Alternative Antriebe : Japan ist Spitzenreiter bei Elektromobilität

Japan hat sich beim Bau stromgetriebener Autos weltweit an die Spitze gesetzt. Das Land profitiert vom Vorsprung bei der Hybridtechnik. Doch Deutschland holt auf.
Interessierte schauen sich in Tokio den Motor in einem Prius Plug-in-Hybrid von Toyota an. © Kiyoshi Ota/Getty Images

Geahnt haben es viele in der Branche, jetzt ist es Gewissheit: Japans Autoindustrie liegt beim Bau von Elektroautos vorn. Zu verdanken hat sie das ihrem großen Vorsprung bei der Entwicklung von Hybridantrieben, bei denen sowohl ein Elektro- als auch ein Verbrennungsmotor für die Leistung sorgen.

Wie der aktuelle Elektroauto-Index Evi der Unternehmensberatung McKinsey und der WirtschaftsWoche zeigt, zog Japan bei der Elektromobilität an den USA vorbei und nimmt nun erstmals seit Beginn der Erhebung im April 2010 weltweit den ersten Platz ein. Der Index misst vierteljährlich die Nachfrage und das Angebot von Elektroautos. Japan war vor knapp zwei Jahren als Fünfter in das Rennen gestartet und legte seither eine beeindruckende Aufholjagd hin – ganz offenkundig dank seiner erfolgreichen Hybridfahrzeuge.

"Bei den technologisch führenden Autoherstellern herrscht immer mehr die Einschätzung vor, dass der Hybrid die ideale Brückentechnologie auf dem Weg zum reinen Elektroauto ist", sagt Raymond Wittmann, Automobilexperte bei McKinsey. Dass japanische Hersteller schon vor vielen Jahren auf diese Technologie setzten, bringt sie gegenüber europäischen und amerikanischen Wettbewerbern nun in die Poleposition.

Japanische Autobauer haben seit Jahren große Stückzahlen von Hybridfahrzeugen im Markt. Die ursprünglichen Hybride speichern Bremsenergie, um sie für den Antrieb zu nutzen. Die fortgeschritteneren, sogenannten Plug-in-Hybride haben eine größere Batterie, die sich an der Steckdose aufladen lässt und auf kürzeren Strecken den rein elektrischen Antrieb ermöglicht.

Brücke ins E-Zeitalter

Pionier Toyota verkaufte in den vergangenen Jahren weltweit 3,5 Millionen Hybridautos. Bei so viel Erfahrung fällt der Schritt vom einfachen zum Plug-in-Hybrid nicht schwer, der eine kostengünstige Möglichkeit zur schrittweisen Elektrifizierung des Autos darstellt. Denn die Produktionsanlagen für den Verbrennungsmotor lassen sich weiter nutzen. Und der Plug-in-Hybrid erhöht die Reichweite des Elektroantriebs in Abhängigkeit vom Bedarf und von der Stärke der Batterie.

Dies ermöglicht ein Wirtschaftlichkeitskalkül, das auch den Verbrauchern erlaubt, sich an die E-Mobilität heranzupirschen. Denn der Kaufpreis eines Plug-in-Hybrids ist viel niedriger als der eines reinen E-Autos, das auf die teure Batterie angewiesen ist. Die Reichweite ist wie gewohnt, gleichzeitig kommen die Fahrer rein elektrisch 20 bis 40 Kilometer weit – was für viele Pendler in Deutschland völlig ausreicht.

Schon heute hat keine der großen Autonationen mehr elektrisch angetriebene Autos auf der Straße als Japan. Mit 12.000 E-Mobilen sind dort doppelt so viele Elektrofahrzeuge im Einsatz wie in ganz China . Der große Boom kommt aber wohl erst noch. Führende Marktforschungsinstitute haben in den vergangenen Monaten wegen der Hybride ihre Prognosen für den Anteil der Elektroautos am gesamten Fahrzeugabsatz in Japan im Jahr 2016 angehoben: von 0,9 Prozent auf 6,6 Prozent.

Kampf um die Wertschöpfung

Deutschland scheint die Herausforderung langsam anzunehmen . Prognosen sagen jetzt einen Anteil der E-Autos an der gesamten Pkw-Produktion im Jahr 2016 von 3,5 Prozent voraus. Das wäre der vierthöchste Anteil weltweit (zum Vergleich: Japan 9,7 Prozent; Frankreich und Großbritannien je 3,6 Prozent; USA 3,4 Prozent).

"Jetzt setzen auch Mercedes, BMW und VW voll auf alle Arten des Hybridantriebs", sagt Autoexperte Wittmann. "An deren Ende steht das rein elektrische Fahren mit Batteriefahrzeugen. Denn dies ist nun einmal die kraftstoffeffizienteste Technologie."

Noch lieber wäre den deutschen Autobauern wohl ein E-Mobil, das statt einer Batterie eine wasserstoffbetriebene Brennstoffzelle als Energiequelle verwendet. Denn die Brennstoffzelle könnten die Deutschen nach heutigem Stand viel eher selbst herstellen. Anders als bei der Batterie entfiele die Wertschöpfung beim teuersten Teil des E-Autos dann auf die deutschen Autobauer. Elektroautobatterien dagegen kommen bislang fast ausnahmslos aus Asien .

Erschienen in der WirtschaftsWoche

Kommentare

93 Kommentare Seite 1 von 7 Kommentieren

Warum ist eine Batterie teurer als ein kompletter zweiter Motor

samt Getriebe usw?

"Denn der Kaufpreis eines Plug-in-Hybrids ist viel niedriger als der eines reinen E-Autos, das auf die teure Batterie angewiesen ist."

Das kann ich nicht glauben. Was ich glaube ist, dass es nicht leicht ist einen ganzen Industriezweig von heute auf morgen umzustrukturieren. In einem Elektroauto kommt zwar die Batterie hinzu aber sonst fällt ja so ziemlich alles andere weg. Der Tank, der Motor, der Treibstoff Benzin, das Öl, die Lichtmaschine, das Schaltgetriebe uvm. Das bedeutet, dass ziemlich viele Zulieferer nichts mehr zu tun hätten, gäbe es Elektroautos schon heute. Deswegen erfordert dieser Schritt nicht nur viel Mühe sondern auch Entscheidungskraft und Mut. Gerade für die beiden letzteren Talente sind wir nicht gerade berühmt in der Welt.

Natürlich kommt den Autobauern Hybrid gelegen. Denn sie machen alles wie bisher mit ein Paar Neuerungen und verkaufen das Ganze dann halt teurer. Leider gehen zwei Motoren samt Anhang halt auch doppelt so oft kaputt. Viel Spaß mit der feigen Hybrid-Lösung!

Mischkalkulation

Verbrennungsmotoren sind eine seit Jahrzehnten angewendete, wenn auch nicht besonders effektive Technik. Da aber in der Vergangenheit der Brennstoff relativ billig war, konnte man es sich leisten dreiviertel der darin enthaltenen Energie sinnlos zu verschwenden. Verbrennungsmotoren sind ausgereift und es werden pro Jahr etwa achtzig Millionen Stück weltweit hergestellt. Fertigungsanlagen und Prozesse sind vorhanden und optimiert. Entsprechend günstig ist die Produktion.

Die Batterietechnik hinkt dieser Entwicklung noch weit hinterher. Es gibt nur wenige Fertigungsanlagen, die entsprechend jung und damit noch teuer sind. Die Produktionsprozesse sind nicht optimiert. Entsprechend sind Batterien deshalb teuer.

Neben dem Reichweitenproblem brauchen reine Elektrofahrzeuge sehr viele dieser Batterien. Bei einem Hybridmodell sind es dagegen nur eher wenige, da die Batterie nur ein Zusatzantrieb ist - im Stadtverkehr oder beim Beschleunigen. Die Kombination aus kleinem Verbrennungsmotor und Batterie (Hybrid) ist als Mischkalkulation daher zur Zeit noch in der Tat billiger als ein reiner Elektroantrieb. Das dürfte sich aber in den nächsten zehn Jahren verändern.

Die Brennstoffzelle ist dagegen wirklich nur aus deutscher Sicht günstiger, da nur deutsche Hersteller auf diese Technologie gesetzt haben. Unter dem Strich ist sie auch teurer als der Hybrid aus Verbrennungsmotor und Batterie.

Warum?

Ich weiß nicht, ob ich Sie richtig verstanden habe, aber ein reines E-Fzg. hat nach heutigem Stand der Technik mindestens ein Batteriepaket unter dem Fzg.-Boden, und dieses ist nicht nur riesig, sondern es wiegt auch mind. 150-200kg und verursacht selbstverständlich jede Menge zus. Entwicklungskosten, die der Kunde überhaupt nicht sieht.

Somit wiegt die Batterie alleine mindestens das Doppelte vom vollgefüllten Benzintank. Und ja - auch ein E-Fzg. hat einen Motor, einen E-Motor. Dieser kommt heute meist mit einem bereits verbauten Koaxial-Getriebe im selben Gehäuse daher. Alle anderen Komponenten bleiben mehr oder weniger verändert da (außer Verbrennungsmotor mit seinen Kreisläufen und Schaltgetriebe).

Eigene Erfahrung

"Leider gehen zwei Motoren samt Anhang halt auch doppelt so oft kaputt. Viel Spaß mit der feigen Hybrid-Lösung!"

120.000 km mit einem Hybrid SUV. Benzin- plus 2 E-Motoren, 4 Liter weniger Verbrauch als der vergleichbare Benziner, 4-Rad-Antrieb bei Bedarf über zweiten E-Motor, stufenloses Getriebe, exzellente Beschleunigung, automatisch nur E-Antrieb beim langsamen Fahren wie z.b. in Parkhäusern. NULL Defekte.
Jederzeit wieder.

Natürlich kommt...

... der Strom nicht einfach so aus der Steckdose.

Das sagt ja auch keiner der E-Auto-Enthusiasten... es ist aber bezeichnend, das diese Phrase stehts von den Fortschrittsverweigern bemüht wird.

Das Recycling der Batterien ist übrigens kein Problem, schon heute nicht. Nur gibt es bislang kaum Recyclinganlagen für Lithium-Akkus, weil es zu deren Wirtschaftlichkeit schlicht an Lithium-Akkus mangelt.

Auch sind generell Akkus und Batterien gut zu recyceln - das einzige Problem ist die Sammelquote. Nur ist diese lediglich für Kleinbatterien/akkus im Haushalt ein Problem - aber nicht für 100-400kg schwere Fahrzeugakkus.

Glauben Sie wirklich...

... dass sich in den nächsten 10 Jahren die Kosten zugunsten der Batterie gegenüber der Hybrid-Lösung verschieben werden?

Die Zukunft dürfte meiner Ansicht nach dem seriellen Range Extender ähnlich des Chevrolet Volt gehören.

In der Branche wird längerfristig ein Kostenziel von 100-150 Euro/kWh als Akkupreis angenommen, wobei ich persönlich die 100 Euro schon arg optimistisch finde. Aber heute liegen Stromgeneratoren mit Verbrennungsmotor in Kleinserien (z.B. aus dem Baumarkt) schon bei nur ca. 100 Euro/kW Leistung.

Gehen wir mal von diesen Preisen aus und mutmaßen:

Für einen "vollwertigen" Range Extender benötigt man ca. 30kW Leistung - also ca. 3.000 Euro. Dafür bekäme man bestenfalls 30kWh Akkukapazität, was bestenfalls ca. 200km Reichweite entspräche (Golf-ähnliches Auto). Dem Range Extender muss man natürlich trotzdem noch ca. 10kWh Akku spendieren, um ca. 30-50km elektrische Reichweite zu erzeugen.

Es stehen also ca. 4.000 Euro mit unbegrenzter Reichweite gegen ca. 3.000 Euro mit 200km Reichweite.

Und den Range Extender könnte man durchaus noch optimieren, während weniger als 100 Euro/kWh für die Lithium-Akkus wohl unrealistisch sein dürften.

Ich würde ein e-auto Kaufen

ich bin kein Kritiker von e-Autos, nur sollte man sie nicht grüner waschen als sie sind.
Eine Gesamtlebensdauerökobilanz wäre von Nöten. Wobei ich mir bewusst bin, dass es schwierig sein wird, die Emmissionen einer Verbrennungskraftmaschine mit der Entsorgung einer Batterie zu vergleichen.
Trotzdem ist es mir neu, dass das Recyclen (also nicht die Entsorgung oder ein Downcycling) von Batterien gut wäre. Weitere Infos hierzu würden mich interessieren.

Mangels Anzahl...

... werden E-Autos sowieso erst in 10-20 Jahren ökologische relevant werden. Also genug Zeit um die Erneurebaren Energien auszubauen. Das z.B. Frankreich seine E-Autos aber eher mit Atomstrom laden dürfte ist wieder ein anderes Thema...

Das Recycling von Lihium-Akkus ist heute nicht besonders wirtschaftlich, da diese im Gegensatz zu anderen Akkus (z.B. NiMH) kaum hohe Konzentrationen an wertvollen Metallen aufweisen. Lithium wird aber auch im Preis steigen - und nicht zuletzt sind natürlich auch Pfandsystem wie heute für die Starterakkus denkbar.

Ein zugegeben recht alter Link (2001):

http://www.umweltdaten.de...

Es werden dort zahlreiche Recyclingverfahren für verschiedene Batterie/Akku-Typen vorgestellt. Auf Seite 138 des Dokuments findet man einige Angaben zu damaligen Li-Akku-Recyclingverfahren, wenngleich es damals kaum mehr als Versuchsanalgen waren.

Weitere interessante Links:

http://www.recyclingporta...
http://www.heise.de/tr/ar...

Übrigens, Besitzer von Windkraftanlagen und PV-Anlagen reiben sich sicher jetzt schon die Hände, dass sie in 10-20 Jahren günstig an Hochleistungsakkus zur Pufferung kommen. Diese Zweitverwertung wird schon seit einiger Zeit in der Branche diskutiert. Diese Weiternutzung dürfte auch die ökologische Bilanz de Akkus nochmals drastisch verbessern.

Nachtrag:

Ein Range Extender spart auch weitere Kosten gegenüber einem reinen E-Auto mit Akku:

Obwohl viele der gegenwärtigen E-Autos nur eine günstige E-Heizung aufweisen, dürfte eine Benzin/Ethanol/usw.-betriebene Zusatzheizung zur Schonung des Akkus (und der realen Reichweite) bald eher der Standard sein. Gegenwärtig kosten solche Standheizungen ca. 500-1.500 Euro ab Werk.

Zusätzlich kann man mit dem Range Extender via Leistungsverzweigung auch die Klimaanlge direkt mechanisch antreiben, was ebenfalls Kosten (und zudem Reichweite) gegenüber einem vollelektrischen Modell im reinen E-Auto spart.

Sicher bringt der Range Extender auch Wartungskosten mit sich, aber diese dürften minimal sein, da diese Motoren sehr simpel sein können.

Gepachtet

"Das sagt ja auch keiner der E-Auto-Enthusiasten... es ist aber bezeichnend, das diese Phrase stehts von den Fortschrittsverweigern bemüht wird."

Offenbar haben Sie "den Fortschritt" für sich gepachtet. Und Sie enstscheiden, was der sog. "Fortschritt" ist oder sein soll. Wer wagt, Begründundungen gegen Ihre Meinung ins Feld zu führen, wird von Ihnen als "Fortschrittsverweigerer" pauschal diffamiert.
- Eine gar durchsichtige Technik.

Ich kontere übrigens ausdrücklich nicht mit dem Begrifff "Realitätsverweigerer" ...

Ich hatte ausdrücklich geschrieben,

dass ich nichts gegen erneuerbare Energien habe (s. meinen Beitrag Nr. 27). Diesen Passus habe ich bewusst mit einem Ausrufezeichen versehen!
Sie müssten schon lesen, bitte. Damit sind Ihre Unterstellungen ganz einfach widerlegt. Schon die Redaktion bat Sie schriftlich, auf Unterstellungen zu verzichten (s. Nr. 30).
Und auch das Informiertsein haben Sie nicht für sich gepachtet.

Übrigens sehe ich die Zukunft in der Wasserstofftechnik, nicht in riesigen Windparks an fast jeder Ecke und in der Zerspargelung unserer schönen Landschaft durch hässliche Riesenmühlen, die mit Steuerzahlergeld massiv bezuschusst werden.

Wasserstoff ohne Windkraft?

Übrigens sehe ich die Zukunft in der Wasserstofftechnik, nicht in riesigen Windparks an fast jeder Ecke

Wie wollen Sie denn Ihren vielen Wasserstoff regenerativ erzeugen, wenn nicht (auch) mit WKAs?

Falls Sie in der BLÖD gelesen haben sollten, dass Wasserstoff das häufigste Element im Universum wäre dann stimmt das zwar zufällig mal, nutzt uns aber hier auf der Erde überhaupt nichts.
Der Wasserstoff aus dem Universum kommt nämlich nicht freiwillig zu uns, und zwingen können wir ihn schon gar nicht.

Wieder jemand,

der die "Wahrheit" für sich selbst gepachtet hat.

Die wissenschaftlichen (!) Texte, die ich verlinkt habe, sollten Sie mal lesen. Dort sind auch viele Zahlen genannt, was Sie doch gefordert hatten. Da bin ich Ihrem Wunsche gerne nachgekommen.

"Denn was Sie "wissenschaft belegt" nennen dürfte in Wahrheit nur eines sein: Lügenpropaganda der Feinde der Erneuerbaren Energien"
Lügenpropaganda, Feinde: Woran erinnert diese Wortwahl denn nur? Tja ...
Entlarvend. Das ist keine rationale Diskussion. Sie stellen sich hier öffentlich auf eine untere Ebene. Alles, was nicht Ihre hochwerte Meinung hat, ist dann "gelogen", wenn nicht "Lügenpropaganda".
Da haben Sie aber ein klares Feindbild. Und dann kritisieren Sie die von Ihnen so verunglimpfte "Blöd-Zeitung". Das ist auch nicht mein Lieblingsblatt. Aber selbst unterstellende Techniken benutzen...

Auch Fachleute kommen nachweislich zu einem kritischen Urteil z.B. über die Windenergie. In über 1000 Bürgerinitiativen in Deutschland wird keine "Lügenpropaganda" betrieben. Die massiven Subventionen sind ein Faktum.

Aber nein...

... nicht "wieder jemand", sondern immer noch.

Sie verlinken zwar hin und wieder wissenschaftliche Texte - aber Sie verstehen sie nicht und interpretieren Sie dann in Ihrem Sinne - nur leider falsch.

Mit Ihnen ist ohnehin keine rationale Diskussion möglich, da Ihnen dafür die notwendigen Kenntnisse fehlen. Dies belegen Sie mit Ihren Fehlinterpretationen der paar wissenschaftlichen Texte.

Im übrigen habe ich gar nichts über die "Blöd-Zeitung" geschrieben - Sie verlieren offenbar den Überblick, wer hier was geschrieben hat. Das zeugt nicht von Ihrer Kompetenz.

Von kritischen Fachleuten bezüglich der Windenergie haben Sie gar nichts geschrieben. Und den meisten Bürgerinitativen geht es lediglich um die Verspargelung der Landschaft und keineswegs um Fakten bezüglich der Ökologie von WKA.

Darüber hinaus werden die Erneuerbaren Energien nicht subventioniert, sondern mittels einer Umlagefinanzierung durch den Endverbraucher gefördert. Nicht zu vergessen, dass Teile der energieintensiven Industrie über zahlreiche Ausnahmen an diesen Kosten gar nicht beteiligt werden und obendrein noch von den Erneuerbaren Energien profitieren, da diese an der Strombörse den Strompreis senken.

Subventionen sind das, was bis heute und auf absehbare Zeit in Höhe von 300-500 Mrd. Euro an die Kohle- und Atomenergie gingen/gehen und was direkt vom Steuerzahler bezahlt wird... ohne die Endlagerkosten wohlgemerkt. Beklagen Sie sich doch mal darüber, da hätten Sie zur Abwechslung auch mal einen Grund.

An #1:

Der Verbrennungsmotor ist eine geniale Erfindung und hat sich über 100 Jahre bewährt. Von den Autobauern zu verlangen dieses Wissen wegzuwerfen und Batterien zu bauen, weil es gerade trendy ist, ist etwas viel verlangt.
Elektromobilität ist vorallem ein politisches Projekt. Es klingt modern und grün, ist es aber nicht. Wer jetzt schon rein elektrisch fahren will kann sich bereits ein Elektroauto kaufen. Die Zulassungszahlen in Deutschland sprechen Bände.

E-Auto kaufen ist schwierig

Wer jetzt schon rein elektrisch fahren will kann sich bereits ein Elektroauto kaufen.
Stimmt: genau EIN Elektroauto nämlich den Mitsubishi i-MiEV.
Auf Wunsch mit Label von Peugeot oder Citroen, aber das war's dann prinzipiell auch.
Aber wer ins Autohaus geht und einen haben will, bekommt nicht unbedingt einen:
http://www.spiegel.de/aut...

Der Tesla Roadster für 100k€ fällt für die meisten aus finaziellen Gründen aus, alles andere wie z.B. Tazzari Zero sind Leichtkraftfahrzeuge.

Die Zulassungszahlen in Deutschland sprechen Bände.
In der Tat, die sind nämlich trotz nicht existenter Auswahl und abweisender Verkäufer um 300% gestiegen.

Umdenken ist gefragt

Es wird viel zu sehr darüber diskutiert, wie wir unsere übergroßen, überschweren Automobile antreiben sollten. Viel zu wenig wird dagegen darüber gesprochen, dass wir diese meist gar nicht brauchen.

Würden wir genauer hinschauen, könnten die meisten viel öfter auf ein KFZ verzichten als sie es zurzeit tun. Zu Fuß gehen, Rad fahren den ÖV benutzen - alles vorhandene Alternativen, die bei konsequenter Nutzung einen großen Teil unserer heutigen Probleme lösen könnten.

Wenn wir dann noch abrüsten, bei der Fahrzeuggröße und vor allem beim Gewicht, spielt es kaum noch eine Rolle, ob diese neuen, leichten und kompakten Motorfahrzeuge mit Benzin, Gas oder Strom betrieben werden.

Verbrennungsmotor in klein ist genau so schlecht

Wenn wir dann noch abrüsten, bei der Fahrzeuggröße und vor allem beim Gewicht, spielt es kaum noch eine Rolle, ob diese neuen, leichten und kompakten Motorfahrzeuge mit Benzin, Gas oder Strom betrieben werden.

Das ist völlig falsch.
Sie können einen Verbrennungsmotor noch sehr schrumpfen, sein Wirkungsgrad wird davon nicht besser und kommt nie auch nur entfernt an den eines E-Antriebs heran.
Mit EE-Strom können Sie ihn auch nicht betrieben, und dass Agrosprit keine Ökooffenbarung ist hat ja gerade erst wieder eine Studie gezeigt.

Ein Twike verbraucht ab Steckdose etwa 5kWh/100km.
Sie dürfen mir gerne ein ähnliches Fahrzeug mit Verbrennungsmotor präsentieren, dass mit mindestens gleichen Fahrleistungen nur 0,5l Benzin/Diesel auf 100km verbraucht.

Jede Wette, dass Sie ein solches Fahrzeug weder finden noch bauen können.