutschland rückläufig ist, kann man zukünftig sogar von einer weiteren Verbesserung des Verhältnisses ausgehen.

Aufbau eines Elektroautos

Herzstück eines E-Mobils ist der Elektromotor, der sich das Prinzip der elektromagnetischen Wechselwirkung zunutze macht. Im Pkw-Bereich findet man vor allem mit Wechselstrom betriebene Synchronmotoren, die sich durch ein hohes Drehmoment, hohe Leistung und hohe Effizienz auszeichnen. An die Räder gekoppelt wird der Motor meist über ein Untersetzungsgetriebe und Antriebswellen. Die Elektromotoren können aber auch direkt in der Felge untergebracht werden und als sogenannte Radnabenmotoren für Vortrieb sorgen.

Allerdings muss sich der Motor dann den Platz mit den vorgeschriebenen Bremsen teilen. Nachteil: Die große ungefederte Masse beeinträchtigt die Fahrdynamik und Radnabenmotoren sind den Elementen stärker ausgesetzt.

Gespeist wird der Elektromotor aus der Batterie, die sich meist im Unterboden des Fahrzeugs verbirgt. Die Steuerung erfolgt über den Fahrtregler. Der Akku liefert Gleichstrom, sodass ein zusätzlicher Wechselrichter notwendig ist. Zum Laden am Wechselstromnetz wird außerdem ein Gleichrichter benötigt. Dieser könnte natürlich auch in der Ladestation Platz finden, wird aber für maximale Kompatibilität im E-Auto selbst verbaut.

Dreh- und Angelpunkt der Diskussion über die Zukunftsfähigkeit der E-Mobilität ist und bleibt aber der Akkumulator. Er braucht wie erwähnt Lithium, bringt hohes Gewicht mit und degradiert mit der Zeit. Die abnehmende Kapazität schränkt die ohnehin begrenzte Reichweite eines Elektroautos weiter ein. Zudem wissen die meisten Autofahrer, dass eine Batterie Minusgrade gar nicht mag. Grund dafür ist das flüssige Elektrolyt.

Doch es ist Hoffnung in Sicht, denn Feststoffbatterien bzw. solid state batteries stehen seit Jahren im Fokus der Forschung. Sie arbeiten nicht nur zuverlässiger, sondern sind auch kleiner, sicherer und lassen sich schneller laden. Einziger Haken: Wann Feststoffbatterien die endgültige Marktreife erreichen, steht noch in den Sternen. Wer sich für das Thema interessiert, sollte Firmen wie Samsung, Toyota oder QuantumScape (mit VW als Anteilseigner) im Blick behalten.

Elektromobilität - Verkehrswende und Förderung

Das Elektroauto bzw. E-Mobilität ganz allgemein stellt einen entscheidenden Pfeiler auf dem Weg zu einem klimaschonenden Verkehrssystem dar, das nachhaltig auf erneuerbaren Energien basiert. Die Entwicklung neuer Energiespeicher ist dabei nur eins von vielen Themen. Der Aufbau der Infrastruktur und Anreize zum Kauf von E-Mobilen ein anderes. Der sogenannte “Umweltbonus” verspricht beim Kauf eines förderungsfähigen Elektroautos bis zu 6.000 Euro und auch die Anschaffung und Installation einer Wallbox für private Zwecke wird staatlich bezuschusst. Um an dieser Stelle nicht den Rahmen zu sprengen, haben wir alle aktuellen Programme und Leistungen sowie ihre Voraussetzungen in einem extra Ratgeber zum Thema Förderung zusammengefasst.

Elektromobilität - Eine Frage der Kosten

E-Mobilität haftet der Makel des Elitenprojektes an. Nicht zu unrecht weisen Kritiker auf die hohen Kosten eines Elektroautos hin. Ein Tesla Model 3 kostet ab 40.000 EUR aufwärts. Für einen VW ID.4 werden mindestens 37.415 EUR fällig. Dazu kommen die Kosten der Solaranlage und etwaiger Energiespeicher - ohne eigene Stromproduktion macht ein E-Auto nämlich keinen Sinn. Das Eigenheim mit Parkplatz und Wallbox braucht man natürlich auch noch.

“Ohne Moos nix los” gilt also auch bei der Elektromobilität. Doch man erinnere sich, dass die automobile Revolution zu Beginn des 20. Jahrhunderts ebenfalls einer reichen Minderheit vorbehalten war. Gesellschaftliches Interesse, kommerzieller Erfolg und technologischer Fortschritt werden auch die Elektromobilität befördern, sodass in absehbarer Zukunft deutlich größere Bevölkerungsschichten auf batteriebetriebene Fahrzeuge umsteigen können. Wir wollen bei der Transformation unseren Beitrag leisten und bieten als einer der ersten deutschen Online-Shops von der Ladestation bis zum Ladekabel das notwendige Zubehör, welches man für ein E-Auto benötigt.