Elektrisch auf Strecke

Die Vokabel „Reichweitenangst“ ist ein Substantiv, das noch vor 15 Jahren wohl noch niemand kannte. Von Köln nach München fahren? Kein Problem, ein bis zwei Mal Halt an der Zapfsäule machen – und binnen fünf Minuten hat die Pumpe an der Säule wieder so viel Kraftstoff in den Tank befördert, dass man locker 400 bis 600 Kilometer zurücklegen kann. Von solchen Werten träumen Fahrer rein elektrisch betriebener Fahrzeuge noch. Es gibt bereits Firmen, die Batterien im Forschungsstand mit einer Ladeperformance von realen 900 kW handhaben. Das wäre mehr als die dreifache Geschwindigkeit verglichen mit den höchsten heute im realen Betrieb erreichten Ladezeiten. Doch gehen wir zurück in das Jahr 2010, als die ersten modernen Elektroautos (elektrische Straßenfahrzeuge wurden ja bereits zu Anfang des letzten Jahrhunderts verkauft) auf die Straße kamen: Mit kümmerlichen Akkukapazitäten – teilweise kaum mehr als 30 kWh – und noch weniger brauchbaren Ladeleistungen, die teilweise mit Wechselstrom unter zehn kW betrugen, waren sie für den Durchbruch ungeeignet.

Mit diesen Fahrzeugen der ersten Stunde ist die Langstrecke kaum denkbar, außer, man legt alle hundert Kilometer einen Tag Pause ein. Nun, ein gutes Jahrzehnt später, sieht die Welt völlig anders aus. Mit dem Elektroauto ein 300 Kilometer entferntes Ziel ansteuern? Darüber muss man heute gar nicht erst nachdenken. Selbst Kompaktklasse-Elektroautos schaffen locker zwischen 300 und 500 Kilometer (je nach verbautem Akku) und selbst wenn das Ziel außerhalb der Reichweite liegt, langen zehn oder fünfzehn Minuten des Nachladens, um das Ziel bequem zu erreichen. Und Lader mit Leistungen von 100 kW oder mehr tummeln sich mittlerweile in der gesamten Republik im Umkreis von 50 bis 100 Kilometern, sodass sie von jedem batterieelektrischen Fahrzeug erreicht werden können – auch wenn der Strom einmal knapp wird. Der ADAC hat ausgemacht, dass sich binnen einer halben Stunde etwa 200 Kilometer Reichweite nachfassen lassen müssen, um ein langstreckentaugliches Vehikel zu erhalten – das ist ein heute zutiefst realistischer Wert, der nicht nur im Highend-Bereich abgebildet wird.

Nach wie vor schwierig im batterieelektrischen Segment ist der Umstand, dass die Ladeleistung nicht reproduzierbar ist. Mal liegt es am Auto, mal an der Ladesäule, dass nicht so viel Strom in die Batterie kommt, wie man sich wünscht. Akkutemperatur und Lademanagement sind die Stichwörter. Ersteres kann man als Fahrer zumindest bedingt beeinflussen. Falls die Fahrsituation so viel Flexibilität hergibt, sollte man beispielsweise an kalten Tagen nicht unmittelbar nach dem Losfahren schon eine Ladesäule aufsuchen, sondern lieber die nächste ansteuern, sodass die Batterie etwas Temperatur erlangt hat. Je nach Automodell hilft es auch, den Ladesäulenstandort in das Navigationssystem einzugeben (auch wenn man die Strecke kennt) – dann konditioniert die Elektronik den Akku vor, bringt ihn also auf eine optimale Temperatur, um die bestmögliche Ladeperformance herauszuholen. Schließlich möchte man keinen allzu langen Stopp verleben und dieses Versprechen sollten die Hersteller schon einlösen, wenn sie batterieelektrische Mobilität als ernst zu nehmende Alternative platzieren möchten.

Kunden, die sich für ein Elektroauto interessieren, sollten nicht nur die nominalen Spitzenleistungen im Blick haben, sondern bei der Lektüre von einschlägigen Produkttests auch darauf achten, wie lange das Auto eine hohe Ladeleistung aufrechterhalten kann. So bringt es wenig, wenn der Wagen mit 250 kW startet, aber dann nach wenigen Minuten auf nur einstellige Werte abfällt. Dann dauert das Befüllen des Speichers länger als mit einer konstant niedrigeren Ladeleistung. Ein Schub für das Ladetempo werden die allmählich aufkommenden 800-Volt-Spannungsnetze sein, die aktuell eher im Luxussegment zu finden sind, aber nun in die bürgerliche Klasse vordringen. Vereinfacht ausgedrückt heißt das: Hier sind die Verluste beim Transport des Stroms geringer, die Kabel sind beispielsweise dicker oder materialtechnisch anders beschaffen, es kann mehr Strom fließen – und die Batterie wird schneller voll. Vielfahrer sind mit einem 800-Volt-Bordnetz prinzipiell also ausgezeichnet unterwegs, aber ein gut gemachtes Leistungsmanagement mit 400 Volt Spannung und langer 200-kW-Ladephase ist ebenfalls exzellent.

Ein bisschen Detailkunde schadet sicherlich nicht im Umgang mit der E-Mobilität. So hilft eine Wärmepumpe dabei, die Traktionsbatterie an kalten Tagen zu entlasten, denn die vom Antrieb abgegebene Wärme kann auf diese Weise genutzt werden, um den Innenraum zu heizen. Hier ist der Verbrenner natürlich einsame Spitze, denn seine Ineffizienz (viel Energie geht in Form von Wärme verloren) hält den Fahrgastraum winters mollig warm. Doch wer im Schneesturm einmal in einen Stau gerät, muss nicht gleich in Panik verfallen. Die Heizung eines Elektroautos verschlingt auch „nur“ zwei bis drei kW pro Stunde, was bedeutet, dass man selbst mit nur noch 15 kWh in der Batterie viele Stunden heizen kann. Ähnlich viel Leistung erfordert das Kühlen des Innenraums – mit dem Unterschied, dass der Akku bei kalten Außentemperaturen an Kapazität einbüßt, was eine zusätzliche Belastung darstellt. In der Praxis halten sich moderne Lithium-Ionen-Batterien dank ausgeklügelter Leistungselektronik aber bei ganz verschiedenen Temperaturen recht wacker, sodass man auch im strengsten Winter oder heißen Sommer sorglos auf die Reise gehen kann.

Wer aktuell noch mit der Entscheidung zugunsten des E-Mobils hadert – kein Problem, es wird ja noch viele Jahre Verbrenner geben. Praxistauglich sind batterieelektrische Autos allerdings schon jetzt – ein bisschen mehr Planung erfordern sie allerdings schon. Aber die Forschung zu besserer Akkutechnik läuft auf Hochtouren und spätestens wenn Feststoffakkus in Serie gehen, was in fünf Jahren zu erwarten ist, fällt die Temperaturanfälligkeit schon einmal weg. Auch bei der Herstellung der Energiepacks muss sich noch viel tun – der Verzicht von prekären Rohstoffen, die unter umweltwidrigen Umständen gewonnen werden, tut not. Aber auch hier zeichnen sich positive Entwicklungen ab – kobaltfreie Akkus werden eines Tages Realität. Außerdem ist das E-Auto unter CO₂-Gesichtspunkten natürlich nur so gut wie der Strom, mit dem es fährt. Der Erwartungsdruck auch an die Energiewirtschaft ist also hoch. Dass sich elektrische Antriebe durchsetzen werden, daran besteht kaum Zweifel. Unverschämt gut nämlich ist der Wirkungsgrad am Motor. Zusammen mit regenerativ hergestellter Energie ist das Ganze umwelttechnisch eine unschlagbare Sache.