Elektromobilität

Die Elektromobilität erlebt seit einigen Jahren einen Aufschwung. Gründe hierfür sind die angestrebte Reduktion der CO2-Emissionen sowie technologische Fortschritte, insbesondere bei den Batterien. In der Schweiz bietet die Elektromobilität der Strombranche Chancen für neue Geschäftsmodelle – aber auch Herausforderungen.

Personenwagen mit einem Elektromotor – seien es rein batteriebetriebene oder teils elektrisch fahrende Hybridautos – sollen als zentraler Bestandteil einer «Verkehrswende» die schädlichen Emissionen aus der Mobilität drastisch senken. Fährt ein Auto elektrisch, erzeugt es zumindest lokal keine Abgase. Wird das E-Auto ausserdem mit sauberem Ökostrom geladen, dann fällt die Umweltbilanz des Elektroautos deutlich besser aus als jene von «Verbrennern». 

Über die immer grössere Marktpräsenz elektrisch angetriebener Fahrzeuge gab zuletzt der Bericht der Internationalen Energieagentur IEA «Global EV Outlook 2018» Auskunft. Im Jahr 2017 überstieg die Anzahl neu registrierter Elektroautos zum ersten Mal die 1-Million-Marke. Damit wuchs der Absatz von E-Autos um 54 % gegenüber dem Vorjahr. Der starke Zuwachs von 2017 bringt die Anzahl weltweit genutzter Elektroautos zum ersten Mal auf über 3 Millionen. Deutlich zugelegt – vor allem dank starker Zuwächse in China – haben auch Elektrobusse und E-Zweiräder. Von Letzteren sind bereits 250 Millionen weltweit unterwegs. 

Der Boom der Elektromobilität wird von einem parallelen Aufbau der Ladeinfrastruktur begleitet. Vor allem private Ladestationen in Wohnhäusern oder am Arbeitsplatz nehmen zu, aber auch die öffentlichen Ladesäulen erleben einen Anstieg. Auf dem Globus werden bereits 3 Millionen Ladeanschlüsse verzeichnet.

Elektroauto, Ladevorgang
Kraftstoff aus der Steckdose: Noch besitzen erst 3 Prozent der neu zugelassenen Autos einen elektrischen Antrieb.

Staatliche Förderung kurbelt die Nachfrage an

Mehr als die Hälfte der Verkäufe von Personenwagen mit Elektroantrieb im Jahr 2017 erfolgten in China. Auf Chinas Strassen verkehren 40 % der globalen E-Auto-Flotte. Diese Zahlen dürften in Zukunft weiter wachsen. China hat die Einführung einer Elektroauto-Quote angekündigt, die Autobauer und Händler ab 2019 bei Produktion und Verkauf einhalten müssen. Die Regierung vergibt demnach Punkte für alternative Antriebe und bewertet zum Beispiel rein elektrisch betriebene Autos höher als Hybride. Händler und Hersteller, die nach diesem Punktesystem einen Mindestanteil von 10 %  (12 % ab 2020) an alternativen Antrieben nicht einhalten, müssen Strafen zahlen.

Auch in Europa helfen staatliche Interventionen, den Elektroauto-Markt anzukurbeln. Die weltweit höchsten Anteile am Absatzmarkt 2017 erreichten E-Autos in Norwegen (39 % der Neuzulassungen). Dort fördert die Regierung mit Steuervergünstigungen und anderen finanziellen Anreizen wie dem Wegfall von Parkgebühren den Kauf eines E-Autos konsequent. Die Zuschüsse können für einen einzelnen Autokäufer zwischen 12‘000 und 20‘000 Euro betragen. Norwegen ist nicht umsonst mit Abstand das Land mit dem grössten Anteil von E-Autos an der nationalen Autoflotte. 6.2 % aller Personenwagen sind dort mit einem Elektromotor ausgestattet. Mit 5,2 Millionen Einwohnern und mehr als 100‘000 E-Autos auf den Strassen hat das skandinavische Land weltweit am meisten E-Mobile pro Kopf. Bis 2025 will die norwegische Regierung den Verkauf fossil betriebener Autos verbieten.

Stark fallende Batteriepreise

Aber Förderbeiträge sind nur ein Teil der Erklärung für den zunehmenden Erfolg des Elektromobils. Stark ins Gewicht fällt auch die rasante Preisentwicklung bei den Lithiumionen-Batterien, die vor allem dem anhaltenden Wachstum im Bereich der Verbraucherelektronik zuzuschreiben ist. Lithiumionen-Batterien für Elektroautos haben in diesem Kontext zwischen 2010 und 2017 insgesamt eine Preisreduktion von rund 80 % erfahren. Der durchschnittliche Preis pro Kilowattstunde Speicherkapazität ging von 1000 US-Dollar 2010 auf 209 US-Dollar im Jahr 2017 zurück. Da die Batterie immer noch den dominierenden Kostenpunkt in einem E-Fahrzeug bildet, wirken sich diese Kostensenkungen sichtbar positiv auf den Kaufpreis von Elektroautos aus. Die zukünftige Preisentwicklung dürfte angesichts der weiterhin steigenden Lernkurve erfreulich bleiben. Immer mehr portable Geräte, Heimspeicher für Elektrizität und Batterieautos auf dem Weltmarkt führen zu wachsenden Stückzahlen produzierter Lithiumionen-Batterien. Dies wiederum zieht weitere Kostensenkungen nach sich. Expertenschätzungen gehen davon aus, dass der Batteriepreis bis 2025 unter 100 US-Dollar pro Kilowattstunde Speichervermögen fallen könnte. 

Allerdings ist die Zukunft auch mit Unsicherheiten behaftet, die primär mit der Verfügbarkeit und dem Preis von wichtigen Rohstoffen verbunden sind. Insbesondere betrifft dies das Metall Kobalt, das in der Kathode von Lithiumionen-Batterien vorkommt. Kobalt wird heute zu 60 % in Minen der vom Bürgerkrieg gebeutelten Demokratischen Republik Kongo abgebaut und fast ausschliesslich in China verarbeitet. Diese geopolitische Verteilung steigert laut Experten das Risiko von Versorgungsengpässen. Die IEA-Experten gehen davon aus, dass die Nachfrage nach Kobalt für Batterien auch aufgrund des Wachstums im E-Auto-Markt bis 2030 zwischen 10- und 25-mal so gross sein wird wie heute.

Herausforderungen durch Elektroautos

Ein modernes Elektroauto verbraucht im Schnitt etwa 20 Kilowattstunden pro 100 Kilometer. Geht man davon aus, dass ein Auto pro Jahr etwa 10’000 Kilometer zurücklegt, liegt der Strombedarf für das Elektroauto bei rund 2’000 Kilowattstunden. Dies entspricht fast der Hälfte des Jahresverbrauchs einer vierköpfigen Familie in einem Einfamilienhaus. Oder eine andere Vergleichsgrösse: Steht auf dem Dach eines Einfamilienhauses eine Photovoltaik-Anlage, wird rund ein Drittel des produzierten Stroms zum Aufladen des Elektrofahrzeugs gebraucht. Sollte in Zukunft womöglich die Hälfte aller Automobilisten auf Elektroautos setzen, sieht sich die ganze Schweiz vor eine echte Herausforderung gestellt. Der Strombedarf wird in Zukunft grundsätzlich steigen; einerseits wegen des Bevölkerungswachstums, anderseits weil die Leute immer mehr Geräte nutzen, die aufgeladen werden müssen.

Eine weitere Herausforderung ist der Zeitunterschied zwischen Solastrom-Produktion und Ladevorgang der Elektroautos. Es ist davon auszugehen, dass sich Solarenergie in Privathaushalten durchsetzen wird. Während die Photovoltaik-Anlage indes tagsüber Strom produziert, wird das Auto abends oder über Nacht aufgeladen, da es während dieser Zeit nicht genutzt wird. Also wird das Speichern der Solarenergie immer wichtiger. Um dem steigenden Bedarf begegnen zu können, braucht es nicht nur ein Engagement der Netzbetreiber oder der Elektrizitätswerke. Auch die Politik wird sich mit weiteren Verordnungen und Gesetzen auseinandersetzen müssen, um erneuerbare Energien zu fördern und die Bevölkerung zu einem energieeffizienteren Verhalten zu motivieren.