Elektroautos: Innovative Technik für umweltfreundliche Mobilität

Verbrauchs- und geräuscharm, umweltfreundlich und innovativ: Die Anzahl an Elektrofahrzeugen in der Schweiz, aber auch die der Elektrofahrzeuge weltweit steigt stetig! Wir informieren über die Vor- und Nachteile von elektrischen Autos, ihre Betriebsweise und ihren Verbrauch. Zudem geben wir Antworten auf Fragen, die sich Interessierte vor der Anschaffung eines E-Autos stellen, etwa zu Herstellern und Preisen.

Elektroautos: Definition und Funktionsweise

Elektroautos oder eAutos sind Kraftfahrzeuge, die mithilfe von Elektromotoren angetrieben werden. Die dafür benötigte Energie erzeugt in der Regel eine wiederaufladbare Batterie. Die internationale Bezeichnung für Elektroautos ist (Battery) Electric Vehicle, kurz (B)EV. Per Definition werden elektrische Autos ausschliesslich von einem Elektromotor, einem sogenannten Akkumulator, angetrieben. Auf dem Markt sind aktuell auch sogenannte Hybride stark verbreitet, die zusätzlich zum elektrischen Akkumulator über einen klassischen Verbrennungsmotor verfügen.

Die Vor- und Nachteile von Elektroautos auf einen Blick

Emissions-, geräusch- und verschleissarm, günstig im Verbrauch und in der Wartung: Viele Vorteile sprechen für Autos mit Elektroantrieb. Ihnen gegenüber stehen unter anderem die noch relativ hohen Anschaffungskosten, die allerdings durch diverse Fördermöglichkeiten begünstigt werden. Wir haben hier für euch die Vor- und Nachteile von E-Autos zusammengetragen:

Vorteile

Umweltfreundlich
Durch den elektrischen Antrieb fahren E-Autos lokal emissionsfrei, d. h. sie produzieren kein umweltschädliches Kohlenstoffdioxid (CO2). Stammt der zum Laden des Akkus genutzte Strom aus erneuerbaren Energien, fährt das Elektroauto – abzüglich der Ressourcen, die bei der Fahrzeugherstellung aufgewendet werden – sogar vollständig emissionsfrei.

Geringere Betriebs- und Unterhaltskosten
Elektroautos sind sowohl verbrauchs- als auch wartungsarm. Im Vergleich zu Benzinern damit auf lange Sicht sparsamer , auch wenn ihre Anschaffung aktuell noch mit höheren Kosten verbunden ist als die eines herkömmlichen Wagens. Eine Stromladung für ca. 100 km kostet nur rund die Hälfte dessen, was ein motorbetriebenes Auto auf derselben Strecke kostet. Lädt das E-Auto an der heimischen Wallbox, so kostet der Strom nochmals deutlich weniger. Durch den geringeren Verschleiss fallen bei E-Autos zudem geringere Wartungs- und Servicekosten an. Elektroautos erfahren in ganz Europa steuerliche Vergünstigungen.

Gutes Fahrgefühl, hohe Dynamik
Bedingt durch die Funktionsweise des Antriebs liegt bei Elektroautos direkt das volle Drehmoment an. Daher fahren sich auch kleinere E-Autos sehr spritzig und dynamisch. Fahrgeräusche als auch -vibrationen fallen geringer aus, als bei Autos mit Verbrennungsmotor. Dank der sogenannten Rekuperation (der Bremskraftrückgewinnung), durch die sich der Akku im Fahrbetrieb selbst wieder auflädt, fahren E-Autos bremsarm. Besonders im Stop-and-Go-Verkehr ist das sogenannte „One-Pedal-Feeling” ein angenehmer Nebeneffekt: Sobald der Fahrer den Fuss vom Gaspedal nimmt, verzögert das Fahrzeug dank der Rekuperation so stark, dass Bremsen mitunter gar nicht mehr nötig ist. Geübte Elektroauto Fahrer fahren daher die meiste Zeit ohne die Betätigung der Bremse.

Umweltfreundlicher & unabhängig von Kraftstoffpreisen
Fahrzeuge, die mit Strom statt Benzin oder Diesel betrieben werden, fahren nicht nur umweltschonender, sondern auch unabhängig von steigenden Kraftstoffpreisen. Durch die Rekuperation wird zudem kostenlos Energie beim Bremsen zurückgewonnen. Für den Ablauf ausgedienter Elektroauto-Batterien werden derzeit verschiedene Szenarien genutzt. Dabei werden diese Batterien in einem sogenannten ’second-life‘ vermehrt als mobile Speicher für Sonnen- und Windenergie weiterverwendet. Somit könnten Elektroautofahrer ihren eigenen Strom produzieren oder ihn bei Bedarf zurück ins Netz speisen. Aber auch die Verwertung der ‚alten‘ Batterien ist inzwischen ökonomisch sinnvoll, die Rohstoffe werden sondiert und können weiter verwendet werden. In mehreren Ländern werden Batterie-Recycling Fabriken gebaut, Marktführer sind hier Norwegen und Schweden.

Geräuscharm
Statt auf einem Verbrennungsprozess, wie bei Elektromotoren, basiert die Kraftentwicklung bei E-Autos auf Elektromagnetismus. Elektroautos fahren daher geräuscharm – vor allem bei niedrigem Tempo. Damit tragen sie zu einer Reduktion des Verkehrslärms bei, sind jedoch durch das Fehlen des Motorengeräuschs für andere Verkehrsteilnehmer weniger gut hörbar.

Vorreiter & Imageträger
Wer sich ein Elektrofahrzeug anschafft, leistet dank einer modernen und nachhaltigen Lebensführung nicht nur einen aktiven Beitrag zum Klimaschutz. Als „Early Adopter“ sind E-Auto-Fahrer auch gesellschaftliches Vorbild und tragen dazu bei, das Thema Elektromobilität positiv zu besetzen und einer breiten Öffentlichkeit zugänglich zu machen.

Nachteile

Relativ hoher Kaufpreis
Noch sind Elektroautos im Vergleich zu Fahrzeugen mit Benzin- oder Dieselmotor vergleichsweise etwas teuer. Verantwortlich dafür sind vor allem die momentan noch recht hohen Kosten für die Batterien, auch wenn diese in den letzten Jahren bereits um ca. 80 Prozent gesunken sind. Dank laufender Forschungsfortschritte werden die in E-Autos verbauten Akkus jedoch nicht nur immer leistungsfähiger, sondern aufgrund der nachgefragten Menge auch günstiger in der Herstellung. Eine gesteigerte Reichweite sowie ein wettbewerbsfähigerer Anschaffungspreis stellen sich derzeit weltweit auf den Märkten dar.

Geringere Reichweite
Die Reichweite der Elektroautos ist inzwischen vergleichbar den Reichweiten herkömmlicher Verbrennerfahrzeuge. Die Entwicklung der Batterietechnologie hat hier in den letzten Jahren grosse Fortschritte gemacht. Zusätzlich hilft bei den E-Autos die Rekuperationstechnologie, dank derer sich der Akku im Fahrbetrieb selbst wieder auflädt. Aktuell werden in E-Autos vor allem Lithium-Ionen-Batterien verbaut. Die durchschnittliche Reichweite bei Elektroautos beträgt je nach Fahrzeugmodell 300 bis 500 km. Studien zeigen jedoch, dass in der Schweiz pro Tag durchschnittlich nur zwischen 30 und 40 km zurückgelegt werden, so dass die täglich zu nutzende Elektroauto Reichweite heute bereits kein grosses Problem mehr darstellt.

Hohe Batterie-Ladedauer
Die durchschnittliche Ladedauer einer Elektroauto-Batterie kann an der haushaltsüblichen Steckdose bis zu acht Stunden dauern. Empfehlenswert sind Energiespeicher zu Hause, um damit den Ladevorgang Nachts ausführen zu können. Ein flächendeckendes Netz an öffentlichen (Schnell-)Ladestationen schafft zusätzliche Abhilfe. Die Innovationen der Batteriehersteller haben sich soweit entwickelt, dass Batterielaufzeiten von 450.000 km und mehr inzwischen darstellbar sind.

Geringe Batterie-Lebensdauer
Die Lebensdauer der in Elektroautos verbauten Lithium-Ionen-Batterien erschien zunächst begrenzt – im Schnitt hält ein E-Auto-Akku inzwischen mehr als 5.000 Ladezyklen. Wie der Akku im Handy verliert auch die E-Auto-Batterie mit der Zeit an Ladekapazität. Früher oder später macht sich dies an einer abnehmenden Reichweite bemerkbar. Je nach Nutzungsintensität des Fahrzeugs bedeutet dies eine Akku-Lebensdauer von ca. fünf bis zehn Jahren. Die Forschung entwickelt jedoch immer leistungsstärkere Akkus und Batterien, die beispielsweise als externe Stromspeicher für Privathaushalte weiterverwendet werden können.

Wetterfühligkeit
Elektroautos fahren unabhängig von der Wetterlage zuverlässig. Sehr winterliche, d. h. kalte Temperaturen reduzieren jedoch die Kapazität und damit die Reichweite von Elektroauto-Akkus. Auch der Betrieb der Autoheizung im Winter oder der Klimaanlage im Sommer schmälert die Akkuleistung. Im Sommer ist bei besonders heissen Temperaturen die Klimaanlage im Fahrzeug ein echter Leistungsfresser, auch hier ist die Reichweite der E-Autos abhängig davon, ob die Klimaanlage stets angeschaltet ist, oder ob beispielsweise vor der Abfahrt das Elektroauto gekühlt werden kann, während es noch an der Ladestation hängt.

Verfügbarkeit
Der derzeitige Run auf Elektroautos lässt erkennen, dass der Tipping Point für den Durchbruch der Elektroautos erreicht wurde. Durch die verstärkte Nachfrage sind Wartezeiten von bis zu 12 Monaten für neue Modelle an E-Autos durchaus einzuplanen. Sowohl bekannte Hersteller, als auch neue Anbieter bauen innovative E-Autos. Als E-Auto-Vorreiter in der Nutzung in Europa gelten die Niederlande, Norwegen und die Schweiz, aber auch in Deutschland und Österreich erreichen bei den Neuzulassungen E-Autos inzwischen zweistellige Marktanteile. Finanzielle Anreize machen die Anschaffung eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs für viele Käufer interessant.

Wissenswertes zur Geschichte des Elektroautos

Auch, wenn Elektroautos für Innovation im Bereich der Mobilität stehen: Ihre Geschichte reicht viel weiter zurück als man annehmen könnte! Das erste Elektrofahrzeug wurde bereits Mitte des 19. Jahrhunderts im schottischen Aberdeen entwickelt. Damit war sein Erfinder, Robert Anderson, seiner Zeit weit voraus, denn Autos mit klassischem Verbrennungsmotor bevölkerten die Strassen ab dem ausgehenden 19. Jahrhundert. Der erste praxistaugliche, von Carl Benz entwickelte Motorwagen wurde erst 1886 zum Patent angemeldet.

Die Grundlage für den Elektroantrieb legte Michael Faraday im Jahre 1821, indem er bewies, dass durch Elektromagnetismus eine kontinuierliche Rotation erzeugt werden kann. In der Anfangszeit der Kraftfahrzeuge waren Autos mit elektrischem Antrieb ihren dampfbetriebenen Konkurrenten weit voraus und spielten bis ins erste Jahrzehnt des 20. Jahrhunderts eine wichtige Rolle für die Mobilität, insbesondere im Stadtverkehr.

Das erste bekannte Elektroauto aus Deutschland war der Flocken Elektrowagen, der 1888 von der Maschinenfabrik A. Flocken in Coburg entwickelt wurde. Ab ca. 1910 wurden Elektroautos schliesslich zunehmend von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor verdrängt. Gründe dafür waren die im Verhältnis geringere Reichweite von E-Autos sowie das steigende Angebot an billigem Öl für die Herstellung von Vergaserkraftstoffen.

Fast ein Jahrhundert lang fristeten elektrisch betriebene Autos daher ein Nischendasein. Erst ab Ende der 1990er-Jahre wurde wieder verstärkt an neuen Akku-Technologien und Antriebsmöglichkeiten geforscht. Gründe dafür liegen zum einen in der zunehmenden Luftverschmutzung bzw. dem wachsenden Bewusstsein für die Notwendigkeit des Klimaschutzes, zum anderen in der Endlichkeit der Ressourcen, die für die Herstellung von Kraftstoffen für Verbrennungsmotoren benötigt werden.

In den letzten Jahren wurden immer wieder Fragen der Sicherheit von Elektroautos aufgeworfen. Inzwischen haben sich aber bei den Herstellern von Elektroautos signifikante Verbesserungen beim Bau der Elektrofahrzeuge ergeben. Elektroautos sind nicht unsicherer als herkömmliche Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor.

Verbrauch & Wirkungsgrad von Elektroautos

Der Wirkungsgrad beschreibt das Verhältnis der zugeführten Energie zur Nutzenergie. Im Falle von Elektroautos also das Verhältnis zwischen der durch den Akku zur Verfügung gestellten Energie und der entsprechenden Leistung des Fahrzeugs.

• Generell zeichnen sich E-Autos durch einen geringen Energieverbrauch im Verhältnis zu einem hohen Wirkungsgrad aus. Dieser liegt bei E-Autos bei bis zu 90 %, bei Verbrennungsmotoren nur bei ca. 40 %.
• Die Strombetankung eines Elektromotors kostet nur einen Bruchteil dessen, was eine Tankfüllung für eine vergleichbar lange beim Benzin- oder Diesel-Fahrzeug kostet. Verbunden mit der eigenen Wallbox und einer Photovoltaikanlage auf dem heimischen Dach sinken die Stromkosten auf einen Bruchteil und sind zudem mit Ökostrom besonders umweltfreundlich.
• Dem hohen Kaufpreis stehen bei E-Autos daher die deutlich günstigeren Kosten für Unterhalt und Betrieb gegenüber. Durch Rekuperation wird zudem kostenlos Energie beim Bremsen zurückgewonnen.
• Darüber hinaus sind Elektroautos massgeblich verschleissärmer und sparen damit Wartungs- und Servicekosten ein.

Wie gross ist die Reichweite von Elektroautos?

Die Reichweite eines Elektroautos, d. h. die Strecke, die das Auto mit einer Akkuladung zurücklegen kann, hängt von unterschiedlichen Faktoren ab, u. a.

• Fahrt-Geschwindigkeit
• Aussentemperatur
• Fahrstil
• Streckenbeschaffenheit
• eventuelle zusätzliche Strom-Verbraucher wie Heizung oder Klimaanlage

Die Herstellerangabe stellt die optimale Reichweite der Elektroautos dar, die in der Regel jedoch nur unter Laborbedingungen erreicht wird.

Die durchschnittliche Reichweite eines Elektroautos beginnt bei ca 250 km. Viele der E-Autos können nach WLTP Standard inzwischen jedoch deutlich über 400 km mit einer Akkuladung zurücklegen.

Studien belegen, dass in der Schweiz täglich von der Mehrheit der Autofahrer ca. 30 bis 50 km mit dem Pkw zurückgelegt werden. Lediglich 4-5 % der Bevölkerung fahren mehr als 160 km pro Tag. Daher ist die hierzulande teils herrschende „Reichweitenangst“ unbegründet. Letztlich ist es für den Autofahrer zu Beginn eben gewöhnungsbedürftig, anstelle zu einer Tankstelle für das Auffüllen von Benzin oder Diesel, den Ladevorgang für ein eigenes Elektroauto zu planen und zu vollziehen.

Weniger Emissionen, mehr Klimaschutz: Warum Elektroautos umweltfreundlicher als Benziner oder Dieselfahrzeuge sind

Da Elektroautos für den Antrieb keine Emissionen bilden, sind sie deutlich umwelt- und ressourcen-schonender als Autos mit herkömmlichem Verbrennungsmotor. Für ihren Betrieb wird kein Erdöl in Form von Benzin oder Diesel benötigt, folglich wird während der Fahrt auch kein umweltschädigendes CO2 ausgestossen.

Durch die flächendeckende Verbreitung von elektrischen Fahrzeugen liesse sich die gesamte CO2-Bilanz massgeblich verbessern. Doch auch bei der Erzeugung des Stroms, den E-Autos als Antrieb benötigen, sollte ein Umdenken stattfinden, um das Autofahren in Zukunft noch klimafreundlicher zu gestalten. Aktuell wird ein Grossteil des zur Verfügung gestellten Stroms in der Schweiz noch aus Kohle- und Gaskraftwerken gewonnen. Der Anteil erneuerbarer Energien lag in der Schweiz im Jahr 2020 bei rund 76 % – Tendenz weiter steigend.

Herstellung und Recycling von E-Auto-Batterien

Zwar ist die Umweltbelastung durch Elektroautos selbst geringer als durch Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor, allerdings bedarf es für die Herstellung der antreibenden Lithium-Ionen-Akkus eines. In einer Batterie kommen im Durchschnitt rund drei Kilogramm Lithium als Ladungsträger zum Einsatz. Zudem werden Schwermetalle wie Nickel, Mangan und Kobalt als Elektrodenmaterialien verarbeitet.

Gibt es eine Garantie für die Batterie von Elektroautos?

Auch wenn sich in Sachen ‚ReManufacturing‘ und der Weiternutzung von E-Auto-Batterien bereits viel getan hat: Es wird weiter mit Hochdruck daran geforscht, Elektroauto-Batterien möglichst lange nutzbar zu machen bzw. sie umweltfreundlich recyclen und schlussendlich entsorgen zu können. Die Hersteller geben auf die Lebensdauer der verbauten Batterien unterschiedlich lange Garantiezeiten. In der Regel sind das ca. 160’000 Kilometer Laufleistung oder meist 8 Jahre. Anhaltspunkt für die Endlichkeit der optimalen Batterieleistung geben zudem die verbrauchten Kilowattstunden bzw. die gefahrenen Kilometer.

Ein zweites Leben für E-Auto-Akkus als externer Stromspeicher

Mit zunehmender Nutzung sinkt die Ladekapazität der Lithium-Ionen-Akkus, Reichweite bzw. Leistungsfähigkeit des Elektroautos nehmen ab. Autobatterien, deren Ladekapazität bei weniger als 70 bis 80 % liegt, sind für den Gebrauch als Elektroauto-Antrieb nicht mehr effizient genug. Doch sie lassen sich vor der endgültigen Entsorgung auf effiziente Weise anderweitig weiterverwenden, etwa als Speichermedium für Strom aus Wind- oder Solarparks oder als Stromspeicher in Privathaushalten. Bei Bedarf speisen die Akkus den gespeicherten Strom ins Netz zurück. Fachleute gehen von einer erweiterten Lebensdauer von mehr als 20 Jahren aus, bereits heute werden E-Autos mit Batterieleistungen von mehr als 400’000 km Laufleistung gezählt.

Elektroauto-Kauf: Überblick über Hersteller, Preise und Kosten

Mehr und mehr Autofahrer erwägen im Zuge des wachsenden Klima-Bewusstseins den Kauf eines Elektroautos. Umfragen zufolge ist jeder dritte Autobesitzer in Europa inzwischen dazu bereit, auf ein Elektroauto umzusteigen. Noch liegen die Preise für Elektroautos etwas über dem Niveau von Pkws mit Verbrennungsmotor. Mit wachsender Attraktivität umweltfreundlicher Fortbewegung steigt die Nachfrage nach batteriebetriebenen Fahrzeugen, was die Preise für Elektroautos auf Dauer senken wird. Während Hersteller wie Tesla, Porsche oder Audi zunächst ihre hochpreisigen Fahrzeuge als E-Autos ausrüsteten, finden wir heute in der Schweiz Elektroautos in allen Preissegmenten im Markt.

Der Ausbau der Ladeinfrastruktur in der Schweiz wird zusätzlich zu einer Beschleunigung der Akzeptanz von E-Autos führen. Durch den Betrieb der E-Autos mit nachhaltigem Strom ist das Image der E-Autos sehr positiv und cool besetzt.

Strom, Steuer, Wartung: Diese Kosten fallen bei Elektroautos an

In der Anschaffung momentan noch etwas teurer, im Verbrauch jedoch bereits günstiger als Benziner- oder Diesel-Fahrzeuge: E-Autos gehört die Zukunft. Durch die sinkenden Preise für die Herstellung der Akkus wird sich Elektromobilität zukünftig auch für die breite Masse lohnen.

• Lagen die Kosten für die Ladung einer E-Auto-Batterie im Jahr 2017 noch bei ca. 180 CHF pro Kilowattstunde, soll der Preis bis 2030 auf unter 50 CHF pro Kilowattstunde sinken. Entsprechend wird auch der Anteil der aktuell hohen Batteriekosten an den Gesamtkosten eines Elektroautos deutlich sinken.
• Anders als bei Autos mit Verbrennungsmotor gibt es bei Elektroautos kaum Verschleissteile – Kosten für Öl-, Filter- oder Zündkerzenwechsel entfallen. Die Bremsbeläge verschleissen deutlich langsamer. Empfohlen wird einmal im Jahr eine Inspektion beim Hersteller. Die Wartungskosten bei E-Autos fallen jedoch etwa um ein Drittel geringer aus als bei Benzinern oder Diesel-Fahrzeugen.
• Ein Kostenfaktor, der früher oder später ins Gewicht fällt, ist der Akku. Viele Hersteller wie BMW oder Toyota rechnen derzeit bei einer jährlichen Fahrleistung von rund 20’000 km mit einer Akku-Lebensdauer von 10 bis 15 Jahren.
• Die Versicherungskosten für Elektroautos staffeln sich nach Regionalklassen, Schadenfreiheit und anderen individuellen Merkmalen. Einige der Versicherer bieten inzwischen besondere Tarife für die Policen der E-Autos an. So hat sich in den vergangenen Jahren in der Praxis herausgestellt, dass die Fahrer von E-Autos umsichtiger und langsamer unterwegs sind und von daher weniger Unfälle verursachen.
• Am günstigsten laden Stromer in der Regel an der heimischen Steckdose oder der Wallbox. Ist der Verbrauch bekannt, ist die Berechnung der Strom-Kosten auf 100 km einfach: So liegt der Verbrauch beim Nissan Leaf beispielsweise bei etwa 15 kWh pro 100 km. Bei einem Strompreis von 21 Rappen/kWh liegen 15 kWh preislich bei 3.15 CHF – und damit deutlich weniger, als ein Fahrzeug mit Benzin- oder Dieselmotor auf derselben Strecke an Kraftstoff verbrauchen würde.