Was man bei batteriebetriebenen E-Autos beachten sollte

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Ein Faktencheck

Ladesäulen

  • Preise an den Ladesäulen in 2022 zwischen 69 – 79 Cent/kWh. „Ionity“ derzeit preisführend. Bei einer wenig in Anspruch genommenen, öffentlich betriebenen Ladesäule können die Kosten auch noch deutlich darüber liegen. Heimische Wallbox 40 Cent/kWh. Alternativ zur Wallbox Verwendung eines Adapters (200 €) für die häusliche Steckdose mit 2,3 kW Ladeleistung, zwar batterieschonend aber lange Ladezeit.
  • Schnellladungen setzen die Lebensdauer der Batterie herab. Gegebenenfalls kann auch die Garantie entfallen.
  • Bei heimischer Aufladung: Nach VDE sind für die Aufladung eines E-Autos nur 10 A Belastungsstrom zulässig, so dass die Ladeleistung maximal 6,9 kW betragen darf.
  • Anzahl der Ladesäulen in Deutschland: 7320 in 2021. Zubau verläuft schleppend.
  • 32% der E-Auto-Fahrer gaben an, dass Ladeversuche häufiger scheitern. Als Hauptgrund nannten sie defekte, nicht betriebsbereite oder nicht auffindbare Ladesäulen. (Tichys Einblick 4/22)
  • 62% der Befragten gaben an, dass sie nicht erkennen können, welche Preise tatsächlich abgerechnet werden. Teilweise seien die Preise für das Ad-hoc-Laden doppelt so teuer wie für Vertragskunden.

Kostenvergleich Strom versus Diesel

  • Gegenwärtig kostet eine Kilowattstunde Kapazität bei einem Lithium-Ionen-Akku etwa 150 bis 200 Euro. Bei Kapazitäten von 30 bis zu 100 kWh, die in die gängigen Autos verbaut werden, bezahlt man also für den Akku allein 5.000 bis 20.000 Euro.
  • Annahme: Das E-Auto braucht 25 kWh/100 km, bei 79 Cent/kWh auf 100 km Fahrkosten also 19,75 EUR. Dieselverbrauch ca. 7 l/100 km bei einem früheren Dieselpreis von 1,60 EUR/l kostet die 100 km-Fahrstrecke 11,20 EUR. Kostenunterschied: 8,55 EUR.

Reichweite

  • Berechnung der Reichweite:

         Batteriekapazität (kWh)

Reichweite (km) =   ————————————-     x 100

                       Energieverbrauch (kWh/100 km)

  • Hat zum Beispiel der Akku eines E-Autos eine Kapazität von 60 kWh und verbraucht auf 100 km 20 kW, ergibt sich eine maximale Reichweite von 300 km. Zu beachten: Rund 10 Prozent der Batteriekapazität geht im Elektromotor verloren.
  • Die Reichweite hängt neben der Batteriekapazität von der Fahrgeschwindigkeit, Fahrstil, Fahrzeuggewicht und Außentemperatur ab. Bei Kälte verbrauchen E-Autos 10 bis 30 Prozent mehr Energie als an warmen Tagen.

Batterie

  • Die Lebensdauer von Akkus für Elektroautos liegt bei rund acht bis zehn Jahren. Mit der Zeit büßen sie – in kleinen Schritten – einen Teil ihrer Ladekapazität ein, wodurch sich ihre Kapazität verringert mit der Folge deutlich geringerer Reichweite.
  • Das Energiespeichervermögen einer Batterie in Wh ergibt sich aus den Produkt von Amperestunden und Volt der Klemmspannung. Eine typische Autobatterie von 36 Ah hat bei einer üblichen Spannung von 12 Volt eine Kapazität von 432 Wh.
  • Die leistungsstärksten Batterien sind Lithium-Akkus. Ein 1 kg Lithium-Akku hat ein Speichervermögen von derzeit knapp 100 Wh [1]. Vergleichsweise erzeugt 1 kg Diesel, entsprechend 1,2 Liter, 11 kWh. Als realistisch wird in ferner Zukunft eine Energiedichte von 1 kWh je 3 kg Batterie gesehen [1].
  • Für 500 km Fahrstrecke ohne Zwischeaufladung muss derzeit eine Tonne an Batterien in das Auto eingebaut werden.

Leistungsstärkste Batterien aktueller Elektroautos [2]

Materialbedarf der Lithium-Batterie

  • Diese Batterie ist auf mineralische Rohstoffe wie Kobalt, Graphit, Lithium, Mangan, Kupfer, Nickel und einige Seltene Erden angewiesen. Lithium und Kobalt sind hierbei derzeit unabdingbar. Aktuell wird das Angebot von Lithium von Chile und Australien bestimmt, die zusammen knapp 80 % der globalen Bergwerksförderung stellen.
  • Lithium und Kobalt gehören nach Angaben des Bundesumweltamtes zu den als ökologisch kritisch eingestuften Mineralien.
  • Jede Lithium-Batterie mit 85 kWh benötigt bis zu 25 – 50 t Rohstoffe, die abgebaut, transportiert und verarbeitet werden müssen. Zu den benötigten Materialien gehören Kupfer, Nickel, Graphit, Kobalt, Lithium und einige Seltene Erden. Aluminium und Kupfer werden für das Gehäuse und die Verkabelung benötigt. Zusätzlich wird für den Bau einer Batterie ein Energieeinsatz von 10 – 18 MWh benötigt, was unter der Annahme eines Anteils von 50 % erneuerbarer Energie zu 15 – 20 t CO2-Emissionen führt [4].

CO2-Bilanz von Lithium-Batterien

  • CO2 entsteht bei dem erheblichen Energieaufwand der Batterieherstellung. So werden die für die Batterie notwendigen Materialien Lithium, Kobalt und Mangan mit sehr hohem Energieeinsatz gewonnen und verarbeitet. Hinzu kommen die CO2-Emissionen des Transports der Batterieelemente.
  • Eine schwedische Meta-Studie aus dem Jahr 2017 nennt eine Bandbreite von 145 bis 195 kg CO2-Äquivalente je kWh Batteriekapazität. Daraus errechnet sich für den Tesla 3 mit 75 kWh Batteriekapazität (Reichweite von ca. 500 km) ein zusätzlicher CO2-Ausstoß von 73 bis 98 Gramm je Kilometer, wenn eine Batterielebensdauer von 10 Jahren bei einer jährlichen Fahrstrecke von 15.0000 km unterstellt wird. Insgesamt liegt der CO2-Ausstoß dann bei 156 bis 181 Gramm und damit über den Emissionen des Mercedes C220d [3].

 

[1] https://ecomento.de/2016/09/27/elektroauto-batterien-noch-zu-schwer/

[2] https://www.mobile.de/magazin/artikel/elektroauto-batterie-alles-was-du-wissen-musst-6426

[3] https://www.ifo.de/DocDL/sd-2019-08-sinn-karl-buchal-motoren-2019-04-25.pdf

[4] Lars Schernikau, „Klimakrise: Was nun?“ Juli 2020