Trotz aller technologischen Verbesserungen. Der Verkehrssektor verursacht immer noch rund ein Viertel der europäischen Treibhausgasemissionen. Der Druck auf Länder und Hersteller dies zu ändern ist hoch – der Ausbau der Elektromobilität die logische Konsequenz.
Die technologische Entwicklung in der Elektromobilität hat in den letzten Jahren große Sprünge gemacht. Bis spätestens 2027 werden Pkw und Transporter mit Elektroantrieb in Europa in allen Fahrzeugklassen in der Herstellung billiger als Verbrenner sein. So eine neue Studie von Bloomberg New Energy Finance (BNEF). Vor allem fallende Batteriekosten und dezidierte Produktionslinien für Elektrofahrzeuge werden danach den durchschnittlichen Verkaufspreis senken, selbst ohne Subventionen. Damit wäre ein großes Akzeptanzproblem von Elektrofahrzeugen gelöst: der hohe Preis.
Reichweiten steigen
Zweiter häufig genannter Grund, sich gegen ein Elektrofahrzeug zu entscheiden, ist die Reichweite. Doch auch hier ist eine rasante Entwicklung zu beobachten. Die Autos von Tesla erreichen bereits mehr als 650 Kilometer Reichweite. Der Air von Lucid Motors erreicht durch einen besonders geringen Luftwiderstand, geringes Gewicht und eine effizientere Leistungselektronik sogar über 830 Kilometer. Auch Tesla setzt seit 2018 im Hauptwechselrichter des Model 3 auf Wide-Bandgap-Halbleiter. In diesem Fall Siliziumcarbid, wodurch sie effizienter sind und Gewicht sowie Platz für die Kühlung sparen. Raghu Das, CEO von IDTechEx: „Der VW-Konzern und viele andere arbeiten an strukturellen Batterien und Superkondensatoren, um die Reichweite zu erhöhen.
Inzwischen kommerzialisieren Tesla und Lucid einen ersten Schritt in diese Richtung.“ Zudem zeichnet sich der Trend ab, in den Fahrzeugantrieben höhere Spannungen von 800 bis 1.000 Volt zu verwenden. Dadurch kann der Wirkungsgrad erhöht und Gewicht eingespart werden. „Wir arbeiten derzeit an der Serieneinführung mehrerer Premium-800-Volt-Projekte“, bestätigt Bert Hellwig, der bei ZF für die Entwicklung elektrischer Antriebssysteme zuständig ist.
Batterie in zehn Minuten geladen
Trotz aller Fortschritte in der Elektromobilität – Erfolgsfaktor und Rückgrat des Wandels in der Mobilität ist die Ladeinfrastruktur. Dabei kommen verschiedene Systeme zum Einsatz. Heute handelt es sich bei der überwiegenden Mehrheit der eingesetzten Ladestationen um Wechselstromsysteme. Wobei ein Modul im Fahrzeug den Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt. Die Ladeleistung beträgt 22 beziehungsweise 11 Kilowatt. Bei den übrigen Ladestationen handelt es sich um schnellere Gleichstromsysteme mit einer Ladeleistung zwischen 30 und 50 Kilowatt, bei denen sich der Gleichrichter in der Ladestation befindet. Zudem sind bereits erste High-Power-Charging-Stationen in Betrieb. Sie laden Fahrzeugbatterien mit einer Leistung von bis zu 350 Kilowatt. Europas leistungsstärkste Ladestation schafft sogar 400 Kilowatt. Der Hersteller Ingeteam setzt dabei auf MOSFETs auf Basis von Siliziumcarbid. Abhängig von der Ladeleistung des Fahrzeugs kann damit die Batterie innerhalb von zehn Minuten zu 80 Prozent geladen werden. Das ist vergleichbar mit der Betankung eines Autos mit einem herkömmlichen Verbrennungsmotor.
Unabhängiger von Ladestationen
Weniger Pausen an Ladestationen verspricht zudem die Integration von Photovoltaik in die Karosserien. Ein Beispiel hierfür ist der Sion von Sono Motors: „Wir haben einen Weg zur Bereitstellung nachhaltiger, kostenfreier Energie über verschiedene Transportformen hinweg gefunden, indem wir den traditionellen Lackierprozess durch integrierte Solartechnologie ersetzt haben“, sagt Jona Christians, Mitbegründer und Chief Executive Officer von Sono Motors. Die Solartechnologie von Sono Motors ist dabei preiswerter, leichter und viel effizienter als herkömmliche Glas-Solarzellen. Im Sion sorgen die eingearbeiteten Solarzellen ergänzend zur Batterieladung für bis zu 245 Kilometer zusätzliche Reichweite pro Woche.
Elektromobilität auch im Schwerlastverkehr
Gut 35 Prozent der Verkehrsemissionen gehen allerdings auf das Konto von Nutzfahrzeugen, so das deutsche Umweltbundesamt. Alle Lkw-Hersteller setzen daher auf die Elektrifizierung ihrer Fahrzeugflotte, sind sich aber noch uneinig, ob reine batterieelektrische oder Fahrzeuge mit Brennstoffzelle der richtige Weg sind. Volvo Trucks plant zum Beispiel den Einsatz von Wasserstoff-Brennstoffzellen vor allem für den Schwertransport über größere Entfernungen. Auch Hyundai bekennt sich zur Brennstoffzellen-Technologie und hat bereits erste Lkw in Europa in den Markt gebracht.
In den kommenden Jahren will das Unternehmen eine vollständig neue Modellserie einführen. Zwei 200-Kilowatt-Brennstoffzellensysteme sollen dem 44-Tonner eine Reichweite von 1.000 Kilometern pro Tankfüllung verleihen. Die VW-Tochter Traton fokussiert sich dagegen auf batterieelektrische Fahrzeuge. Hier ist man der Meinung, dass im Lkw-Verkehr, gerade auf der Langstrecke, reine E-Lkw im Vergleich zu Wasserstoff-Lkw in den allermeisten Fällen die günstigere und umweltfreundlichere Lösung sein werden. „Denn der Wasserstoff-Lkw hat gegenüber dem ausschließlich batterieelektrischen E-Lkw einen gravierenden Nachteil: Nur ein Viertel der Ausgangsenergie fließt am Ende in den Antrieb, drei Viertel gehen von der Energiequelle bis zur Straße verloren – beim E-Lkw ist das Verhältnis umgekehrt“, so Traton-CEO Matthias Gründler.
