Nicht mal Trump kann das E-Auto verhindern

Vortrag Prof. Maximilian Fichtner auto motor und sport Kongress

Gäste des virtuell übertragenen auto motor und sport Kongresses am 7. Oktober in Stuttgart konnten diesen Vortrag von Prof. Maxmilian Fichtner verfolgen.

Zur Bewertung der CO2-Bilanz verschiedener Antriebe bieten sich so genannte Life Cycle-Analysen an - sprich: Wie viel Treibhausgas-Emissionen fallen in einem jeweiligen Produktleben an? Interessant: Das ICCT misst der Batterieherstellung eher einen kleineren CO2-Abdruck zu als der Produktion einer Brennstoffzelle.

Wollte man Verbrennungsmotoren mit wasserstoffbasierten E-Fules weiterfahren, bräuchte man die zehnfache Energiemenge als mit E-Autos.

Das Porsche-Projekt mit E-Fuels aus windreichen Gegenden in Chile kann nur marginale Mengen liefern. Damit Klimaziele erreichen zu wollen, hält Fichtner für illusorisch.

Die Energiedichte von Lithium-Ionen-Akkus nimmt immer weiter zu, der Preis hat sich drastisch verringert und nähert sich asymptotisch einem Zielniveau.

Die Preise von E-Autos haben sich bislang ziemlich genau so entwickelt, wie 2014 in einer Analyse prognostiziert. Das Model 2 für 25.000 Euro ist allerdings noch nicht in Sicht, wenn auch angekündigt.

Die Batteriehersteller haben sich früh bemüht, mit möglichst wenig Kobalt auszukommen, weil der Rohstoff unter problematischen Umständen gefördert wird. Inzwischen ist die Entwicklung so weit, dass Kobalt in absehbarer Zukunft bei der Batterieproduktion kein Thema mehr sein wird.

Neben der Zellchemie macht auch ihre Anordnung in Akkus Fortschritte. Neuerdings entstehen immer mehr Batterien ohne Module (Cell to Pack, CTP). Das erhöht die Energiedichte um bis zu 20 Prozent und senkt die Anzahl der nötigen Teile um bis zu 40 Prozent.

Ein Beispiel für die Cell-to-Pack-Technik (CTP) ist die so genannte Blade (Klingen)-Batterie von BYD, die noch dazu das günstigere und sicherere Lithium-Eisen-Phosphat (LFP) nutzt und damit die geringere Energiedichte dieses Kathodenmaterials kompensiert.

Auch VW setzt auf das günstigere und brandungefährdete Lithium-Eisen-Phosphat (LFP).

Unter anderem Tesla stellte auf dem Battery Day das Cell to Chassis (CTC) Design vor. Dabei verzichten die Akkus nicht nur auf Module, sondern sogar auf ein eigenes Gehäuse und sollen direkt in der Karosse untergebracht sein.

Angesichts der Verbesserungen bei den Akkus durch Layout und Chemie unter Vermeidung kritischer Rohstoffe geht Fichtner davon aus, dass E-Autos mit 1.000 Kilometern Reichweite in absehbarer Zeit realistisch sind - wenn man das überhaupt braucht, so Fichtner.

Der Wirkungsgrad des Wasserstoffantriebs im Vergleich zum E-Auto ist eklatant schlechter, obwohl Fichtner hier mit vergleichsweise hohen Ladeverlusten rechnet. Am Ende nutzt Wasserstoff nur mehr 15 bis 18 Prozent der eingesetzten Energie zum Antrieb. Beim E-Auto sind es 70 Prozent.

Forschung und Industrie reagieren auf die Sorge, Lithium könnte zum knappen Rohstoff werden, und entwicklen verstärkt an Natrium-Ionen-Batterien (links unten). Natrium ist so viel günstiger, dass selbst Stationärspeicher im großen Maßstab rentabel werden.

Natrium-Ionen-Batterien bieten nicht nur im Vergleich mit Blei-Akkus Vorteile (wichtig für Starter-Batterien!), sondern haben auch Vorteile gegenüber dem ohnehin günstigeren Lithium-Eisen-Phosphat.

Natrium-Ionen-Batterien sind erheblich günstiger, aber bieten auch bei tiefsten Temperaturen nahezu die gleiche Kapazität wie bei normalen (rechts).

CATL steigt in die Fertigung von Natrium-Ionen-Batterien (Sodium) ein und hat zudem einen ersten Protoytypen mit gemischten Zellen gezeigt (Lithium- und Natrium-Ionen-Zellen), um die Vorteile zu kombinieren.

Der Energieeinsatz bei der Förderung von Öl steigt. Das eingerechnet, kommt ein E-Auto mit der gleichen Energiemenge 6 bis 7,5 mal weiter als ein Verbrenner - die Umstellung auf den E-Antrieb ist auch ein riesiges Energiespar-Programm.

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