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Batterien für den Fahrzeugantrieb

Batterien für Elektroautos noch zu schwer: Horváth-Studie analysiert Einfluss des Batteriegewichts auf die Entwicklung der Elektromobilität in Deutschland – Durchbruch in Sicht

Stuttgart, September 2016 – Die im Juli 2016 eingeführte Kaufprämie (Umweltbonus) macht Elektrofahrzeuge in Deutschland zwar preislich attraktiver, ein zentrales Argument gegen den Kauf bleibt jedoch bestehen: ihre niedrige Reichweite. Einer Erhöhung der Reichweite steht nach einer Studie der Managementberatung Horváth & Partners aktuell noch das hohe Gewicht der Batterie im Weg. Das könnte sich bald ändern.

Rund 15 Kilowattstunden (kWh) braucht ein durchschnittliches rein batteriebetriebenes Elektrofahrzeug laut Herstellerangaben momentan, um 100 Kilometer weit zu fahren. Um die benötigte Energie zu speichern, ist entsprechend einer Studie der Managementberatung Horváth & Partners eine Batterie von rund 160 Kilogramm notwendig. Die Berater errechnen diesen Wert, indem sie die Herstellerangaben normieren und mit den jährlichen Verkaufszahlen von Elektrofahrzeugen gewichten.

Aktuelle Elektromodelle tragen Batteriegewichte zwischen 200 und 300 Kilogramm in sich, das reichweitenstärkste Modell, der Tesla Model S, kommt auf ein Batteriegewicht von rund 750 Kilogramm und somit auf Reichweiten um die 500 Kilometer.

Während auf der einen Seite der Preis für Elektrobatterien in den letzten Jahren deutlich gesunken ist, hat sich bei aller technischen Entwicklung das benötigte Gewicht kaum verändert. Die Schlüsselkennzahl, Wattstunde pro Kilogramm Batteriegewicht (Wh/kg), lag bei den Modellen aus dem Jahr 2012 bei 86. Bis 2015 hat sich der durchschnittliche Wert aller in Deutschland neu zugelassenen Modelle auf 94 Wh/kg verbessert, ein Plus von gerade einmal 10 Prozent.

„Würde sich die Anzahl Wattstunden, die auf ein Kilogramm Batterie gebündelt werden kann, so entwickeln wie in den letzten drei Jahren, dann wäre ein durchschnittlicher Stromer 2020 mit einer Batterie ausgestattet, die 105 Wh/kg leistet“, so Studienleiter Dr. Oliver Greiner, Partner bei Horváth & Partners. „Ein heutiges durchschnittliches Elektrofahrzeug würde, um 100 Kilometer weit zu fahren, rund 145 Kilogramm einer solchen Batterie benötigten – statt den aktuellen 160 Kilogramm. Ein kaum nennenswerter Unterschied und kein wirklich starker Impuls für den Durchbruch der Elektromobilität in Deutschland“, so Dr. Greiner weiter.

Es ist aber zu erwarten, dass es hier in den kommenden Jahren zu größeren Veränderungen kommt. Schon die aktuell vorherrschende Lithium-Ionen-Technologie könnte laut Experten Energiedichten bis etwa 300 Wh/kg erreichen. Darüber hinaus wird weltweit nach Alternativen gesucht. Neue Zelltechnologien entstehen beispielsweise auf der Basis von Lithium-Schwefel-Batterien, Natrium-Ionen-Batterien oder Festkörperbatterien. Im August 2016 berichtete das MIT (Massachusetts Institute of Technology) von neu entwickelten Lithium-Metall-Batterien, welche die doppelte Energiedichte (also rund 200 Wh/kg) im Vergleich zu Lithium-Ionen-Akkus aufweisen und damit bei gleichem Gewicht doppelt so lange halten, d. h. mit einer Ladung die doppelte Reichweite ermöglichen.

Günstigere, leistungsstärkere und leichtere Batterien sind ein wichtiger Meilenstein zur Durchsetzung der Elektromobilität. Rund 44.000 Pkw fuhren Ende 2015 in Deutschland bereits elektrisch. Unter Elektroautos versteht Horváth & Partners alle Fahrzeuge, die über extern zugefügten Strom oder Wasserstoff rein elektrisch fahren können. Dazu zählen rein batteriebetriebene Fahrzeuge, Plug-in-Hybride, Elektrofahrzeuge mit Range Extender und Fahrzeuge mit Brennstoffzellen.

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