Elektromobilität

Aufladen eines Elektroautos

Elektromobilität bezeichnet die Nutzung von Elektrofahrzeugen für die unterschiedlichen Verkehrsbedürfnisse. Dies ist in Europa für schienengebundene Fahrzeuge die vorherrschende Antriebsart.

Elektromobilität wird vielfach auch für Programme zur Förderung der Nutzung von Elektroautos und Plug-in-Hybridkraftfahrzeugen verwendet. Während im Artikel Elektroauto die technischen, fahrzeugbezogenen Aspekte betrachtet werden, werden in diesem Artikel insb. öffentliche Förderprogramme, technische Lade-Systeme und die Lade-Infrastruktur behandelt.

Straßenverkehr

Der flächendeckende Einsatz von Elektrofahrzeugen im Straßen-Individualverkehr steht noch am Anfang. Ein Beispiel für noch zu nehmende Hürden sind internationale Standards für Ladestationen. Einige für die Elektromobilität benötigte Techniken wurden bereits entwickelt, bzw. befinden sich am Ende des Entwicklungsprozesses.

Fahrzeuge

Plug-In Toyota Prius an seiner Ladestation

Während Hybridfahrzeuge bereits kommerziell verfügbar sind, beschränkt sich das Angebot für reine Elektrofahrzeuge auf Kleinserien oder Fahrzeuge mit deutlich reduzierten Gebrauchseigenschaften, die als Leichtkraftfahrzeuge bezeichnet werden.

Der Markt für Elektroautos ist entgegen der Medienpräsenz des Themas (bislang) gering. Im ersten Halbjahr 2011 wurden in ganz Europa ca. 5000 Neufahrzeuge zugelassen, davon 1020 in Deutschland. ^[1]

In der Zulassungsstatistik des Kraftfahrtbundesamts werden nur Kraftfahrzeuge gemäß den EG-Vorschriften bzw. der Systematik der Straßenfahrzeuge nach DIN 70010 berücksichtigt, so dass u.a. Leichtkraftfahrzeuge mit reduzierter Geschwindigkeit (max. 45 km/h) wie CityEL, Twike und Sam nicht in der deutschen Zulassungsstatistik auftauchen.

Förderwürdigkeit

Gegenstand der öffentlichen Debatte ist die ökologische Bewertung von Hybridfahrzeugen, Brennstoffzellenfahrzeugen und Elektrofahrzeugen, deren Akkus mit Strom aus dem herkömmlichen Energiemix aufgeladen werden. Der deutlich höhere Wirkungsgrad und der wesentlich einfachere Aufbau des Elektromotors im Vergleich zum Verbrennungsmotor führen zu einem geringeren Energieverbrauch und insgesamt geringeren Wartungs- und Betriebskosten. Selbst in der Betrachtung von der Quelle (Primärenergie) zum Rad (well to wheel) ist die Energieeffizienz des Antriebs, unter anderem wegen des besseren Teillastverhaltens, bei Elektrofahrzeugen höher als die von Fahrzeugen mit konventionellem Verbrennungsmotor. Bei der Gegenüberstellungen von Antriebskonzepten ist jedoch zu beachten, dass üblicherweise nur die für den Antrieb (also die Fortbewegung) genutzte Energie bilanziert wird. Der Energieaufwand für Heizung und Sicherheits- und Komfortsysteme (z.B. Entfrosten und Wischen der Scheiben, Ausleuchten der Fahrbahn, Fahrerassistenzsysteme, Klimatisierung und Beschallung des Fahrzeuginnenraumes) wird häufig nicht betrachtet. Die von diesen Nebenverbrauchern benötigte Energie hat jedoch Auswirkungen auf Energieeffizienz und Reichweite des Fahrzeuges. ^[2]

Sein volles Potential für den Klimaschutz entfaltet das Elektrofahrzeug bei der Verwendung von Strom aus erneuerbaren Energiequellen.

Diskutiert werden derzeit finanzielle Anreize zum Kauf von Elektrofahrzeugen, z.B. Markteinführungsprämien, welche die in der Anfangsphase noch verhältnismäßig hohen Anschaffungskosten abmildern und zu einer zügigen Marktdurchdringung beitragen sollen.

Die Bundesregierung strebt im Rahmen des "Nationalen Entwicklungsplans Elektromobilität" an, bis zum Jahr 2020 eine Million Elektrofahrzeuge auf deutsche Straßen zu bringen. Die für die deutsche Wirtschaft bedeutende Automobilindustrie soll in der gegenwärtigen Phase der sukzessiven Umstellung vom Verbrennungs- zum Elektromotor eine Schlüsselrolle einnehmen und damit auch zukünftig ihre starke Position in der Weltwirtschaft halten und weiter ausbauen.^[3]

Die aktuelle politische Diskussion konzentriert sich weitgehend auf Straßenfahrzeuge. Die Allianz pro Schiene beklagt, dass die vorhandenen und technisch ausgereiften elektrisch betriebenen Verkehrsmittel für den Schienenverkehr bei der Diskussion unbeachtet bleiben und die Autoindustrie einseitig gefördert würde.^[4]

Potenziale und Probleme

Gegenüber dem auf Verbrennungsmotoren basierenden Verkehr bietet die Elektromobilität sowohl aus volkswirtschaftlicher als auch aus ökologischer Sicht Vorteile und Potenziale:

• Verringerung der direkten Emissionen der Fahrzeuge (z.B. Abgase, Lärm)
• die Verringerung von CO₂-Emissionen durch die Nutzung von Strom aus nicht fossilen und erneuerbaren Energiequellen auch bei Einbeziehung der grauen Energie zur Herstellung der Batterie^[5]
• Sicherheit der Energieversorgung durch Nutzung verschiedener Energiequellen (Energiemix)
• mögliche Veränderung des Mobilitätsverhaltens durch neue Transportmittel (Elektroroller, Pedelec)

Einer allgemeinen Durchsetzung stehen noch eine Reihe, zumeist technische Probleme entgegen. Es fehlt bisher eine ausreichende, leistungsfähige und wirtschaftliche Infrastruktur zur Energieversorgung von Elektrofahrzeugen, darunter leistungsfähige, sichere und wirtschaftliche Akkumulatoren.

Infrastruktur

Ladesysteme

Freies Parken für ladende Elektrofahrzeuge (Schild am Berliner Ernst-Reuter-Platz)

Prinzipiell können die meisten Elektroautos an jeder Steckdose aufgeladen werden. Das Netz von öffentlich zugänglichen Stromtankstellen für Elektrofahrzeuge ist noch sehr dünn. Lange Ladezeiten der Akkumulatoren erfordern bei längeren Reisen eine sorgfältige Weg- und Zeitplanung. Alternativ könnten Akkus genutzt werden, die unterwegs an Stromtankstellen im Rahmen eines Pfandsystems schnell ausgetauscht werden könnten.

Jedoch eignet sich das eher nur für in sich geschlossene Systeme, wie z.B. für die Fahrzeuge einer bestimmten Flotte (lokale car-sharing-Anbieter (s.u.), gewerbliche Flotten, etc.), weil hier die Anzahl der unterschiedlichen Fahrzeugmodelle begrenzt ist und kompatibel zueinander zusammengesetzt werden kann. Eine massenhafte Anwendung des Pfandsystems würde erfordern, dass alle Fahrzeuge, die bei der Automobilindustrie weltweit vom Band laufen, batterietechnisch kompatibel zueinander konstruiert werden (Größe der Batterie, Format, Anordnung im Fahrzeug, Gestaltung und Anordnung der Hochvoltanschlüsse und der Zu- und Abluftkanäle für Temperierung, etc.). Das macht die flächendeckende Nutzung eher unwahrscheinlich.

Seit einigen Jahren gibt es das ursprünglich in der Schweiz entstandene Park & Charge-System der öffentlichen Stromtankstellen für Solar- und E-Mobile. Die Tankstellen sind über einen europaweit einheitlichen Schlüssel zugänglich und liefern je nach Ausführung und Absicherung standardmäßig 3,5 kW oder 10 kW.

Wechselakkusysteme wurden nur in seltenen Fällen eingerichtet, meistens für lokal gebundene Flottenfahrzeuge. In Israel und Dänemark gibt es große Projekte für ein Netz von Ladestationen und Akkuwechselstationen, die von der Firma Better Place in Zusammenarbeit mit lokalen Partnern aufgebaut werden sollen. Akkus gehören hier nicht dem Autofahrer, sondern der Akkuwechselstation. Der Fahrer bezahlt als Service den Austausch mit einem aufgeladenen Akku auf Basis eines Pfandsystems.

Eine weitere langfristige Vision ist ein in die Fahrbahn eingebautes Ladesystem. Während der Fahrt wird auf einem einige Kilometer langen Abschnitt der Straße, oder beim Parken mittels Induktion berührungsfrei Energie übertragen.^[6]

Stecker

Steckersystem des Chevrolet Volt

Vorhandene Ladestationen benutzen meist die bekannten Steckertypen, also Schuko, Campingstecker (CEE blau) und Drehstromstecker (CEE rot). Diese sind aber regelmäßig auf Stromstärken bis 16 Ampere beschränkt, für eine Schnellladefunktion sind dagegen Ladestationen nach Norm IEC 62196 für die Aufladung von Elektrofahrzeugen erforderlich, die meist Spezialstecker (etwa an Gabelstaplern) nutzen. Steckerhersteller Mennekes hatte dagegen für diesen Zweck die "CEEplus" Variante der IEC 60309 Drehstromstecker produziert, die steckkompatibel sind (mit CEE rot) und die IEC 62196 Ladestifte ergänzten. Im Auftrag von RWE und Daimler wurde daraus ein neuer Ladestecker abgeleitet, der in der deutschen Norm VDE-AR-E 2623-2-2 standardisiert ist und international in der Norm IEC 62196 verankert werden soll. Er hat insgesamt sieben Kontakte und eine maximale Ladungsleistung von 43 kW. Außerdem wurde ein Feststellmechanismus entwickelt, welcher den Ladevorgang zusätzlich sichern soll.

Der VDE Normstecker für Ladestationen hat sich im europäischen Raum bei Autoherstellern und Netzbetreibern durchgesetzt, im amerikanischen Raum dagegen wird am SAE-J1772-Standard festgehalten. Er hat lediglich fünf Kontakte, bietet aber trotz höherer Stromstärke von 70A aufgrund der Beschränkung auf einphasigen Strom nur eine maximale Ladung von 16,8 kW (bei 240V).^[7] Audi arbeitet derzeit an einer Technik, mit der das Aufladen steckerlos, mittels Induktion möglich sein soll. Ob sich der japanische CHAdeMO Stecker mit 500 Volt Gleichstrom (bis maximal 125 A) verbreiten wird, ist noch unklar.

Verzeichnisse

Stromtankstelle in Freiburg im Breisgau

Für die Elektromobilität ist die Verbreitung von Ladepunkten wichtig, da es noch kein überall verfügbares Netz gibt, haben sich Verzeichnisse und Kartenwerke herausgebildet, die die Position von Stromtankstellen und deren Lademodalitäten beschreiben.

Die LEMnet Internet-Datenbank wird von der Swiss Electric Vehicle Association (gemeinnütziger Anbieter der Park & Charge Ladestationen) betrieben. Die Datenbank listet nicht nur Orte der Park & Charge-Stationen, sondern erlaubt auch andere Ladepunkten einzutragen. Im Februar 2010 enthielt die Datenbank 1.900 aktive Standorte in Europa, wobei die meisten Stationen in der Schweiz und Deutschland liegen. Dies beinhaltet auch die 170 Standorte (Stand Februar 2010) der Drehstromnetz-Initiative, die private 400 V Drehstrom-Ladepunkte fördert (die eine schnellere Ladung als mit Haushaltsstrom ermöglicht) und den 200 Ladepunkten (Mai 2010) des RWE-Mobility Netzes, die meistenteils auch eine Aufladung mit 32 A / 400 V Drehstrom erlauben. Die LEMnet Datenbank beinhaltet nicht alle der 2500 Ladestationen (Stand März 2010), die in der ElektroTankstellen Internet-Datenbank der österreichischen "Eurosolar"-Initiative aufgelistet werden, aber es gibt einige Überschneidungen. Alle diese Verzeichnisse bieten ihre Daten auch als KMZ-Datei für Kartendarstellungen und POI-Dateien für Navigationsgeräte an.

Mit Schwerpunkt in den USA listet die EV-Charger Maps Website die Meldungen von Elektroauto-Fahrern über öffentliche Stromzugangspunkte auf, die über EV Charger News koordiniert werden.

Mit Schwerpunkt in Spanien bietet Alargador.org eine editierbare Karte mit Ladepunkten an, die offen für Einträge weltweit ist. Alle Daten sind auch hier frei herunterladbar in Formaten für GPS Navigation und elektronischen Landkarten.

Batterietechnik

Zu den größten Herausforderungen in der Elektromobilität gehört die Entwicklung effizienter Batterien. Die heutigen Batterien, üblicherweise Lithium-Ionen-Batterien, sind dem konventionellen Verbrennungsmotor sowohl von der Leistung als auch von der Wirtschaftlichkeit her, noch weit unterlegen. Um sowohl hohe Energiespeicherkapazität und Leistung zu erreichen wird an hybriden Speichersytemen geforscht. Bezogen auf ihr Eigengewicht, liefern die Batterien noch zu wenig Energie, so dass ein Großteil der gespeicherten Energie wieder für das Gewicht der Batterie selber verbraucht wird. Daher reicht für den Antrieb eines durchschnittlichen Pkw auf einer Entfernung von 500 Kilometern ein Energiespeicher (Dieselkraftstoff) mit einem Volumen von 37 Litern bzw. einem Gewicht von 33 kg aus. Ein elektrobetriebenes Fahrzeug würde für die gleiche Reichweite eine Batterie mit einem Volumen von 360 Litern, bzw. 540 kg Gewicht benötigen.^[8]

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Auch sind die Batterien noch sehr teuer im Verhältnis zum konventionellen Antrieb. Beim heutigen Entwicklungsstand kostet ein Kilowatt Leistung pro Stunde rund 800 €. Ein mittleres Fahrzeug benötigt für den Vortrieb eine Batteriekapazität von circa 20 KWh, womit alleine das Batteriesystem ohne Fahrzeug rund 16.000 € kosten würde (bzw. bei dem oben angegebenen Speicher von 540 kg, entsprechend etwa 85 kWh, (vgl.Elektroauto#Energiespeicher) 68000 €). Zwar ergeben sich auch Einsparungen gegenüber dem konventionellen Antrieb durch den Wegfall von Getriebe und Schaltung und durch niedrigere Energiekosten während der Fahrzeuglebensdauer. Es verbleibt jedoch (nur in den ersten vier Jahren) eine Kostenmehrbelastung für den Nutzer in Höhe von 10.000 € – 11.000 € (Betriebskosten und auf die Jahre umgerechnete Anschaffungskosten für private Nutzer), die nach Einschätzung der Industrie in den nächsten Jahren durch höhere Stückzahlen geringer wird.^[9]

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Um so wichtiger ist die Förderung von Forschungsinvestitionen in die Batterietechnik. Hierfür stellt die Bundesregierung in der Periode 2009-2013 rund 1,5 Mrd. € bereit (500 Mio. im Rahmen des Konjunkturpaketes II (bis 2011) sowie eine weitere Mrd. für die Jahre bis 2013). Die deutsche Industrie investiert im gleichen Zeitraum branchenübergreifend bis zu 17 Mrd. Euro, davon die Automobilindustrie 10 bis 12 Mrd. In China und den USA fördert die Öffentliche Hand mit 3,85 Mrd. € (China, 2006-2016), bzw. 22 Mrd. € (USA, 2010-2017).^[10]

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Initiativen und Programme

Deutschland

In Deutschland hat die Bundesregierung einen Nationalen Entwicklungsplan Elektromobilität erstellt, dessen Ziel es ist, Klimaschutz mit Industriepolitik zu verknüpfen, d.h. Deutschland zum Leitmarkt für Elektromobilität zu machen und bis 2020 eine Million Elektrofahrzeuge auf die Straßen zu bringen^[11].

Als zentrale Anlaufstelle für die Elektromobilität wurde Anfang 2010 eine Gemeinsame Geschäftsstelle der Bundesregierung (GGEMO) eingerichtet. Die im Mai 2010 von Bundeskanzlerin Angela Merkel etablierte Nationale Plattform Elektromobilität (NPE) mit Vertretern der beteiligten Wirtschaftsbranchen, Forschungsdisziplinen und Bundesministerien soll weitere konkrete Vorschläge für die Erreichung der Ziele des Nationalen Entwicklungsplans erarbeiten. Die NPE hat am 30. November 2010 einen ersten Zwischenbericht^[12] veröffentlicht.

Der Grundstein für die Förderung der Elektromobilität in Deutschland wurde im Integrierten Energie- und Klimaprogramm (IEKP) der Bundesregierung von 2007 gelegt.^[13] Konkrete Maßnahmen wurden erstmals im Zusammenhang mit der Nationalen Strategiekonferenz Elektromobilität Ende 2008 in Deutschland diskutiert.^[14] Erste Förderprogramme dazu wurden im Rahmen des Konjunkturpakets II Anfang 2009 auf den Weg gebracht. Zuvor hatte sich im Rahmen der Innovationsallianz LIB 2015 ein Industriekonsortium verpflichtet, in den nächsten Jahren 360 Millionen Euro für Forschung und Entwicklung bei Lithium-Ionen-Akkus zu investieren.^[15]

Im Rahmen des Konjunkturpakets II wurden von den Bundesministerien für Wirtschaft und Technologie (BMWi), für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS), für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU), für Bildung und Forschung (BMBF) und für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV) Fördermittel in der Höhe von insgesamt 500 Mio. Euro für Projekte in 15 Themengebieten ausgeschrieben.^[16] Koordiniert werden die Projekte von den jeweiligen Projektträgern der Ministerien, z.B. von der VDI/VDE-IT als Projektträger Elektromobilität des BMU ^[17] oder dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt als Projektträger Elektromobilität des BMBF. ^[18]

Die 15 Themengebiete sind:

1. Aufbau eines Kompetenznetzwerks Systemforschung Elektromobilität (BMBF)
2. Etablierung von Forschungszentren zur Steigerung der Kompetenz in der Elektrochemie (BMBF)
3. Energieforschung: neue Förderinitiative „ Stromwirtschaftliche Schlüsselelemente der Elektromobilität: Speicher, Netze, Integration“ mit den Förderschwerpunkten: „Stromspeicher“, „Netze der Stromversorgung der Zukunft“, „Konzepte zur Netzintegration“ und „Brennstoffzellen“ (BMWi)
4. Entwicklung von Produktionstechnologien für Li-Ionen-Akkus (BMBF)
5. Verkehrsforschung: kurzfristige Umsetzung aktueller Projektvorschläge (z. B. Komponenten und Systeme zur Bremsenergie-Rückgewinnung, Optimierung des Antriebsstrangs, On-Board-Stromerzeugung zur Reichweitenerhöhung, Nutzung der Motorabwärme zur Erzeugung elektr. Energie, relevante Aspekte der Normung und Standardisierung), wissenschaftliche Vorbereitung und Begleitung von Feldversuchen (Daimler/RWE, Hybrid-Abfallsammelfahrzeug) (BMWi)
6. Erweiterung der Projekte im Rahmen von E-Energy: Neuer Forschungs- und Förderschwerpunkt des BMWi (”IKT für Elektromobilität”) und des BMU („Intelligente Netze, erneuerbare Energien und Elektromobilität“) IKT-basierte Lade-, Steuerungs- und Abrechnungs-Infrastrukturen, elektronische Marktplätze und IKT-basierter Technikbetrieb von E-Mobility-Konzepten und ihre Einbindung in elektronische Versorgungsnetze, Dienstleistungen, Geschäftsmodelle, Normen und Standards (BMWi / BMU). Folgende Modellregionen werden gefördert^[19]
   • MeRegioMobil ^{[20] [21]}
   • eE-Tour Allgäu ^[22]
   • Future Fleet ^[23]
   • e-mobility
   • GridSurfer ^[24]
   • Harz.EE-mobility ^[25]
   • Smart Wheels ^[26]
7. Feldversuche Elektromobilität im Pkw-Verkehr. Forschungsfragen: u.a. Alternative Ladeverfahren, Weiterentwicklung der Netzintegration Erneuerbarer Energien, Erprobung und Akzeptanz weiterentwickelter Antriebssysteme. Der erste Flottenversuch mit 50 Mini-E wurde am 22. Juni 2009 in Berlin gestartet.^[27](BMU)
8. Flottenversuch Elektromobilität im Wirtschaftsverkehr. Forschungsfragen: Entwicklung eines Verfahrens zur Netzintegration Erneuerbarer Energien unter Nutzungsprofilen im Wirtschaftsverkehr, Erprobung der Fahrzeuge unter Alltagsbedingungen, Ermittlung des Energiebedarfs und der Nutzerakzeptanz. (BMU)

   

   Lage der Modellregionen Elektromobilität in Deutschland

9. Am 24. August 2009 wurde das Förderprogramm Modellregionen Elektromobilität in Deutschland gestartet.^[28] Für die Regionen stehen insgesamt 115 Millionen Euro zur Verfügung. Die Koordination übernimmt die Nationale Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NOW).^[29] Folgende Modellregionen werden gefördert^[30] (BMVBS):
   • Hamburg^[31]
   • Bremen/Oldenburg
   • Rhein-Ruhr (mit Kompetenzzentren Aachen und Münster)
   • Rhein-Main^[32]
   • Sachsen (mit Schwerpunkten Dresden und Leipzig)^[33]
   • Stuttgart
   • München
   • Berlin-Potsdam^[34] (siehe auch: BeMobility)
10. Batterietestzentrum (Zellen, Batterien, Systeme, Crashverhalten) für Zellen, Batterien, Systeme (BMVBS)
11. Forschung und Entwicklung für eine Pilotanlage im Bereich Recycling von Lithium-Ionen-Traktionsbatterien (BMU)
12. Hybridbusse für einen umweltfreundlichen ÖPNV (über KfW) Kleinflotten von mindestens 10 Bussen bei kommunalen Verkehrsbetrieben (BMU)
13. Aufbau von 25 Pilot-Wasserstofftankstellen (BMVBS)
14. Modellvorhaben zu „Mobil mit Biomethan“ (Demonstration der gesamten Bereitstellungskette zur Produktion und Nutzung von Biomethan als Kraftstoff inkl. systemanalytischer Begleitforschung) (BMELV)
15. Errichtung einer Pilot-Synthese-Anlage zur Herstellung hochwertiger synthetischer Kraftstoffe („Bioliq“ beim Forschungszentrum Karlsruhe) (BMELV)

Im September 2009 eröffnete Bundesforschungsministerin Annette Schavan das Forum Elektromobilität als Teil der Systemforschung Elektromobilität der Fraunhofer-Gesellschaft.^[35] Das Forum soll die Forschung der 33 beteiligten Fraunhofer-Institute in Zusammenarbeit mit Industriepartnern bündeln. Die Schaltstelle der Fraunhofer Systemforschung soll Darmstadt werden.^[36] Die Förderung des Vorhabens erfolgt bis 2011 durch 30 Millionen Euro aus dem Konjunkturpaket II.^[37] Dies stellt den ersten Umsetzungsschritt des Nationalen Entwicklungsplans Elektromobilität dar.

Der eNOVA Strategiekreis Elektromobilität, ein Zusammenschluss von großen deutschen Unternehmen der Schlüsselbranchen Automobil, Batterien, Halbleiterkomponenten, Elektrotechnik und Materialien für den Leichtbau hat im Februar 2011 eine Roadmap vorgelegt,die die Schwerpunkte von Forschung und Entwicklung für das Gesamtsystem Elektrofahrzeug und dessen Schnittstellen zum Stromnetz benennt und in den Kontext der zu erwartenden Technologieentwicklungen einordnet.^[38]

Die technischen Normen für die Elektromobilität werden in den Arbeitsgruppen der DKE/VDE zusammengefasst, die in der Übersicht der Standardisierung und Normung in der Elektromobilität weite Bereiche von der Fahrzeugtechnik über Ladestationen bis zu Intelligenten Stromnetzen abdeckt.

Eine Studie berechnete 2010 die Kosten für die Markteinführung von einer Million Elektrofahrzeuge, wie von der Bundesregierung angestrebt. Bis 2020 fallen demnach Mehrkosten zwischen 0,8 und 2,7 Milliarden Euro an – abhängig von der zukünftigen Entwicklung von Ölpreisen und Batteriekosten, so das Forschungsnetzwerk Energie Impuls OWL. Den Forschern zufolge sind auch in Zukunft unterschiedliche Fahrzeugtypen notwendig, um die Mobilitätsbedürfnisse zu erfüllen – vom Leichtfahrzeug über den Familienwagen, bis zum Elektro-Bus. Zwischen den Fahrzeugklassen variieren die Mehrkosten deutlich. Laut Studie entscheiden die Batterie- und die Energiekosten über die Entwicklung der sogenannten Differenzkosten zwischen Elektroautos und Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor. Je stärker die Batteriekosten sinken und je schneller gleichzeitig die Preise für Erdöl steigen, desto geringer fallen die Mehrkosten für Elektrofahrzeuge aus. Sinkt der Batteriepreis bis zum Jahr 2020 auf 300 Euro je Kilowattstunde Speicherkapazität und steigt die Erdölnotierung gleichzeitig auf 200 US-Dollar je Barrel Rohöl, rentieren sich alle elektrischen Fahrzeugklassen. Die Aufwendungen für die Batterie werden selbst bei steigenden Strompreisen durch Einsparungen an der Zapfsäule ausgeglichen. In diesem günstigsten Szenario beschränken sich die Mehrkosten der ersten Million Elektrofahrzeuge auf 0,8 Milliarden Euro. Wird die E-Fahrzeugflotte ausschließlich mit Strom aus Erneuerbaren Energien betrieben, rechnen die Forscher mit 2,1 Millionen Tonnen weniger Treibhausgasen im Jahr 2020. ^[39]

Am 16. Mai 2011 hat die Nationale Plattform Elektromobilität ihren zweiten Zwischenbericht^[40] veröffentlicht, woraufhin die Bundesregierung zwei Tage später, am 18. Mai 2011, ein Nationales Regierungsprogramm Elektromobilität^[41] veröffentlicht hat.

Österreich

Polizei-Elektroauto im Programm "VLOTTE"

In Österreich wurden 2009 drei Programme zu Energieforschung, Automobilentwicklung und Marktvorbereitung begonnen. Jährlich wollen das Ministerium für Umwelt und das für Verkehr, Innovation und Technologie (BMVIT) 150 Mio. € an Fördergeldern bereitstellen. Der Schwerpunkt liegt auf R&D-Projekten und Prototypen der Elektromobilität.^[42] Im Rahmen des Programms des Klima- und Energiefonds wurde 2010 die Förderung zweier weiterer Forschungsprojekte „Technologische Leuchttürme der Elektromobilität“ beschlossen. Auch die 2009 gestarteten Modellregionen "VLOTTE" in Vorarlberg und "ElectroDrive" in Salzburg werden fortgesetzt. 2009 wurde auch die Initiative e-connected für Elektromobilität und nachhaltige Energieversorgung gegründet. Die Initiative soll allen potentiellen Marktteilnehmern Information bereitstellen und Erfahrungsaustausch erleichtern. Neben der Website www.e-connected.at werden Informationen zur Elektromobilität präsentiert. Mehrere Expertengruppen arbeiten an Lösungsansätzen zur Einführung der Elektromobilität. Neben den durch nationale Fördermittel errichteten Modellregionen hat sich in Kärnten eine Initiative Namens „Lebensland Kärnten“ gebildet. Treibende Kraft in dieser Initiative ist die Kärntner Landesregierung. „Lebensland Kärnten“ schafft es seit Herbst 2008 Schritt für Schritt den Markt für die aufkommende Elektromobilität zu bereiten. Erste messbare Erfolge waren über 14% Marktanteil bei Mopedneuanmeldungen für elektrisch betriebene Mopeds im Jahr 2009. 2010 ist der Gesamtumsatz im Handel im Sektor Elektromobilität alleine in Kärnten auf weit über € 2.000.000,- gestiegen. Es wurde eine Website ^[43] eingerichtet auf der versucht wird alle relevanten Informationen für den Endkunden aufzubereiten. Für 2010 sind von Seiten des BMVIT zusätzlich 60 Millionen Euro an Fördergeldern vorgesehen, zwei Drittel davon fließen in neue Technologien, mit Schwerpunkt E-Mobilität, Hybridtechnologie, Materialforschung und Batterietechnologie.

Schweiz

Transfer von Gepäck und Touristen in Zermatt mit Elektrofahrzeugen

Elektromobilität wird in der Schweiz seit 1994 propagiert, als in der Gemeinde Mendrisio die Gründung die grösste europäische Modellregion gegründet wurde. Von 1994 bis 2001 wurden dort über 400 Elektrofahrzeuge in den Markt eingeführt, zwei Drittel davon für den privaten Gebrauch.

Nicht damit verglichen werden können eine Reihe von Orten, in denen Kraftfahrzeuge mit Verbrennungsmotoren nicht zugelassen sind und die oft als autofrei bezeichnet werden. Dazu zählen die schweizerischen Orte Braunwald, Gimmelwald, Mürren, Niederrickenbach, Riederalp, Saas-Fee, Stoos, Wengen BE und Zermatt. Auch übernachtende Gäste, welche mit dem Auto anreisen, müssen das Auto vor den Orten stehen lassen. Hier verkehren Elektrofahrzeuge aber auch Traktoren und Maschinen mit Verbrennungsmotoren sowie weitere Ausnahmen (Arzt, Feuerwehr, Müllabfuhr etc.), jedoch kein motorisierter Individualverkehr.

alpmobil- elektrisch unterwegs in den Alpen

In der Schweiz fehlt eine eigene Automobilindustrie, weswegen die öffentliche Hand, namentlich der Bund, eine deutliche Zurückhaltung in Fragen der Subventionierung oder Förderung der Elektromobilitätübt ausübt. 2010 startete mit dem Projekt „alpmobil“ ein weiteres Praxisprojekt, bei welchem sich Urlauber tageweise für 70 Franken ein Elektroauto mieten und so die Region elektrisch erkunden konnten. Nutzer machten ihre ersten Erfahrungen mit der Elektromobilität, die Anbieter sammelten Informationen über mögliche Hindernisse und Schwierigkeiten. Dass im Ergebnis 80% der Kunden mit dem Angebot zufrieden waren zeigt, dass die Akzeptanz für Elektroautos hoch und trotz mancher Pannen die Qualität der Testautos, hier waren es die Kleinwagen Think, sogar in einer Bergregion ausreichend ist.

Sie wollen sich für die Elektromobilität einsetzen: Erstunterzeichner der Charta von Luzern

Um diese Akzeptanz weiter zu erhöhen, engagieren sich mittlerweile eine Reihe von Verbänden und Interessensgruppen für die Elektromobilität. So steigt der schweizweit grösste Lebensmittelhändler Migros mit der Eröffnung eines Info- und Serviceladen, dem m-way, in die Elektromobilität ein. Oder “eShare” bietet als erstes Carsharing-Angebot der Schweiz Elektrofahrzeuge für Privatkunden an, die für ca. 5 CHF pro Stunde ein Elektroauto mieten können. Verpflichtung für die Unterzeichnung der „Luzern Challenge“ ist ein nachweisbarer Beitrag zur Realisierung der Elektromobilität in einem bestimmten Zeitraum. Zum Beispiel sollen bis im Jahr 2020 alle Zwei- und Dreiradfahrzeuge sowie ein Grossteil der Lieferfahrzeuge der Schweizerischen Post elektrisch betrieben werden.

Europäische Union

Batterie-Paket des Nissan Leaf

Die Europäische Kommission misst der Elektromobilität im Rahmen der Green-Cars-Initiative des European Economic Recovery Plan Bedeutung bei. Bis 2013 sollen gemeinsam mit der Industrie eine Milliarde Euro für Forschung und Entwicklung für dieses Thema bereitgestellt werden. Es wurde ein Ad-hoc-Beratungsgremium geschaffenen, dem Vertreter der beteiligten Generaldirektionen der Europäische Kommission sowie der europäischen Technologieplattformen European Road Transport Research Advisory Council (ERTRAC), European Technology Platform on Smart Systems Integration (EPoSS) und SmartGrids angehören. Diese und die Interessensverbände der Automobilhersteller und -zulieferer (EUCAR) und European Association of Automotive Suppliers (CLEPA) haben Vorschläge für die Ausgestaltung der Green-Cars-Initiative unterbreitet^[44][45], veranstalten zusammen mit der Europäischen Kommission Expertenworkshops z.B. zu den Themen Batterien ^[46][47] oder Systemintegration und E/E-Architektur des Elektrofahrzeugs ^[48], und haben eine Roadmap der Europäischen Industrie erstellt.^[49] Es wird eine Verzahnung der Förderungsaktivitäten in Deutschland und Europa angestrebt.^[50]

In der ersten Ausschreibungsrunde der European Green-Cars-Initiative, für welche am 14. Januar 2010 (für das ICT-Arbeitsprogramm am 3. November 2009) Einsendeschluss war, lag der Schwerpunkt im Bereich der Speicherzellen sowie der Entwicklung von Komponenten und Nebenaggregaten und deren Integration in das Fahrzeug. Das erste geförderte Projekt dieser Runde, eine Coordination Action mit dem Titel "Information and Communication Technologies for the Full Electric Vehicle" (ICT4FEV)^[51], startete am 1. Mai.

Die Ausschreibungen der zweiten Runde, mit Einsendeschluss Ende 2010, wurden im Juli 2010 veröffentlicht ^[52].

Frankreich

Die französische Regierung hat am 9. Februar 2009 den „Pacte Automobile“^[53] veröffentlicht, in welchem sie ihre Absichten und Ziele in der Entwicklung der Elektromobilität konkretisiert. Neben der Gründung einer Arbeitsgruppe zum Ausbau der Infrastruktur enthält das Papier konkrete Zahlen zu den geplanten Fördergeldern. Es sollen insgesamt 250 Mio. € an Krediten für die Entwicklung „grüner Produkte“ bereitgestellt werden, außerdem wurden sofort 50 Mio. € in den „fonds démonstratuer“ gezahlt, welcher bis 2012 insgesamt 400 Mio. € für die Entwicklung von Prototypen und Vorführmodellen von Elektroautos bereitstellen soll.^[54] Eine erste Ausschreibung des Fonds wurde bereits abgeschlossen, hier wurden 11 Projekte mit insgesamt 57 Mio. € unterstützt. Die Bewerbung zu einer zweiten Ausschreibung endete im Juni 2009. Zusätzlich unterstützt die französische Regierung den Kauf von Elektroautos mit einem Bonus von 5000 € beim Erwerb eines Autos mit weniger als 60 g/km CO₂-Ausstoß. Als Ziel bis 2012 wurde die Zahl von 100.000 Elektroautos auf französischen Straßen gesetzt. Am 1. Oktober 2009 präsentierte das Ministerium für nachhaltige Entwicklung einen nationalen Plan zur Entwicklung "sauberer" Autos.^[55] Dieser beinhaltet ein Budget von 1,5 Mrd. €, welches von staatlicher Seite bis 2020 in 14 Projekte investiert werden soll. Zusammen mit der Beteiligung von Automobilherstellern und -zulieferern werden Investitionen in Höhe von 4,75 Mrd. € bis 2020 angestrebt.^[56] Neben den bereits zuvor angekündigten Plänen, wie z.B. der staatlichen Beteiligung beim Bau einer Batteriefabrik nahe Paris durch Renault, wurden neue Ziele gesetzt und bestehende konkretisiert. Ein Schwerpunkt liegt bei der Entwicklung einer Norm für Ladesysteme und dem Ausbau der Ladeinfrastruktur, wobei lediglich 10 % der Lademöglichkeiten an öffentlichen Orten zu finden sein sollen, die restlichen 90 % sollen sich zu Hause und am Arbeitsplatz befinden. Zu deren Entwicklung wurden weitere Ausschreibungen in naher Zukunft angekündigt. Außerdem wurde die Anschaffung von 100.000 Elektrofahrzeugen durch staatliche und private Unternehmen bis 2015 beschlossen. Als Ziel des Plans sieht die französische Regierung die Zahl von 2 Mio. Elektroautos auf französischen Straßen im Jahr 2020.^[57]

Großbritannien

In Großbritannien unterstützt die “Low Carbon Vehicles Innovation Platform“ des Technology Strategy Board Forschung-, Entwicklungs- und Demonstrationsprojekte zur Elektromobilität. Inzwischen wurden mehrere Ausschreibungen, wie zum Beispiel Ende Februar 2009 für kosteneffektivere und leistungsstärkere Hybrid- und Elektrofahrzeuge in Höhe von 10 Mio. ₤, veröffentlicht.^[58]

Italien

Anfang 2009 hat das Wirtschaftsministerium Italiens 180 Mio. € im Rahmen des Industria 2015^[59] Projekts bereitgestellt. Hier soll Mobilität im Allgemeinen, vor allem aber das Elektroauto gefördert werden.

Portugal

In Portugal liegt ein Schwerpunkt der Förderung von Elektromobilität beim Aufbau einer landesweiten Ladeinfrastruktur. Hierzu wurde 2010 das Projekt Mobi.E gestartet, das durch einen marktorientierten und nutzungsnahen Open-Access-Ansatz private Investoren die Errichtung von öffentlich zugänglichen Ladeanschlüssen erleichtern soll.^[60] Die Anschlüsse unterschiedlicher Anbieter sind durch eine universelle Smart Card nutzbar, die der Kunde im Einzelhandel erwerben kann. Bis Mitte 2011 sollen rund 1.300 Ladestationen und 50 Schnellladestationen errichtet werden.^[61]

Spanien

Ladestation in Barcelona 2011

In Spanien soll das Pilotprojekt Movele des Instituts für Energiediversifizierung und –Speicherung (IDEA)^[62] und das spanischen Wirtschafts- und Tourismusministerium die technische, wirtschaftliche und energietechnische Umsetzbarkeit von Elektroautos demonstrieren. Bis 2014 sollen hier eine Million Elektroautos auf den Straßen zu finden sein. 2009 / 2010 werden 10 Mio. € zur Einführung von 2000 Elektroautos und 500 öffentlichen Aufladestationen bereitgestellt.

Schweden

Das schwedische Verkehrsministerium hat zusammen mit der Energiebehörde und Vinnova das Joint Vehicle Research Programme in Form einer Private Public Partnership (PPP) ins Leben gerufen. Von 2009 bis 2013 sollen hier jährlich 90 Mio. € zur Entwicklung zukunftsorientierter Technologien in den Bereichen Sicherheit, Umwelt und Verkehrsfluss investiert werden.^[63]

USA

Das amerikanische Energieministerium (DOE) stellt im Rahmen des „American Recovery and Reinvestment Act“ (ARRA) 2,4 Mrd US$ zur Unterstützung der Entwicklung elektrischer Fahrzeuge bereit, darunter 1,5 Mrd US$ für Forschung und Entwicklung im Bereich der Akkumulatoren. Damit sollen die Meilensteine eines fünfjährigen Entwicklungsplan erreicht werden, der auf die Verdoppelung der Energiedichte, Verdreifachung der Lebensdauer und eine Kostensenkung von 30 % für Akkus abzielt und nach dem bis 2015 eine Million Plugin-Hybrid- und Elektrofahrzeuge auf Amerikas Straßen fahren sollen. Anfang August 2009 gab das DOE eine Liste von 48 Projekten bekannt, die mit diesen Mittel gefördert werden sollen.^[64]

Japan

Das japanische Ministerium für Wirtschaft, Handel und Industrie (METI) hat eine Roadmap für Fahrzeugakkus erstellt, die auf eine Verdreifachung der Energiedichte und eine Kostensenkung auf 20 % des heutigen Niveaus innerhalb der nächsten zehn Jahre abzielt. Dies soll durch eine enge Zusammenarbeit zwischen Industrie, Regierung und Universitäten geschehen. Bei der Umsetzung der Akkuforschungsziele spielt Japans „New Energy and Industrial Technology Development Organization“ (NEDO) eine Schlüsselrolle. NEDO leitet u.a. das für den Zeitraum 2007 bis 2011 angelegte Projekt „Development of High performance Battery Systems for Next-generation Vehicles“ (Li-EAD) und hat im Frühjahr 2009 mit 22 Partnern aus Industrie und Forschung ein Programm gestartet, dessen Ziel es ist, die Energiedichte von Li-Ionen-Akkus für Elektrofahrzeuge auf das Fünffache des heute erreichbaren Stands zu erhöhen. Dazu wurde an der Universität Kyoto ein gemeinsames Forschungszentrum eingerichtet.^[65]

China

Laut einer Veröffentlichung des Argonne National Laboratory^[66] macht China derzeit große Fortschritte im Bereich der Lithium-Ionen-Technologie. Die chinesische Regierung hat ein Programm zur Gewinnung von Joint-Venture-Partnern und anderen Kooperationen ausländischer mit chinesischen Unternehmen gestartet, zusätzlich bietet sie inländischen Unternehmen Prämien und Kapital zur Herstellung von Lithium-Ionen-Akkus für alle Anwendungsgebiete. Bereits mehr als 40 Unternehmen haben mit der Produktion von z.B. LiMn2O4-, LiCoO2- und LiFePO4-Kathoden begonnen, wobei sie Energiedichten von 130 Wh/kg erreicht und die Kosten im Vergleich zum amerikanischen und europäischen Markt auf etwa 1/3 gesenkt haben.

Einzelnachweise

1. ↑ Elektrofahrzeuge derzeit einfach nicht gefragt, alternativ-fahren.de 12. Oktober 2011
2. ↑ Bulander R.: Antriebsstrangvielfalt und Elektrifizierung - Herausforderungen und Chancen für die Automobilindustrie. Fachkonferenz für Betriebsrätinnen und Betriebsräte der Automobilindustrie, Robert Bosch GmbH, 2010
3. ↑ http://www.bmu.de/verkehr/elektromobilitaet/doc/44798.php , abgerufen am 9. November 2011
4. ↑ http://www.allianz-pro-schiene.de/presse/pressemitteilungen/2010/21-gipfel-elektromobilitaet-schienenbranche/ , abgerufen am 29. Juni 2010
5. ↑ scinexx: "Ökobilanz von Akkus besser als gedacht"
6. ↑ Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr: Strom aus der Straße - Vision berührungslose Energieversorgung von Elektroautos
7. ↑ Vergleich der beiden Steckersysteme
8. ↑ F. Schüth: MPI Kohleforschung, EPJ ST 176, 155 (2009)
9. ↑ Anhang zum zweiten Bericht der Nationalen Plattform Elektromobilität, S. 29
10. ↑ Koordinierungsstelle der Industrie (Stand 11/2010)
11. ↑ Nationaler Entwicklungsplan Elektromobilität
12. ↑ Zwischenbericht der NPE
13. ↑ Integriertes Energie- und Klimaprogramm (IEKP)
14. ↑ Nationale Strategiekonferenz Elektromobilität
15. ↑ „Lithium Ionen Batterie LIB 2015“
16. ↑ Elektromobilität im Rahmen des Konjunkturpakets II
17. ↑ VDI/VDE-IT: Projektträger Elektromobilität
18. ↑ PT-DLR: Projektträger Elektromobilität
19. ↑ IKT für Elektromobilität
20. ↑ MeRegioMobil (offizielle HP)
21. ↑ MeRegioMobil (KIT Forschungsprojekt-Seite)
22. ↑ eE-Tour Allgäu
23. ↑ Future Fleet
24. ↑ GridSurfer
25. ↑ Harz.EE-mobility
26. ↑ Smart Wheels
27. ↑ BMU: Flottenversuch zur Elektromobilität
28. ↑ BMVBS: Startschuss für "Modellregionen Elektromobilität in Deutschland"
29. ↑ NOW GmbH: "NOW setzt Bundesprogramm 'Modellregionen Elektromobilität' um"
30. ↑ BMVBS: Modellregionen Elektromobilität
31. ↑ "Hamburg wird Modellregion für Elektromobilität", Behörde für Stadtentwicklung und Umwelt Hamburg vom 2. Juni 2009
32. ↑ "Elektromobilität: Modellregion Rhein-Main", Frankfurter Rundschau vom 1. Juni 2009
33. ↑ "Unter Strom: Sachsen wird Modellregion für Elektromobilität", Leipziger Internetzeitung vom 3. Juni 2009
34. ↑ Berliner Zeitung: Der Bund und der Senat wollen den Berliner Straßenverkehr "elektrisieren" Artikel vom 31. August 2009
35. ↑ Forum-Elektromobilität, unterstützt vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
36. ↑ Echo Online: Darmstadt. Schaltstelle für "Systemforschung Elektromobilität" vom 24. September 2009
37. ↑ Annette Schavan: "Elektromobilität hat jetzt eine Adresse", Informationsdienst Wissenschaft, Pressemitteilung vom 9. September 2009
38. ↑ Whitepaper: Eckpunkte der F&E Roadmap des eNOVA Strategiekreises Elektromobilität
39. ↑ www.unendlich-viel-energie.de/de/verkehr
40. ↑ Zweiter Zwischenbericht der Nationalen Plattform Elektromobilität
41. ↑ Nationales Regierungsprogramm Elektromobilität vom 18. Mai 2011
42. ↑ Der Österreichische Klimafonds
43. ↑ Lebensland.com
44. ↑ EPoSS Strategy Paper "Smart Systems for the Full Electric Vehicle"
45. ↑ ERTRAC/EPoSS Strategy Paper "The Electrification Approach to Urban Mobility and Transport"
46. ↑ Report on Joint EC/EPoSS/ERTRAC Expert Workshop 2009: Batteries and Storage Systems for the Electric Vehicle
47. ↑ Joint EC / EPoSS / ERTRAC Expert Workshop 2010 "Electric Vehicle Batteries Made in Europe"
48. ↑ Joint EC / EPoSS / ERTRAC Expert Workshop 2011 "Electric Vehicle System Integration and Architecture"
49. ↑ European Roadmap Electrification of Road Transport
50. ↑ VDI/VDE-IT Informationstag European Green Cars Initiative
51. ↑ Informationen zum ersten europäischen Projekt ICT4FEV
52. ↑ Calls for Proposals 2010 der European Green Cars Initiative
53. ↑ Pacte Automobile
54. ↑ Fonds Démonstrateur
55. ↑ Bericht auf der offiziellen Ministeriumsseite
56. ↑ Präsentation der Ergebnisse der Arbeitsgruppe
57. ↑ Presseerklärung des Ministeriums zum Entwicklungsplan
58. ↑ Technology Strategy Board
59. ↑ Industria 2015 Projekt
60. ↑ Internetseite des Projekts Mobi.E (engl./pt.)
61. ↑ Bundesverband eMobilität: Neue Mobilität, Nr. 2, Januar 2011, S. 101. (Online-Ausgabe)
62. ↑ IDEA
63. ↑ Vinnova
64. ↑ 48C? Pressemitteilung auf der Webseite des DOE
65. ↑ Englische Webseite des METI
66. ↑ Argonne National Laboratory

Weblinks

Projekte:

• Berliner Agentur für Elektromobilität
• Modellregion Elektromobilität Rhein-Ruhr
• Modellregion Elektromobilität Region Stuttgart
• Modellregionen Elektromobilität in Deutschland (NOW)
• Modellregion Elektromobilität Bremen/Oldenburg
• Modellregion eE-Tour Allgäu - effiziente Elektromobilität und Tourismus
• Smart Wheels - intelligente Elektromobilität in der Modellregion Aachen
• ladenetz.de - Stadtwerke Kooperation für Elektromobilität
• Park & Charge Stromtankstellen
• Das LemNet - die Stromtankstellenliste europäischer Stromtankstellen, mit Schwerpunkt im deutschsprachigen Raum, mit Listen, interaktiven Karten, google-maps und POI Daten für gängige Navigationsgeräte sowie Apps für Android Smartphones
• EMobile plus solar - Das Fachmagazin für Elektrofahrzeuge und solare Mobilität
• Die homepage des Bundesverbandes Solare Mobilität, mit aktuellen erhältlichen Fahrzeugen und mehr

Allgemeine Informationen:

• Artikel über Elektromobilität
• CleanTech Studienreihe: eMobilität, Kostenlose Studie im Download, 2010 - PDF 10.6 MB.

Interessenvertretungen, Politik:

• Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung
• Bundesverband eMobilität e.V.
• Vernetzung, Nachrichten und mehr beim Bundesverband Solare Mobilität e.V.
• European Green Cars Initiative
• Forum Elektromobilität e.V.
• Nationaler Entwicklungsplan Elektromobilität der deutschen Bundesregierung (pdf, 258kb)
• eNOVA Strategiekreis Elektromobilität
• Verband der Automobilindustrie (VDA) e.V. - Elektromobilität. Eine Alternative zum Öl
• Zweiter Bericht der Nationalen Plattform Elektromobilität vom 16. Mai 2011 (pdf, 1.021kb)

Kritik:

• Elektromobilität: Eine Kritik des BUND und der Umweltverbände