Kaum jemand dreht sich heute nach einem Elektroauto um. Zwar fahren hierzulande viel weniger Elektroautos als von der Bundesregierung geplant, doch die Stromer haben sich in den Alltag geschlichen. Mehr als zwei Dutzend verschiedene Modelle sind auf deutschen Straßen unterwegs, von außen nicht mehr von Benzinern zu unterscheiden. Studien zeigen inzwischen auch, wer sie fährt: Der typische Käufer ist 51 Jahre alt, männlich, gebildet und wohnt auf dem Land. Sein Elektroauto steht als Zweitwagen im Carport, für Ausflüge und Urlaubsfahrten nutzt er den Erstwagen mit Verbrennungsmotor.

Rund 17 Milliarden Euro hat die deutsche Autoindustrie in Forschung und Entwicklung investiert, plus 1,5 Milliarden an öffentlichen Fördergeldern. Umgerechnet sind das 750.000 Euro für jedes Elektroauto, in Deutschland. Das ist eine kostspielige Wette auf die Zukunft.

Hierzulande sind viel weniger Elektroautos unterwegs als von der Regierung geplant

Ob diese Wette aufgehen wird, entscheidet sich an ganz praktischen Fragen: Werden die Fortschritte der Batterie- und Ladetechnik Elektroautos auch für längere Fahrten alltagstauglich machen? Lassen sie sich sinnvoll in ein vor allem mit erneuerbarer Energie gespeistes Stromnetz integrieren? Wird der Preis für Akkus so weit sinken, dass ein elektrisch gefahrener Kilometer ähnlich viel oder sogar weniger kostet als ein fossil zurückgelegter?

Der Aufbruch in die Elektromobilität ist ein großes Abenteuer. Manche Wege führen in die Irre, andere versprechen neue Kontinente, es gibt Sieger und Verlierer. Zeit für einen Zwischenstopp.

Gewaltige Fortschritte in der Batterietechnik

Der Akku: Das teuerste Bauteil des E-Autos. Und entsprechend umkämpft

Die Pläne waren unbescheiden: In einer gemeinsamen Fabrik wollten Daimler und der Chemiekonzern Evonik die besten Elektroauto-Akkus der Welt bauen und China damit Konkurrenz machen. 100 Millionen Euro wurden im sächsischen Kamenz investiert. Li-Tec tauften sie das Unternehmen, Li für Lithium. Fünf Jahre später ist es damit vorbei. Zum Jahresende stellt Li-Tec die Produktion ein. Auch in deutschen Elektroautos stecken dann ausschließlich ostasiatische Akkus. Rund ein Drittel der Wertschöpfung geht den Autoherstellern damit verloren.

Der nächste Versuch, den Akku-Weltmarkt zu erobern, startet in den USA. 6 Milliarden Dollar will der Elektroauto-Hersteller Tesla zusammen mit Panasonic und anderen in eine Fabrik in Nevada stecken. "Gigafactory" heißt das Vorhaben, die Bauarbeiten haben schon begonnen. 2020 soll die Kapazität der dort produzierten Batterien die derzeitige Weltproduktion übertreffen – zu 30 Prozent niedrigeren Kosten. Das ist jedenfalls der Plan.

Selbst Tesla rechnet nicht mit entsprechend schnell wachsenden Verkaufszahlen neuer Elektroautos. Daher sollen die in der Gigafactory gebauten Zellen auch für die Stabilisierung des Stromnetzes sowie das Zwischenspeichern von Wind- und Solarstrom vermarktet werden. Eine ähnliche Strategie verfolgt Daimler. Weitere 100 Millionen Euro will der Autokonzern in den nächsten Jahren in Kamenz investieren. Aus importierten Lithium-Ionen-Zellen sollen dort Batteriesysteme für Autos und auch für stationäre Speicher entstehen.

Bisher sind Elektroautos ein vergleichsweise unbedeutender Markt für Lithium-Ionen-Akkus. Knapp die Hälfte der 2014 in Deutschland verkauften Batteriekapazität steckte in Elektrofahrrädern. Und die winzigen Smartphone-Akkus, die allein 2014 in Deutschland verkauft wurden, hatten zusammen mehr als doppelt so viel Speicherkapazität wie die schweren Akku-Pakete aller neu verkauften Elektroautos.

Dieser Text stammt aus dem Magazin ZEIT WISSEN Nr. 5/2015, das online oder am Kiosk erhältlich ist.

Dabei war der Fortschritt in der Batterietechnik in den letzten Jahren beeindruckend. Der Preis pro Kilowattstunde Speicherkapazität sank seit 2007 von fast 1.000 auf 350 Euro. Inzwischen sinken die Preise allerdings langsamer. Und so werden die Akku-Pakete für Elektroautos, die derzeit noch über 10.000 Euro kosten, auch in den kommenden Jahren das mit Abstand teuerste Bauteil der Fahrzeuge bleiben.

Daran ist auch die Idee gescheitert, mit der der israelische Software-Unternehmer Shai Agassi vor acht Jahren für Furore gesorgt hatte. Unter dem Namen Better Place begann er in Israel, Dänemark und Japan mit dem Aufbau von Akku-Wechselstationen. Anstatt leer gefahrene Elektroautos zum Nachladen stundenlang ans Kabel zu hängen, sollten sie mit einem frischen Leih-Akku schon nach wenigen Minuten ihre Fahrt fortsetzen können. Dafür hätten jedoch an jeder Wechselstation Akkus im Gesamtwert von Millionen Euro lagern müssen. Das wollte niemand vorfinanzieren. Außerdem konnten sich die Autohersteller aus Konkurrenzgründen nicht auf ein gemeinsames Akku-Design verständigen. 2013 war Better Place pleite.

CO2-Bilanz hängt vom Strommix ab

Die Klimabilanz: Norwegen fördert E-Autos wie kein anderes Land. Ein Vorbild?

Ausgerechnet Norwegen: Das dünn besiedelte Land ist Weltmeister der Elektromobilität. Fast jedes vierte Auto, das in diesem Jahr neu zugelassen wurde, war ein Elektroauto. Fünf Millionen Norweger besitzen inzwischen doppelt so viele Stromer wie 80 Millionen Deutsche. Der Grund liegt weniger im ausgeprägten Ökobewusstsein als in massiven Subventionen. Mit fast 500 Millionen Euro hat die norwegische Regierung die Elektromobilisten bis Ende 2014 subventioniert. Für die Käufer war ein Elektroauto damit billiger als das gleiche Modell mit Verbrennungsmotor.

Der Kaufanreiz war so erfolgreich, dass die eigentlich erst für 2018 angepeilte Zahl von 50.000 Elektroautos bereits in diesem April erreicht war. Trotz der Kampfpreise leisten sich vor allem Reiche ein Elektromobil. Spitzenreiter bei den Neuzulassungen ist das kalifornische Luxusauto Tesla mit einem Preis von circa 100.000 Euro. Die Besitzer dürfen wie alle anderen an 4.000 öffentlichen Ladesäulen kostenlos Strom tanken.

Der norwegische Elektroauto-Boom könnte allerdings bald zu Ende sein. Im Mai hat die Regierung angekündigt, Kaufanreize zurückzunehmen. Von 2018 an wird die Befreiung der Eigentümer von der Kfz-Steuer schrittweise beendet. Außerdem droht das Aus weiterer Privilegien. Bisher dürfen Elektroautos Busspuren benutzen und kostenlos parken, auch Mautgebühren müssen nicht gezahlt werden.

In Norwegens Klimabilanz macht sich der wachsende Anteil an Elektroautos positiv bemerkbar. Obwohl die Elektroflotte vor allem aus schweren Luxuslimousinen besteht, sank der durchschnittliche CO₂-Ausstoß aller Neuwagen im vergangenen Jahr auf 93 Gramm pro Kilometer – 34 Gramm weniger als im EU-Durchschnitt. Das war allerdings nur möglich, weil der Strom in Norwegen zu fast 100 Prozent aus Wasserkraftwerken stammt. Bei deutschem Strommix mit seinem hohen Kohleanteil hätte derselbe Trend die durchschnittlichen Emissionen kaum verändert.

Die meistverkauften Elektroautos weltweit bis April 2015

In China, wo derzeit die meisten Autos der Welt verkauft werden, sind es weniger die finanziellen Zuschüsse, die das Land nach den USA und Japan zur Nummer drei der Elektromobilität gemacht haben. "Staatliche Firmen und Taxiunternehmen werden einfach zum Kauf verpflichtet", sagt Ulrike Tagscherer, die für das Karlsruher Fraunhofer Institut für System- und Innovationsforschung in Peking arbeitet, "das heißt aber nicht, dass die Elektroautos dann auch mit Strom fahren."

Tatsächlich sind in China ebenso wie im Rest der Welt rund die Hälfte aller Elektroautos sogenannte Plug-in-Hybride. Sie haben vergleichsweise kleine Batterien. Deren Reichweite liegt deutlich unter 50 Kilometern, danach übernimmt ein Verbrennungsmotor mit Benzintank. Für Chinas Treibhausgasbilanz ist das sogar gut: Weil der Strom im Land zu 80 Prozent mit oftmals sehr ineffizienten Kohlekraftwerken erzeugt wird, setzt jede erzeugte Kilowattstunde ein Viertel mehr CO₂ frei als in Deutschland. In China sind Elektroautos deshalb klimaschädlicher als gleich große Autos mit Benzinmotor. Allerdings: Der Smog in den Großstädten wird durch Elektroantriebe drastisch reduziert.

"Bitte kein Gepiepe wie bei einem rückwärts fahrenden Lkw"

Der Sound: Der Straßenverkehr wird leiser. Nicht jeder findet das gut

Der Richter Joachim Steinbrück ist blind. Als Landesbehindertenbeauftragter von Bremen denkt er über den Verkehr der Zukunft nach.

ZEIT WISSEN: Elektroautos sind sehr leise und damit ein Segen für lärmgeplagte Städte. Wo ist das Problem?

Joachim Steinbrück: Elektroautos sind bei Geschwindigkeiten bis 30 Kilometer pro Stunde auf Asphalt fast geräuschlos. Und damit werden sie gefährlich für blinde und sehbehinderte Menschen, aber auch für Kinder, Ältere und letztlich für alle, die sich unbewusst nach dem Hören orientieren. Gleichzeitig steckt darin ja auch eine Riesenchance. Denn auch als blinder Mensch leide ich im Straßenverkehr unter Lärm: zum Beispiel wenn ein Müllwagen so laut ist, dass ich die ankommende Straßenbahn nicht höre. Lärm ist für mich manchmal eine größere Barriere als eine Fahrbahn, über die ich gehen muss.

ZEIT WISSEN: Ein Dilemma. Gibt es einen Ausweg?

Steinbrück: Verschiedene Länder und auch die EU arbeiten an Vorschriften, die für Elektroautos einen Akustikgenerator vorschreiben. Der sollte sein Geräusch nach vorn abstrahlen und abgeschaltet werden, wenn das Auto schneller als 30 Kilometer pro Stunde fährt. Denn dann ist das Abrollgeräusch der Reifen laut genug. Für einige Elektroautos gibt es schon heute Akustikgeneratoren als Zusatzausstattung. Allerdings lassen sie sich abschalten. Das sollte nicht möglich sein.

ZEIT WISSEN: Und wie sollten Elektrofahrzeuge Ihrer Meinung nach klingen?

Steinbrück: Bitte kein Gepiepe wie bei einem rückwärts fahrenden Lkw. Das sind Geräusche, die nerven. Es müsste so klingen wie Auto mit Verbrennungsmotor. Ein Lkw wäre basslastiger, und öffentliche Verkehrsmittel müssten sich davon wiederum unterscheiden. Wir haben das in Bremen mal mit 40 blinden und sehbehinderten Menschen getestet. Da war auch ein Hybridbus dabei, der im Elektromodus an uns vorbeigefahren ist. Das war erschreckend, denn dieser Bus war erst wahrnehmbar, als er direkt vor einem fuhr. Und das auch nur wie ein großer akustischer Schatten, der an einem vorbeihuscht. Das ist natürlich gefährlich.

ZEIT WISSEN: Wie laut müssten Elektrofahrzeuge sein?

Steinbrück: Ich hatte schon Beschwerden, dass unsere neuen Straßenbahnen in Bremen zu leise seien. Die sind in einem bestimmten Frequenzbereich gut hörbar, weil die so ein sirrendes Geräusch machen. Wer in dem Bereich aber eine Höreinschränkung hat, hört sie womöglich nicht mehr. Man wird also ein Sounddesign finden müssen, das für Menschen mit einem durchschnittlich guten Gehör funktioniert. Wenn das für Menschen mit Höreinschränkungen nicht funktioniert, kann man nur hoffen, dass die Hörgeräte das dann ausgleichen. Aber wenn wir den Sound so laut machen, dass alle ihn hören, dann verspielen wir die Chance, die Stadt leiser zu machen.

ZEIT WISSEN: Wünschen Sie sich für stehende Autos auch ein Geräusch?

Steinbrück: Ja. Wir haben immer mehr hochgepflasterte Straßeneinmündungen, das heißt, der Gehweg läuft durch. Und wenn dann ein Fahrzeug auf meinem Gehweg steht, weil es gerade aus der Nebenstraße in die Hauptstraße einbiegen will, und ich höre das nicht, renne ich da rein. Oder, wenn es gerade rausfährt und ich es nicht höre, renne ich vielleicht sogar davor. Das gilt übrigens auch für Autos mit Start-Stopp-Automatik. Die machen ja auch kein Geräusch, die stehen still und schweigen.

ZEIT WISSEN: Die Fortschritte der Elektromobilität zeigen sich auch bei Hilfsmitteln für Gehbehinderte. Sehen Sie da ebenfalls Probleme?

Steinbrück: Wenn Batterien leichter und leistungsfähiger werden, ist das natürlich erst einmal ein großer Fortschritt. Elektrorollstühle sind bisher extrem schwer, 150 Kilo kommen durchaus vor. Es gibt aber möglicherweise ein Problem, wenn die Zahl von Elektroscootern und Elektrorollstühlen auch bei denjenigen zunimmt, die nicht zwingend darauf angewiesen sind, weil sie beispielsweise leicht bis mittelschwer gehbehindert sind. Wie geht man dann mit dem begrenzten Raum in Bussen und Bahnen um? Dazu kommen immer mehr Elektrofahrräder, die häufig auch noch mit höherer Geschwindigkeit unterwegs sind als früher. Dadurch kommt es zunehmend zu Konflikten mit Fußgängern. Die Verkehrsplanung muss sich damit auseinandersetzen.

Autos als Stromspeicher rechnen sich noch nicht

Die Energiewende: Taugen parkende E-Autos wirklich als kollektive Stromspeicher?

Autos stehen die meiste Zeit ungenutzt herum. Bei Elektroautos ist das eine besonders große Verschwendung. Denn ihr mit Abstand teuerstes Bauteil, der Akku, könnte sich auch im Stillstand nützlich machen: als Speicher im Stromnetz. Das war zumindest die Idee. Was wurde daraus?

Daniela Buchwald hat es ausprobiert. Für vier Monate tauschte die Berliner Optikerin ihren Benziner gegen einen elektrischen Kleinstwagen der Marke e-up – als eine von 40 Testpersonen im Forschungsprojekt Inees. Die Abkürzung steht für "Intelligente Netzanbindung von Elektrofahrzeugen zur Erbringung von Systemdienstleistungen". Volkswagen und der Ökostromanbieter Lichtblick wollen mit Unterstützung des Bundesumweltministeriums herausfinden, wie das Zusammenspiel von Elektroflotte und Stromnetz technisch funktioniert. Und wie die Autobesitzer damit im Alltag zurechtkommen.

"Bei mir gab es keine größeren Probleme", sagt Buchwald – und erzählt dann von den vielen kleinen Problemen. Das wichtigste: "Man muss schon mehrmals am Tag an das Auto denken." Sonst kann es einem passieren, dass der Ladestand für die nächste Fahrt nicht reicht. Denn sobald das Auto an der Ladesäule angestöpselt ist, übernimmt der sogenannte Schwarmdirigent die Kontrolle über den Akku.

Dahinter verbirgt sich eine von Lichtblick entwickelte Software. Sie nutzt die Batterien in den angeschlossenen Elektroautos zur Erzeugung von sogenannter Regelenergie. Die wird immer dann benötigt, wenn Angebot und Nachfrage im Stromnetz unvorhergesehen auseinanderdriften. Die per Software verbundenen Auto-Akkus funktionieren dann wie ein virtuelles Kraftwerk: Fehlt Strom im Netz, speisen sie Saft aus ihren Akkus ein. Ist zu viel vorhanden, saugen sie ihre Akkus wieder voll. Für beides zahlt der Netzbetreiber Geld.

Das Auf und Ab des Ladestands und die damit mögliche Reichweite ihres e-up kann Daniela Buchwald mit einer App auf dem Smartphone verfolgen. Geplante Fahrten muss sie am Vortag anmelden, dann sorgt der Schwarmdirigent dafür, dass das Auto zum Abfahrtszeitpunkt über genug Reichweite verfügt. Schwierig wird es bei spontanen Fahrten. "Ich wollte mit meinem Sohn aufs Land", sagt Buchwald, "aber er wollte, dass wir vorher noch seine Freundin von der Schule abholen." Der Ladestand war dafür eigentlich zu niedrig. "Wir sind dann ohne Heizung gefahren, so hat der Strom am Ende gerade gereicht."

Für Autofahrer, die an einen Kraftstofftank gewohnt sind, der sich an jeder Tankstelle in wenigen Minuten nachfüllen lässt, ist das abschreckend. Und finanziell lohnt es sich kaum – jedenfalls bisher. Theoretisch könnte ein Elektroauto-Besitzer mit dem Anbieten seiner Akku-Kapazität zwar bis zu 80 Euro im Monat als sogenannte Schwarmstromprämie erwirtschaften, sagt Lichtblick-Projektleiterin Vivien Weidauer. Im Berliner Feldversuch waren es allerdings unter 15 Euro pro Monat. Und davon müsste auch noch der Verschleiß des Akkus durch die zusätzlichen Ladezyklen abgezogen werden. Wie hoch der ist, soll Inees ebenfalls ermitteln, ein Ergebnis hat Volkswagen bisher nicht veröffentlicht.

Es dürfte wenig erfreulich sein. Denn rein rechnerisch liegen die Abnutzungskosten bei knapp 20 Cent pro Kilowattstunde – und damit weit über den Kosten, die derzeit für die Bereitstellung von Regelenergie aus Pumpspeicherkraftwerken anfallen. Das ist wohl auch der Grund dafür, dass Auto-Akkus bisher nirgendwo auf der Welt tatsächlich als Speicher im Stromnetz genutzt werden. Das könnte sich allerdings ändern, wenn immer mehr Regelenergie zum Ausgleich der schwankenden Erträge aus Windparks und Solaranlagen gebraucht wird. Eine Million zum Schwarmkraftwerk verbundene E-Autos könnten dann die Gesamtleistung der deutschen Pumpspeicherkraftwerke glatt verdoppeln.

"Der Zweitwagenmarkt kann einen großen Beitrag leisten"

Die Zukunft: Für wen sich Elektroautos besonders lohnen würden

Der Ingenieur Ulrich Eichhorn ist Geschäftsführer des Verbands der Automobilindustrie (VDA) und Mitglied im Lenkungskreis der Nationalen Plattform Elektromobilität.

ZEIT WISSEN: Eine Million Elektroautos sollen nach dem Willen der Bundesregierung 2020 auf deutschen Straßen fahren, Anfang 2015 sollten es 100.000 sein. Tatsächlich waren es nur 25 000. Woran liegt das?

Ulrich Eichhorn: Am Angebot kann es nicht liegen. Wer vor zwei Jahren ein Elektroauto aus deutscher Produktion haben wollte, hatte es nicht einfach, aber allein 2014 haben die deutschen Hersteller 17 Modelle auf den Markt gebracht. Bis Ende 2015 werden wir 29 Modelle im Angebot haben. Dazu kommen noch weitere von Importeuren. Bis Ende dieses Jahres wird es auch eine gute Segmentabdeckung geben: vom Kombi als Plug-in-Hybrid bis zum Elektro-Kleinwagen.

ZEIT WISSEN: Und dann beginnt also der Boom?

Eichhorn: Es bleiben noch drei weitere Punkte: der höhere Kaufpreis, die Reichweite, die als zu gering empfunden wird, und die fehlende Ladeinfrastruktur. An allen drei Themen arbeiten wir in der Nationalen Plattform Elektromobilität mit Hochdruck.

ZEIT WISSEN: Bisher haben Privatpersonen Elektroautos fast nur als Zweitwagen gekauft.

Eichhorn: Der Zweitwagenmarkt kann einen großen Beitrag leisten, um das Ziel der Bundesregierung von einer Million Elektroautos bis zum Jahr 2020 zu erreichen. Viele Privathaushalte haben ja zwei Autos. Gerade in größeren Städten sind Elektroautos eine spannende Option. Bei mir ist das auch so: Ich habe ein Auto mit Verbrennungsmotor für längere Strecken, der Zweitwagen ist ein deutsches Elektroauto mit etwa 125 Kilometern Reichweite. So weit fahren wir in Berlin nie an einem Tag.

ZEIT WISSEN: In Deutschland sind 65 Prozent der Neuzulassungen Firmenwagen. Wie wollen Sie die Manager davon überzeugen, Elektrofahrzeuge anzuschaffen?

Eichhorn: Ein großer Teil dieser Fahrzeuge wird rein gewerblich genutzt, etwa im Kundendienst, als Kurier- oder Lieferwagen. Hier können batterieelektrische Fahrzeuge gut funktionieren. Zum Beispiel Essen auf Rädern oder häusliche Pflegedienste: Die fahren meist im Stadtverkehr, haben typische Tagesfahrstrecken von bis zu 80 Kilometern und kehren danach zur Zentrale zurück, wo das Auto geladen werden kann.

ZEIT WISSEN: Ein Flottenmanager errechnet aus Kauf- und Verbrauchskosten den Gesamtpreis der Fahrleistung. Davon zieht er den Wiederverkaufswert ab. Wie hoch dieser bei Elektroautos ist, weiß bisher aber niemand, weil es keinen Gebrauchtmarkt gibt. Das ist ein Hindernis.

Eichhorn: Wenn die Fahrzeuge im Leasing unterwegs sind, stellt sich dieses Problem nicht, denn dann haben sie ja einen garantierten Restwert. Wir haben der Bundesregierung eine Sonderabschreibung von 50 Prozent im ersten Jahr für Elektrofahrzeuge vorgeschlagen. Darauf warten viele Flottenmanager. Wenn man das typische Profil eines Lieferdienstes durchrechnet, ist das Elektrofahrzeug wegen der viel niedrigeren Betriebskosten heute schon leicht im Vorteil. Die Sonderabschreibung wäre dann das entscheidende Argument für den Flottenmanager.

ZEIT WISSEN: Wie viele Elektroautos werden 2020 hierzulande fahren?

Eichhorn: Die Experten rechnen derzeit damit, dass ohne weitere Fördermaßnahmen bis 2020 knapp 400.000 E-Autos auf deutschen Straßen unterwegs sein werden. Um die Million zu erreichen, sind ein schneller Ausbau der Ladeinfrastruktur und weitere gezielte Fördermaßnahmen nötig.