Elektromobilität - und was ist mit dem Akku?

Aktualisiert am 04. Februar 2019 von Tu-Mai Pham-Huu

Zu teuer, zu schwer, zu niedrige Reichweite, zu anfällig, zu unsicher. Warum bei Elektroautos die Batterie das Sorgenkind ist. Foto: © Markus Wolf / Nürnberg und so (cc)

Strom tanken statt Benzin: Ein Weg aus der Ölkrise? Die Lösung aller Smog-Probleme? Schön wäre es. Doch obwohl sich die Forschung seit Jahrzehnten mit dem Thema „Elektromobilität“ beschäftigt und es inzwischen sogar einige Serienmodelle gibt, ist es noch ein weiter Weg, bis Elektroautos den Großteil der Fahrzeuge auf den Straßen ausmachen. Das Problemkind: Der Akku.

Preise noch nicht wettbewerbsfähig

„Zu teuer“ steht ganz oben auf der Liste der Gründe, warum so wenige Autohersteller Elektrofahrzeuge bauen. Derzeit können die Kosten alleine für den Akku so hoch ausfallen, dass sich davon ein kompletter Kleinwagen bauen lässt. Dass solche Preise auf den Endkunden nicht gerade attraktiv wirken, kann sich jeder Autohersteller schnell ausrechnen.

Batterien mit Übergewicht

Das nächste Problem: Das Gewicht. Beim im Jahre 1997 auf den Markt gebrachten Audi A4 Avant Duo mit Hybrid-Antrieb wog der Akku 400 Kilo. Derzeit muss man für 100 Kilometer Reichweite bei den aktuellen Akkus rund 150 Kilo Gewicht in Kauf nehmen. Soll das Auto mit einer Akkuladung 500 Kilometer fahren können, wären das schon 750 Kilo – hier muss eindeutig abgespeckt werden.

Reichweite: Nur für Kurzstrecken?

Je mehr Kilometer, desto mehr Strom, desto größer und schwerer und teurer der Akku. Nach diesen Berechnungen lohnen sich momentan Akkus mit mehr als 100 Kilometer Speicherkapazität wirtschaftlich eher nicht. Die genaue Reichweite vorherzusagen, ist nicht ganz einfach: Zwar ist es möglich, den Ladezustand der Batterie bis auf wenige Prozent genau anzuzeigen, doch genau wie beim Benzinfahrzeug hängt es auch stark von anderen Faktoren wie Strecke, Fahrstil oder Stau ab, wie weit man mit der verbleibenden Energie noch kommt. Im normalem Alltagsverkehr werden jedoch fast zwei Drittel aller Autofahrten als Kurzstrecke mit weniger als 30 Kilometern getätigt. Als Stadtfahrzeug wären also Elektroautos mit einer Reichweite von 100 Kilometern völlig akzeptabel.

„Schnell mal tanken“ ist nicht drin

Die Ladezeit eines Elektroautos kann selbst bei Schnelladestationen schon mal 60 Minuten dauern. Foto: © Markus Wolf / Nürnberg und so (cc)

Was das Thema „Tanken“ betrifft, muss ein Elektroautofahrer ein bisschen umdenken. Mal kurz an die Tanke und weiter fahren gehört dann der Vergangenheit an. Die Ladezeiten der Akkus sind schwierig einzuschätzen. Hersteller werben zwar mit Ladezeiten von 20 Minuten, doch in der Praxis kann so ein Elektroauto auch mal eine Stunde an der Ladestation hängen. An der normalen Steckdose dauert das sogar noch viel länger: Hier kann es auch durchaus den ganzen Tag bzw die ganze Nacht werden. Ein bisschen Vorausplanen hilft: Wenn man weiß, dass am nächsten Tag eine größere Strecke gefahren werden muss, sollte man daran denken, das Auto über Nacht an die Steckdose zu hängen. Mit dem Handy geht das ja auch.

Bei Minusgraden und Hitzewelle wird´s schwierig

Viele Autofahrer kennen das von ihrer normalen Autobatterie: Sinkt die Außentemperatur unter den Gefrierpunkt, gibt es schon mal Startschwierigkeiten. Bei den Akkus für Elektroautos ist das genau so. Aufgrund der chemischen Vorgänge in so einer Batterie, hat die Temperatur einen entscheidenden Einfluss auf die Leistungsfähigkeit. Die kann bei Minustemperaturen schon mal um 50% absinken. Hinzu kommt, dass im Winter auch noch zusätzlich Energie für Licht, Heizung oder Gebläse gebraucht wird. So bleibt am Ende noch weniger Energie zum Fahren übrig: Die Batterie muss noch schneller wieder aufgeladen werden. Auch Temperaturen über 50 Grad schmecken den Akkus nicht: dies ist aber in unseren Breitengraden eher selten das Problem.

Brandgefahr

Ein sehr wichtiger Punkt bei jeder neuen Technologie ist das Vertrauen in der breiten Bevölkerung. So schürte das Abbrennen des Chevrolet Volt nach einem Crashtest große Ängste vor explodierenden Lithium-Ionen-Batterien. Im Nachhinein stellte sich zwar heraus, dass der Vorfall auf unsachgemäße Handhabung zurückzuführen war, doch die Zweifel waren schon gestreut und sitzen tief. Unfalltests des ADAC und Studien von Unfallforschern belegen jedoch, dass die Lithium-Ionen-Batterien kein größeres Risiko darstellen als vergleichbare Fahrzeuge mit herkömmlichen Verbrennungsmotoren. Wir erinnern uns: Auch Verbrennungsmotoren sind das eine oder andere Mal schon in Flammen aufgegangen – was aber heute keinen Ottonormalautofahrer nachts um den Schlaf bringt. Akkus von namhaften Herstellern haben sowohl innen als auch außen verschiedene integrierte Sicherheitsmaßnahmen, die für einen gefahrlosen Gebrauch sorgen.

Lithium-Ionen-Batterien und andere

Ein Auto nur aus Batterien? Wissenschaftler forschen weltweit mit Hochdruck an neuen Batterietechnologien damit das nicht nötig wird. Foto: © Markus Wolf / Nürnberg und so (cc)

„Die“ Lithium-Ionen-Batterie gibt es nicht, vielmehr ist die Lithium-Ionen-Batterie eine Klasse von Batterien, in denen Lithium verarbeitet ist. Geforscht wird zum Beispiel an Lithium-Eisenphosphat-, Lithium-Luft- oder Lithium-Schwefel-Batterien. Je nach verwendeten Materialen können die Batterien günstiger, leichter, leistungsfähiger, robuster und sicherer werden. Wissenschaftler forschen weltweit mit Hochdruck an neuen Batterietechnologien, die diese Faktoren optimieren sollen. Allgemeine Aussagen über „die Lithium-Ionen-Batterie“ in Bezug auf Lebensdauer oder Leistungsfähigkeit können also nicht gemacht werden, es kommt wie bei jedem technischen Gerät auf die jeweilige Bauweise und die jeweiligen technischen Daten an.