Spricht man über Elektro-Autos, kommt auch ganz schnell die Sprache auf die Batterien. Die Sorge ist groß, die Batterie würde zu schnell „kaputt gehen“. Die Autos wären dann schon nach wenigen Jahren nichts mehr wert. Und überhaupt wäre das dann alles nur Sondermüll und müsse aufwendig entsorgt werden. Aber stimmt das alles so? Räumen wir hier mal etwas mit paar Vorurteilen auf.
Thema: Haltbarkeit der Batterie
Unsere Sorge, die Batterie könnte nicht allzu lange halten, rührt im Grunde genommen von zwei Beobachtungen her. Zum Einen der starke Wertverlust von gebrauchten Elektrofahrzeugen, aber dazu später mehr, und zum Anderen die Haltbarkeit der wohl allzu bekannten Starterbatterie unserer Verbrenner-Fahrzeuge.
Es ist richtig, die altbekannte Starterbatterie hatte nur ein sehr begrenztes Leben. Es handelt sich hierbei um eine Blei-Säure-Batterie, eine sehr altbewährte Batterietechnik, die viele Vorteile, aber auch gravierende Nachteile mit sich bringt. Sie ist sehr robust was hohe Ströme angeht und kann kurzzeitig mehrere hundert Ampere liefern, bei einer vergleichsweise geringen Größe. Sie ist unempfindlich für hohe Temperaturen und auch Minusgrade können ihr wenig anhaben, wenngleich auch die Leistung ein wenig sinkt. Allerdings hat sie auch eine sehr geringe Energiedichte im Vergleich zur Größe und Gewicht. Nahezu die Hälfte ihrer Kapazität ist faktisch nicht nutzbar, da die Spannung bereits bei 50% Ladezustand so weit einbricht dass eine Nutzung kaum mehr möglich ist. Auch ist sie überhaupt nicht Zyklen-fest. Eine herkömmliche Flüssigbatterie hat eine Lebenserwartung von gerade einmal ca. 60 Ladezyklen. Bei EFB-Batterien sind es immerhin ca. 150 und AGM-Batterien kommen auf ca. 300 Zyklen. Zur Erinnerung: Ein Ladezyklus ist ein vollständiges Entladen und wieder Aufladen der Batterie. Also beispielsweise einer 50Ah-Batterie alle 50 Amperestunden einmal entladen und wieder aufladen. Dabei macht es auch keinen Unterschied ob das in Eins passiert, oder in vielen kleinen Lade-Entlade-Zyklen. Einmal 50Ah raus und wieder rein ist ein Zyklus.
Hier erkennt man schon warum diese Batterien nicht für den Antrieb genutzt werden. Das hohe Gewicht und die geringe Zyklenfestigkeit disqualifizieren sie quasi von vorne herein. Bei den Antriebsbatterien kommt eine komplett andere Batterietechnik zum Einsatz: Lithium-Ion.
Im Grunde genommen ist Lithium-Ion ein Überbegriff für verschiedene Akkutechnologien, welche alle Lithium als Elektrolyt verwenden. Sie unterscheiden sich jedoch in der Beschaffenheit der Elektroden. Am geläufigsten ist NMC (Nickel-Mangan-Cobalt). Diese Akkus werden auch in unseren Smartphones eingesetzt. Sie zeichnen sich durch eine extrem hohe Energiedichte aus, bei einem sehr geringen Gewicht. Dabei verkraften sie weit über 1000 Ladezyklen ohne dabei nennenswert an Kapazität zu verlieren.
Jetzt wird so mancher sicher sagen, „aber der Akku im Handy ist auch nach 2 Jahren Schrott“. Stimmt, allerdings sind die Rahmenbedingungen im Handy ganz andere. Geringe Platzverhältnisse lassen kaum Reserven. Damit das Smartphone den ganzen Tag durchhält und gleichzeitig nicht dick wie ein Ziegelstein ist, wird die Akkukapazität gnadenlos ausgenutzt. Dieser Umstand, sowie auch die hohen Temperaturen durch naheliegende Elektronik stressen den Akku extrem und lassen ihn schnell altern.
Beim Elektroauto sieht das anders aus. Hier werden die Zellen des Akkus niemals komplett geladen und entladen. Tatsächlich nutzt die Ladeelektronik der Fahrzeuge den Akku nur in den mittleren ca. 60%. Geladen wird immer nur bis 80% und beim Entladen ist bereits bei 20% Schluss. Davon bekommen wir nichts mit, denn die für uns sichtbare Anzeige geht natürlich von 0 bis 100%, nur das der Akku tatsächlich bei 80% Ladung ist, wenn wir 100% gezeigt bekommen. Zusätzlich dazu werden die Akkupacks vieler Elektrofahrzeuge aktiv beheizt oder gekühlt um sie immer im idealen Temperaturbereich zu halten. Durch diese Techniken erhöht sich die Anzahl der Ladezyklen um ein Vielfaches.
Tatsächlich kann man garnicht genau sagen um wie viel sie sich erhöht, da wir dazu derzeit einfach noch zu wenig verlässliche Daten zur Verfügung haben. Hersteller geben oft eine Garantie von 160000km oder 8 Jahren auf die Akkus. Betonung liegt auf Garantie, kein Hersteller hat Interesse daran etwas zu verschenken, hier geht es um außerplanmäßige Ausfälle. Seltene Einzelfälle. Fällt die Restkapazität des Akkus innerhalb dieser Zeit unter 80%, wird er kostenlos instand gesetzt oder ausgetauscht. Und dieser Fall tritt weitaus seltener ein, als angenommen wird. Auch muss meist nicht gleich der gesamte Akku getauscht werden. In der Regel sind es einzelne Zellen, wo die Verarbeitungsqualität abwich und Die aufgrund dessen vorzeitig gealtert sind. Von einem Verschleiß bedingten Ausfall kann man da noch lange nicht sprechen.
Von einigen wenigen Tesla, welche die Million Meilen geknackt haben, weiß man das die Akkus nach ca. 500000 Meilen (rund 800000km) wirklich verschlissen waren und getauscht werden mussten. Die wenigsten Autos kommen heute auf diese Laufleistung.
Letztendlich muss man aber auch sagen, vor großen Reparaturen sind auch Verbrenner nicht gefeit. Hier ist es nicht der Akku, sondern der Motor, welcher bei hohen Laufleistungen zu Buche schlägt. Hohe Wartungskosten fallen häufig schon in den ersten 100000km an und einige moderne Aggregate, welche auf jedes Gramm CO2 Einsparung getrimmt wurden, kommen kaum noch über 200000km. Ein Austausch ist dann ähnlich teuer wie ein neuer Akku beim Stromer.
Thema: Wertverlust
Sehen wir uns die Gebrauchtwagenpreise im Elektrosektor an, stellen wir schnell fest das sie insbesondere in den ersten zwei Jahren einen erheblichen Wertverlust erleiden und teilweise bis zu der Hälfte an Wert verloren haben. Hier spielen viele Faktoren mit rein, allerdings nicht den Batterieverschleiß.
In der freien Marktwirtschaft bestimmt die Nachfrage immer den Angebotspreis. Ist die Nachfrage hoch, ist es auch der Preis. Nun ist aber die Nachfrage nach gebrauchten Elektrofahrzeugen nicht unbedingt die Größte. Hier greifen potentielle Käufer oft lieber zu Neufahrzeugen, und das aus verschiedenen Gründen. Einer davon ist die Unsicherheit und das mangelnde Vertrauen in die Akkus. Man möchte einfach die volle Garantie haben um gegen Risiken abgesichert zu sein. Oft werden daher die Fahrzeuge auch nur geleast, anstatt sie zu kaufen.
Auch schreitet bei Elektrofahrzeugen die Entwicklung derzeit noch sehr schnell voran. Es kommen jährlich neue Modelle auf den Markt, teilweise mit erheblichen Verbesserungen in der Reichweite, der Ladegeschwindigkeit oder dem Komfort. Vorteile auf die man keinesfalls verzichten möchte. Bei Verbrenner ist das seit geraumer Zeit anders. Ein selten genutztes Assistenzsystem hier, ein neues Display da, kleine Unterschiede auf die man auch mal verzichten kann, wenn’s dafür günstiger ist. Da ist der Preis, auf dem Gebrauchtmarkt, (noch) erheblich stabiler.
Ein weiterer Faktor wurde mittlerweile abgeschafft, nämlich die E-Auto Prämie. Diese gab es fast ausschließlich für Neuwagen und hat somit viele potentielle Kunden vom Gebrauchtwagenmarkt weg gelockt. Doch auch heute noch locken viele Hersteller mit hohen Rabatten und versuchen die staatliche Prämie somit zu kompensieren.
Reden wir nicht lange drum herum. Elektrofahrzeuge erleiden einen massiven Wertverlust in den ersten Jahren. Dieses kann man ebenso als Nachteil, wie auch als Chance sehen. Wer bereit ist ein paar Abstriche zu machen, kann hier durchaus auch das eine oder andere Schnäppchen ergattern. Und nach den ersten paar Jahren gleicht sich dieser Effekt sogar aus und die Fahrzeuge bleiben über ihr restliches Leben ziemlich wertstabil.
Mit einem hat der Wertverlust jedenfalls nichts zu tun: der Batterie. Er sagt nichts über den Verschleiß des Energiespeichers aus. Die einzigen Gründe warum die elektrische Reichweite von Gebrauchtfahrzeugen verhältnismäßig gering angegeben wird ist der Entwicklungsstand und die Ehrlichkeit der Verkäufer. Die Reichweite der Fahrzeuge war auch schon im Neuzustand nicht so groß wie die aktueller Modelle, da die Entwicklung hier rasant voran schreitet. Auch geben Verkäufer oft die reale Reichweite an, welche sie im Alltag mit einer Akkuladung zurück legen. Die weichen natürlich stark von den Werten ab, und sind somit oft geringer, als die Hersteller im WLTP Prüfverfahren ermittelt haben. Das sind sie aber auch schon ab dem ersten Kilometer und nicht erst nach paar Jahren.
Thema: Sondermüll
So, und was passiert nun mit der Batterie, wenn sie wirklich irgendwann ihr Lebensende erreicht hat?
Nun, technisch gesehen spricht man hier von einer Restkapazität von 80%. Nun sollte jedem klar sein das eine Batterie, die noch 80% ihrer Restkapazität hat, noch lange nicht das Ende erreicht hat. Nur für den Mobilitätssektor ist sie dann nicht mehr so gut zu gebrauchen, da es hier wirklich auf jeden Kilometer Reichweite ankommt. Nur hat die Batterie dann noch lange nicht ausgedient. Sie kann beispielsweise in stationären Batteriespeichern zur Zwischenspeicherung von Photovoltaikenergie genutzt werden. Weltweit gibt es Projekte, welche ausrangierten Autobatterien, im großen Maßstab, so ein zweites Leben schenken. Aber auch diese Großprojekte haben es schwer an ausrangierte Traktionsbatterien zu kommen, da die Ausfallquote, wo wirklich einmal eine gesamte Batterie getauscht wird, und nicht nur einzelne Zellen, doch sehr gering ist. Hauptsächlich kommen die ausrangierten Batterien von Fahrzeugen, die ihre letzte Reise zum Verwerter antreten. Und um diese Batterien reißen sich auch die Verwerter, sowie weltweit die Batteriehersteller. Diese haben nämlich eine festgelegte Recyclingquote, an die sie sich halten müssen. Heißt also, das in neu hergestellten Akkuzellen immer eine gewisse Quote an recycelten Rohstoffen enthalten sein müssen.
Sehr eisern hält sich die Zahl 5%, wenn es um den Anteil geht zu dem alte Akkuzellen recycelt werden können. Diese Zahl taucht immer wieder auf und wird teilweise sogar in wissenschaftlichen Studien zitiert. Sie ist jedoch schlichtweg falsch! Ursprünglich tauchte diese Zahl in einer Studie im Jahr 2012 auf, wo es darum ging wie viele Antriebsbatterien dem Recycling zugeführt werden. Sie hat jedoch keinerlei Aussagekraft dazu wieviel Prozent einer Batterie tatsächlich recycelt werden kann. Es wurden zum Zeitpunkt der Studie lediglich festgestellt das 5% der Batterien dem Recyclingprozess zugeführt werden. Die restlichen 95% der Batterien ließen sich selbstverständlich auch recyclen, waren zum Zeitpunkt der Studie jedoch noch in Gebrauch.
Tatsächlich liegt die Recyclingquote der wertvollen Rohstoffe von Antriebsbatterien zwischen 95 und 100%. Hierzu gibt es grundsätzlich zwei verschiedene Verfahren. Zuerst werden die Zellen klein geschreddert und anschließend entweder eingeschmolzen oder in einem chemischen Verfahren in Säuren gelöst und so die einzelnen Rohstoffe, in einem mehrstufigen Verfahren, voneinander getrennt. Dieser Prozess benötigt natürlich Energie, jedoch weitaus weniger als die Förderung neuer Rohstoffe benötigen würde. Von daher ist es für die Hersteller wirtschaftlich absolut sinnvoll die Recyclingquote möglichst hoch zu halten. Und das führt auch dazu das die Batterien oft schon frühzeitig recycelt werden, wenn sie doch in stationären Speichern noch viele Jahre gut funktionieren würden. Hier funktioniert das Recycling so gut, das es fast schon zum Problem wird.
Thema: Sicherheit
„Strom kann dich lebensgefährlich umbringen und macht hässlich.“ – So oder so ähnlich zitiere ich gerne den Elektro-Youtuber „Zerobrain“. Kurz auf den Punkt gebracht, Strom ist gefährlich und davon steckt eine Menge in einer Antriebsbatterie. Zudem bergen NMC-Zellen auch ein erhebliches Brandrisiko. Horrorberichte von explodierenden Elektrofahrzeugen, während des Ladevorgangs, finden sich zu Hundert im Internet. Und wenn so ein Akku einmal thermisch hoch geht, dann brennt er explosionsartig, sehr heiß und lässt sich auch mit Wasser nicht so einfach wieder löschen, da der bei Luftkontakt sofort weiter brennen würde. Hier arbeiten Feuerwehren mittlerweile mit speziellen Schulungen und Löschtechniken, darunter das Fluten der Batterie mit Wasser oder das Einlagern in spezielle Wassercontainer. Auch Löschlanzen, die direkt in die Batterie eindringen und sie gezielt kühlen, kommen zunehmend zum Einsatz.
Allerdings muss man auch sagen dass das Risiko, das ein Akku dermaßen thermisch hoch geht, überschaubar gering ist. Ein paar wenige Serienfehler werden im Internet und von der Presse immer wieder hoch gehalten. von den Millionen von Elektrofahrzeugen, wo nichts passiert, hört man halt auch nichts. Und letztendlich schlafen die Meisten von uns nachts mit einem Smartphone neben dem Bett, welches am Ladekabel hängt. Da steckt der gleiche Akku drin, jedoch weitaus weniger aufwendig überwacht und daher weitaus gefährlicher. Wer jetzt glaubt das dieser, aufgrund seiner geringen Größe, weniger gefährlich wäre, sollte mal bei Youtube nach „Lithiumakku Explosion“ suchen und sich eines besseren belehren lassen.
Das größere Problem haben Werkstätten, die auf die neu aufkommende Elektromobilität entsprechend geschult sein müssen um Schäden am Fahrzeug, sowie dem Akku, frühzeitig als Gefahr erkennen zu können und dementsprechend zu handeln. Gerade nach einem Verkehrsunfall kann es dazu kommen das stromführende Kabel oder gar der Akku Beschädigungen aufweisen, welche gegen einen Weiterbetrieb sprechen. Hier gelten Autos mit vergleichsweise kleinen Schäden oft schon als Totalschaden und können nicht weiter betrieben werden, da die Sicherheit nicht weiter gewährleistet werden kann. Aus diesem Grund ist es auch dringend zu empfehlen Elektrofahrzeuge immer Vollkasko zu versichern um gegen einen finanziellen Totalausfall abgesichert zu sein.
Gern dramatisiert und verbreitet, aber in der Realität sind Batteriebrände extrem selten. Statistisch gesehen brennen Elektroautos nicht häufiger als Verbrenner – im Gegenteil, laut einiger Studien sogar seltener. Die meisten Brände bei E-Autos entstehen durch Unfälle mit massiven Schäden an der Batterie oder durch unsachgemäße Modifikationen.
Ein wichtiger Sicherheitsaspekt ist das Batteriemanagementsystem (BMS), das kontinuierlich Spannung, Temperatur und Ladezustand überwacht. Sobald es Unregelmäßigkeiten feststellt, greift es ein – sei es durch Reduzierung der Ladeleistung oder gar durch eine Abschaltung des Akkus. Zudem sind moderne Batteriepacks so konstruiert, dass sich ein möglicher Brand nicht sofort auf alle Zellen ausbreitet, sondern auf einzelne Module begrenzt bleibt.
Letztendlich bleibt das Risiko eines Batteriebrandes zwar vorhanden, aber nicht größer als bei herkömmlichen Fahrzeugen mit einem Benzin- oder Dieseltank. Wer sich also davor fürchtet, sollte sich erst recht Gedanken über brennende Verbrenner machen – denn die gehen genauso gut, wenn nicht sogar leichter, in Flammen auf.
Fazit
Die Skepsis gegenüber Elektroautos ist oft von alten Mythen und Halbwissen geprägt. Ja, es gibt Herausforderungen, aber viele der häufig geäußerten Bedenken – von der Haltbarkeit der Batterie bis zum Recycling – sind längst durch Technik und Erfahrung widerlegt. Tatsächlich halten moderne Akkus länger als oft behauptet, der Wertverlust liegt nicht an der Batterie, und das Recycling funktioniert besser als viele denken.
E-Autos sind keine perfekte Lösung, aber sie sind auch kein Sondermüll auf Rädern. Wer sich näher mit der Thematik beschäftigt, wird schnell erkennen, dass sich viele Vorurteile in Luft auflösen – ganz so wie die Abgase, die ein Elektroauto eben nicht ausstößt.