Elektroantrieb: Lösungsansätze für die Akkus

(djd). Sie ist das Herzstück und von ihrer Leistung und Machart hängt die Zukunft der E-Mobile ab. Die Rede ist von der Batterie. Immer mehr Hersteller arbeiten an immer mehr Versionen, um Fortschritte auf dem Gebiet des umweltfreundlichen Antriebs zu garantieren. Für die einen sind die Lösungen der aktuellen Probleme schon in Sicht. Für die Kritiker bleibt es nach wie vor fragwürdig, ob der Elektro-Antrieb sich tatsächlich durchsetzen wird. Ein Blick auf den derzeitigen Stand der Dinge.

Batterien sind teuer. Sie garantieren noch nicht die Leistungsfähigkeit, um mit dem Kraftstoffantrieb zu konkurrieren. Und dann wiegen die Akkus auch noch weit mehr als ein herkömmlicher Antrieb. Was das in der Realität bedeutet, zeigt die angekündigte Elektroversion des VW Golf. Laut den Informationen von Volkswagen liegt das Gesamtgewicht des Golf Blue-E-Motion genannten Modells bei 1.545 Kilogramm – das sind stattliche 205 Kilogramm mehr als ein vergleichbarer Golf Bluemotion TDI mit Dieselantrieb. Bei Verbrennungsmotoren gilt die Faustregel, dass 100 Kilogramm weniger Fahrzeuggewicht einer Verbrauchsersparnis von einem Liter auf 100 Kilometer entsprechen. Zwar hat niemand exakt ausgerechnet, wie sehr die elektrische Reichweite bei 100 eingesparten Kilogramm ansteigt – aber das Ergebnis dürfte merklich sein.

Karsten Kroos vom Technologie-Zulieferer ThyssenKrupp hält jedoch die Halbierung des Batteriegewichts nur für einen Teil der Entwicklung auf dem Weg zum leichteren Elektroauto: „Ist das Fahrzeug an sich leichter, kann auch die Batterie kleiner ausgelegt werden.“ Kleiner wiederum ist gleichzusetzen mit ebenfalls leichter: Die Reichweite bliebe gleich, die Kosten jedoch sänken.

Um dieses Ziel zu erreichen könnte auf sogenanntes Multimaterialdesign zurückgegriffen werden. Man würde also das Auto nicht komplett aus Stahl oder Aluminium herstellen, sondern Materialien ihren Eigenschaften entsprechend einsetzen. Beispiel sind Sandwichstrukturen aus Blech und Kunststoff, bei denen das eine Material für die Stabilität, das andere für geringes Gewicht sorgt. Ebenfalls ein Material der automobilen Zukunft ist die immer noch teure Kohlefaser. Damit ließe laut Kroos eine Gewichtseinsparung um 150 Kilogramm im Vergleich zu Stahl oder Aluminium realisieren.

Das größte Problem rund um die Batterie sind aber heute und auch in naher Zukunft noch die Kosten. Hier gilt als aktueller Maßstab, dass ein Satz Batterien für ein Fahrzeug mit 100 Kilometern Reichweite den Autohersteller so viel kostet, wie der Bau eines kompletten Kleinwagens mit allen nötigen Einzelteilen. Was auch dran liegt, dass gerade die Herstellung solcher Lithium-Ionen-Akkus für den Einsatz im Auto immer noch in vergleichsweise kleinem Rahmen geschieht. Einfach, weil es keine Nachfrage für eine umfangreichere Produktion gibt.

Erst langsam fangen Zulieferer an, ihre Kapazitäten auszuweiten. So hat sich Continental mit dem südkoreanischen Unternehmen SK Innovation zusammengetan, und das Gemeinschaftsunternehmen SK Continental e-motion gegründet, das im Januar 2013 den Betrieb aufgenommen hat. Dass sich vor diesem Hintergrund auch merkliche Kostensenkungen für Batteriesysteme realisieren lassen, hält Continental-Sprecherin Simone Geldhäuser für sicher. Die geforderte Halbierung der Kosten bis zum Jahr 2017 oder 2018 sei prinzipiell realistisch. „Voraussetzung sind allerdings entsprechende Produktionsvolumen“, ergänzt Geldhäuser. Wenn also Elektrofahrzeuge tatsächlich in größeren Stückzahlen produziert werden, dann werden auch die Batterie und damit das gesamte Auto deutlich günstiger.

Für die Wünsche nach halbiertem Gewicht und verdoppelter Leistung bräuchten die Hersteller demnach jedoch noch mehr Zeit, da weitere Entwicklungsschritte notwendig sind. Hier hält Geldhäuser eher einen Zeitpunkt nach 2020 für realistisch.

Gerd Lottsiepen, verkehrspolitischer Sprecher des ökologisch orientierten Verkehrsclub Deutschland (VCD), ist insgesamt weniger optimistisch, wenn es um die geforderten Fortschritte geht. „Das ist als wenn ich sagen würde, dass jeden Tag schönes Wetter sein soll. Sicher wird es Fortschritte geben, aber nicht gleich in einem Umfang wie gefordert.“ Lottsiepen hält 20 Prozent geringere Kosten und eine um den gleichen Prozentsatz steigende Leistungsfähigkeit für deutlich realistischer.

Daneben weist er noch auf einen weiteren Umstand hin, der beim Sprechen über die Verbreitung des Elektrofahrzeugs gern unter den Tisch gekehrt wird: Die Verbraucher an Bord. Ein Auto besteht schließlich nicht allein aus seinem Antrieb, sondern auch aus mittlerweile zahllosen Komfortextras. Das Radio – oder besser die Multimedia-Anlage – ist heute ebenso selbstverständlich wie die heizbare Heckscheibe, die Sitzheizung und, und, und.

All diese Systeme werden im Auto Verbraucher genannt, weil sie eben Energie für den Betrieb benötigen. Arbeitet unter der Haube ein Verbrennungsmotor ist das kein Problem, der notwendige Strom wird quasi nebenher mit produziert. Sind alle Verbraucher eingeschaltet, steigt allein der Kraftstoffverbrauch etwas. In einem Elektrofahrzeug allerdings zehren Antrieb und die vielen Verbraucher an ein und derselben Energiequelle, der Batterie nämlich. „Vor allem Klimaanlage und auch die Heizung werden sehr starken Einfluss auf den Energieverbrauch haben“, so Lottsiepen.

Für die Hersteller ist das eine komplizierte Situation: Sie fordern Batterien, die größere Reichweiten ermöglichen – sind gleichzeitig mit Fahrern konfrontiert, die für ihren Komfort gern die Energie verbrauchenden Extras einschalten. Einen Ausweg würden kleine Zusatzmotoren an Bord darstellen, die – betrieben mit Benzin oder Diesel – die notwendige Kraft liefern. Nur wäre das in Hinblick auf den Wunsch eines emissionsfreien Fahrens kontraproduktiv: Während das E-Auto abgasfrei durch die Straßen rollt, würde der kleine Motor wieder Abgase produzieren, die eine Abgasreinigung notwendig machen und die Kosten zusätzlich in die Höhe treiben würde.

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