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 2021» Auskunft. Im Jahr 2020 betrug die Anzahl neu registrierter Elektroautos um die 3 Millionen, wobei Europa mit 1.4 Millionen Neuzulassungen zum ersten Mal an der Spitze lag. China folgte mit 1.2 Millionen Neuzulassungen und in den Vereinigten Staaten waren es 295'000. Mehrere Regierungen gewährten oder verlängerten steuerliche Anreize, die den Abschwung auf den Automärkten durch den Kauf von Elektroautos abfederten.  

Die Gesamtzahl der weltweit registrierten E-Autos wuchs um 43 Prozent gegenüber dem Vorjahr und hat die 10-Millionen-Marke erreicht. Eine Elektrifizierung findet nicht nur bei Autos statt. Auch andere Arten von Fahrzeugen werden zunehmend elektrisch angetrieben. Zugelegt - vor allem dank starker Zuwächse in China - haben u.a. Elektrobusse, von denen nun über eine halbe Million weltweit unterwegs sind. Der weltweite Bestand an elektrischen Zwei- und Dreirädern beträgt 290 Millionen. Solche Zwei- und Dreiräder machen mittlerweile ein Drittel des gesamten Zwei- und Dreiräderabsatzes aus.  

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. So wurde die Anzahl öffentlich zugänglicher Ladestationen gegenüber dem Vorjahr um 45 Prozent auf 1.3 Millionen erhöht.

Kraftstoff aus der Steckdose: In der Schweiz besitzen erst 14.3 Prozent aller neu zugelassenen Personenwagen einen elektrischen Antrieb.

China weiterhin führend in E-Zwei-/Dreiräder und E-Stadtbussen

Die Mehrzahl elektrischer Zwei- und Dreiräder zirkuliert in China, wo viele Städte Zweiräder mit Verbrennungsmotor verboten haben. Neben den meisten elektrischen Zwei- und Dreirädern verkehren in China auch die meisten Elektrobusse. Elektrobusse tragen wesentlich zur Verbesserung der Luftqualität in Städten bei. Daher finden sie auch in anderen Regionen der Welt immer mehr Verbreitung, beispielsweise in Santiago de Chile, was die derzeit grösste städtische Elektrobusflotte ausserhalb von China hat.

Aufgrund wirtschaftlicher Bedenken im Zusammenhang mit der Pandemie lockerten jedoch mehrere Städte die Zulassungsbestimmungen für Kraftfahrzeuge, sodass mehr Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren zugelassen werden konnten, um die lokale Automobilindustrie zu unterstützen. Dies dämpfte die Anreize für den Elektroautomarkt in China. Jedoch verfügt China immer noch über die höchste Anzahl an Elektroautos.

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 2020 insgesamt eine Preisreduktion von mehr als 87 Prozent erfahren. Der durchschnittliche Preis pro Kilowattstunde Speicherkapazität ging von 1100 US-Dollar 2010 auf 137 US-Dollar im Jahr 2020 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. 

Herausforderungen durch Elektroautos

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 dürfte in Zukunft grundsätzlich steigen, v.a. aufgrund von immer mehr Anwendungen wie z.B. der Gebäudewärme, die zunehmend von fossilen auf elektrische Energiequellen umgestellt wird.

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 oft abends oder über Nacht aufgeladen, da es während dieser Zeit nicht genutzt wird. Also wird das Speichern der Solarenergie immer wichtiger; zudem sollten Ladevorgänge so gesteuert werden, dass sie das Verteilnetz nicht überlasten. Um dem steigenden Strombedarf 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.