E-Auto: Funktionsweise, Umwelt-Faktor und Kosten eines Elektroautos

Elektrische Mobilität ist in aller Munde und wird derzeit als perfekte Lösung für die Umweltprobleme angesehen, die vom Individualverkehr verursacht werden. Das Problem dabei: es gilt ein großes "Ja, aber". Wie sauber und umweltfreundlich ein E-Auto wirklich ist, hängt von vielen Faktoren ab.

von E-Auto © Bild: Elke Mayr

Inhaltsverzeichnis:

Funktionsweise des E-Autos

Der Elektromotor an sich ist keine neue Erfindung. Patentiert wurde er schon in den 1870er Jahren - die Technik existiert also schon eine ganze Weile und wird auch millionenfach verwendet. In der Industrie, im Handwerk und bei der Bahn schätzt man die Effizienz mit der der Motor arbeitet. Außerdem ist er zuverlässig, verschleißarm, fast geräuschlos und vibrationsfrei - also eigentlich perfekt (so man einen Stromanschluss in der Nähe hat). Viele Autofahrer sind begeistert von der schaltlosen Beschleunigung und der geringen Geräuschentwicklung. 90 % der eingesetzten Energie bringt man damit auch auf die Straße. Stellt sich die Frage, warum sich der Elektromotor im Auto nicht durchsetzen konnte und wir mit Verbrennungsmotoren fahren. Die Antwort ist einfach: Strom speichern ist schwierig. Viel schwieriger, als einfach eine Flüssigkeit in einen Tank zu füllen. Also musste erst eine Batterietechnologie entwickelt werden, die für vernünftige Reichweiten sorgt.

Bei den meisten E-Autos hat sich mittlerweile die sogenannte "Skateboard-Technik" durchgesetzt. Das bedeutet, dass die Batterie zwischen Vorder- und Hinterachse im Boden, und die Motoren an den Achsen angebracht sind. Die Karosserie wird dann quasi darüber gestülpt. Der Vorteil dieser Bauweise ist, dass die Batterie wenig Platz im Fahrzeug wegnimmt und der Schwerpunkt so tief wie möglich liegt.

Neben Motor und Batterie benötigt ein E-Auto auch jede Menge Elektronik (also wie jedes neuere Auto). Doch hier kommt noch das Lastmanagement für die Batterie dazu. Damit wird dafür gesorgt, dass die Batterie optimal geladen wird und so die Lebensdauer deutlich verlängert wird. Auch eine Temperaturkontrolle ist unerlässlich, denn eine brennende Batterie ist eine echte Herausforderung. Im normalen Betrieb gelten E-Autos als sicher. Problematisch wird es eigentlich nur bei Unfällen. Wenn es dabei zu einer Verformung und Beschädigung der Batterie kommt, kann es passieren, dass die Batteriezellen sich entzünden. Und dass kann dann nur mit sehr viel Wasser und Zeit gelöscht werden. Solche Fälle sind aber selten, da die Batterie in crashgeschützten Bereichen und in einem ausgesprochen stabilen Gehäuse untergebracht sind. Außerdem wird der Stromfluss sofort durch einen "Notaus" unterbrochen.

Das E-Auto und die Umwelt

Und mit den Batterien wären wir wieder bei der Umwelt. Wie "sauber" ein E-Auto ist, hängt von verschiedenen Faktoren ab. Tatsächlich verbraucht die Produktion eines E-Autos deutlich mehr Energie, als die eines herkömmlichen Verbrenners. Das E-Auto beginnt seinen Lebenszyklus also mit einem Rucksack an Energieverbrauch, der erst im Laufe des Lebens kleiner wird.

Beim Bau der derzeit verwendeten Batterien benötigt man eine ganze Menge seltener Materialien und auch jede Menge Lithium. Dass der Abbau desselben nicht gerade umweltschonend ist, hat sich ja bereits herumgesprochen. In manchen Weltgegenden wird regelrechter Raubbau an der Natur betrieben. Vor allem wird auch ungemein viel Wasser dafür verwendet, um das Lithium auszuwaschen. Leider geht das oft auf Kosten der Umwelt und der lokalen Bevölkerung. Hier handelt es sich also um ein Problem, das dringend gelöst werden muss. Derzeit gibt es schon Bestrebungen, Lithium verstärkt in Europa zu gewinnen - was hier natürlich nur unter strengen Umweltauflagen möglich ist. Die Lösung dieses Problems würde aber die gesamte Umweltbilanz der E-Autos verbessern.

E-Auto
© Elke Mayr

Wie emissionsfrei der Betrieb des E-Autos ist, hängt natürlich von der Art der Stromerzeugung ab. Wer die eigene Solaranlage auf dem Dach hat, kann sicher sein, keine CO2-Emissionen zu produzieren. Alle anderen eher nicht. Wer zu Hause Ökostrom bezieht, trägt dazu bei, dass diese Produktionskapazitäten erhöht werden. Dass der Strom tatsächlich nur aus erneuerbaren Quellen stammt, ist aber unmöglich sicherzustellen.

Das Recycling der Batterien ist ein weiteres großes Thema, das es zu beachten gilt. Batterien, die nicht mehr gut genug für die Verwendung im Auto sind, können immer noch ein zweites Leben in einem stationären Stromspeicher bekommen. Dort halten sie auch noch ein paar Jahre. Danach allerdings ist Schluss. Und das ist - derzeit - die schlechte Nachricht. Anlagen, die diese Batterien im großen Stil sinnvoll recyceln können, gibt es nicht. Und es wäre unverantwortlich, die mühsam gewonnen Stoffe wie Lithium und seltene Erden einfach wegzuwerfen, das können wir uns nicht leisten. Also wird derzeit intensiv daran geforscht, diese Prozesse im großen Maßstab durchführen zu können. In Österreich gibt es derzeit gar keine Anlage dafür. Die Batterien werden also ausgebaut, gelagert und dann per Gefahrguttransport nach Deutschland gebracht - alles nicht wirklich umweltfreundlich. Beim Recycling geht es nicht um kleine Mengen: In einer 400 kg schweren Batterie mit 50 kWh Kapazität stecken 4 kg Lithium, 11 kg Mangan, 12 kg Kobalt, 12 kg Nickel und 33 kg Graphit. Und gerade die Rückgewinnung von Lithium stellt sich aufgrund seiner Eigenschaften schwierig dar. Was umso schwerer wiegt, als bei der Produktion von 1 kg Lithium 2.000 Liter Wasser benötigt werden (und es oft in Weltgegenden gewonnen wird, wo Wasser ohnehin Mangelware ist). Recycling ist also unbedingt notwendig.

Was gilt es beim E-Auto zu beachten?

Die Größe einer Batterie wird normalerweise in Brutto - also dem gesamten Energieinhalt, oder in Netto - dem tatsächlich nutzbaren Energieinhalt angegeben. Bei Brutto bleibt ein Pufferbereich ungenutzt. So wird die Batterie nicht an ihre Leistungsgrenzen gebracht, sie wird nicht gestresst und hält so deutlich länger.

Ein weiterer Aspekt ist die Ladegeschwindigkeit. Wer häufig längere Strecken fahren möchte, muss darauf achten, dass seine Batterie das Schnellladen mit Leistungen von 150 kW oder mehr auch aushält. In einer 20-minütigen Pause schafft man so schon mal die Ladung für weitere 300 km.

E-Auto
© Elke Mayr

Wie weit man mit dem guten Stück kommt, hängt in erster Linie mit der Größe der Batterie zusammen. Der deutsche ADAC hat erhoben, dass die meisten Menschen sich eine Reichweite von über 300 km wünschen (auch wenn die meisten kaum mehr als 30 km am Tag fahren). Diese Kilometeranzahl lieferten bis vor kurzem nur die Oberklasse-Modelle. Mittlerweile geht das auch schon bei den günstigeren. In einem Praxistest hat die Autofahrerorganisation herausgefunden, dass die tatsächliche Reichweite um 20 bis 40 Prozent unter den Herstellerangaben liegt (das Problem kennt man aber bereits bei den Verbrauchsangaben bei Verbrennern). Tatsache ist, dass das Verhalten des Fahrers beim E-Auto noch deutlich mehr Auswirkungen hat. Geschwindigkeit, Heizung, Klimaanlage, Entertainment - all das verbraucht Strom und den erzeugt im E-Auto keine Lichtmaschine.

Auch die Außentemperatur und die Witterungsverhältnisse spielen eine Rolle. Hat es Minusgrade, kommt man nicht so weit mit einer Batterieladung. Je mehr "Stromverbraucher" eingeschaltet sind (auch Scheibenwischer zählen dazu), desto geringer die Reichweite. Generell kann man wohl sagen, dass E-Autos im Stadtverkehr und auf der Landstraße außergewöhnlich effizient sind, auf Autobahnen bei höheren Geschwindigkeiten lässt die Effizienz schnell nach.

Auf die Ladung kommt es an

Nicht jedes E-Auto kann immer auf dem eigenen Parkplatz geladen werden - also braucht man Ladeinfrastruktur im öffentlichen Raum. Auf der Website www.ladestellen.at findet man immer die nächstgelegene E-Ladestation. Derzeit gibt es rund 15.000 Ladepunkte an 2.900 Stellen in Österreich. Soll dies die zukünftige Antriebsart werden, muss hier noch viel investiert werden. Die einzelnen Energieanbieter haben meist Modelle zur Bezahlung. Sonst kann man an den Ladesäulen auch einfach spontan per Kreditkarte zahlen. Die Kosten sind freilich oft von Ladesäule zu Ladesäule unterschiedlich. Hier herrscht eindeutig ein Bedarf an mehr Übersichtlichkeit.

E-Auto
© Elke Mayr

Passend dazu:
E-Ladestationen: Wie funktionieren sie? Und kann ich mein E-Auto auch daheim laden?
Wallboxen: Mit der Wandladestation das E-Auto zuhause laden

Die Kosten eines E-Autos

Die sind - genauso wie beim herkömmlichen Auto - in einer enormen Spanne. Von 20.000 Euro bis 270.000 Euro ist so ziemlich alles möglich. Wenn man bedenkt, dass Verbrenner (bis vor der derzeitigen Krise) schon ab 8.000 Euro zu haben waren, merkt man - die Sache ist noch ziemlich teuer. Zumindest in der Anschaffung. Derzeit fördert der Staat den Kauf eines E-Autos mit 5.000 Euro für private Käufer. Bei den laufenden Kosten ist es schwierig zu sagen - es hängt alles von der Preisentwicklung der Energie ab. Jeder weiß, dass derzeit sowohl Strom als auch Benzin und Diesel teuer sind und es auch nicht danach aussieht, als würde es bald besser werden. Berechnungen, die vor der Energiekrise angestellt wurden, sahen meist den Diesel als die günstigste Variante an (auf mehrere Jahre verglichen).

Spannend ist auch der Gebrauchtwagenmarkt. Nachdem sich die Technik gerade rasant entwickelt, könnte es schwierig werden, ältere Modelle zu verkaufen. Als potentieller Käufer muss man einen sehr genauen Blick auf den Zustand der Batterie werden - schließlich ist sie das bei weitem teuerste Teil am Auto. Autofahrerclubs können hier helfen.