Lohnen sich Elektrofahrzeuge?

Der vierte Teil der Serie „Elektromobilität – Hype oder Heilsbringer?“ geht der Frage nach, ob sich Elektrofahrzeuge finanziell lohnen und ob sie sicher und alltagstauglich sind?  

In der Schweiz gibt es bereits zahlreiche öffentliche Ladestationen, an denen Elektroautos geladen werden können. Verschiedene Akteure investieren zurzeit in den Aufbau der Ladeinfrastruktur. Quelle: lemnet.org

Beim Autokauf zählen Preis, Marke, Design und Zuverlässigkeit zu den entscheidenden Kaufargumenten für den Konsumenten. In Sachen Design gehören die aktuell verfügbaren Elektrofahrzeuge zu den Trendsettern. Bereits heute bieten zahlreiche Automarken einige Elektrofahrzeuge an. Bis 2020 wird praktisch jede Automarke verschiedene Elektroautos anbieten, so dass beim Autokauf auch die Marke kein Kaufhindernis mehr sein wird. Doch wie schneiden Elektrofahrzeuge in Sachen Preis und Zuverlässigkeit im Vergleich mit Benzin- und Dieselfahrzeugen ab?

 

Günster als ein Dieselfahrzeug?

Elektrofahrzeuge sind heute in der Anschaffung meistens (deutlich) teurer als vergleichbare konventionelle Fahrzeuge. Im Betrieb sind Elektroautos aber bedeutend günstiger als Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren. Hauptgründe sind die geringeren Service- und Unterhaltskosten sowie die deutlich tieferen Treibstoffkosten (Strom vs. Benzin/Diesel). Die Gesamtkosten über die Nutzungsdauer fallen daher schon heute in vielen Fällen zu Gunsten der Elektroautos aus. Besonders dann, wenn das Fahrzeug viel gefahren und/oder lange gehalten wird. Die Kostenvorteile zeigen sich vor allem bei Klein- und Mittelklassewagen. Im Luxussegment gilt dies nicht unbedingt. Ein Tesla S ist auch über die gesamte Lebensdauer leicht teurer als ein vergleichbarer Mercedes E-Klasse (Diesel).

 

Erhöhtes Brandrisiko?

Elektrofahrzeuge sind avantgardistisch und über die gesamte Nutzungsdauer billiger als konventionelle Fahrzeuge. Mit der zunehmenden Verbreitung elektrischer Fahrzeuge rückt die neue Technologie auch in den Fokus der Rettungskräfte. Wie bei Benzin- und Dieselmotoren ist der Energieträger auch beim Elektromobil der Knackpunkt bei einem Unfall. Während bei den Verbrennungsmotoren vor allem austretende Treibstoffe eine Brandgefahr darstellen, bergen beim Elektrofahrzeug der mögliche Stromschlag und die mögliche Selbstentzündung der Lithium-Ionen-Batterien die Gefahren. Die Stilllegung des Stromkreislaufs, um einen Stromschlag zu verhindern, ist daher der erste Schritt für Rettungskräfte nach Ankunft bei der Unfallstelle. Moderne Elektromobile haben zwar eine Notabschaltung, die den Hochvoltkreislauf bei einem Unfall deaktiviert. Doch Rettungskräfte haben gemeinsam bereits einen Notfallplan für den Fall erarbeitet, dass die automatische Abschaltung nicht wie gewünscht erfolgte. Ein weiteres Risiko ist die Selbstentzündung der Batterie. Dies kann bereits am Unfallort geschehen, aber auch erst in den Folgetagen weit weg vom Unfallort. Analysen des Allianz Zentrums für Technik zeigen aber, dass bei serienmässigen Elektro- und Hybridfahrzeugen kein erhöhtes Brandrisiko gegenüber Fahrzeugen mit konventionellem Antrieb besteht. Fängt eine Batterie eines E-Mobils aber einmal Feuer, gilt landläufig die Befürchtung, dass der Brand nicht gelöscht werden kann. In verschiedenen Tests haben Rettungskräfte aber gezeigt, dass durch enormen Wassereinsatz ein solcher Brand unter Kontrolle gebracht werden kann. Geregelt ist der Umgang mit Batterien von Elektrofahrzeugen nach einem Unfall allerdings nicht. Polizei, Feuerwehr, Ambulanz und weiter Akteure arbeiten aktuell aber an Vorschlägen. Elektrofahrzeuge sind bereits heute so sicher wie herkömmliche Fahrzeuge. Insgesamt sind Elektrofahrzeuge relativ sogar um ein Viertel seltener in Unfälle verwickelt. Allerdings sind im Falle eines Unfalls die Kosten aber um rund 25 Prozent höher. Das liegt auch daran, dass noch nicht jede Werkstatt für die Reparatur eines E-Mobils optimal ausgerüstet ist.

 

Über 2‘300 öffentliche Ladestationen

Moderne Elektrofahrzeuge sind praktisch zu 100 Prozent vergleichbar mit herkömmlich angetriebenen Fahrzeugen. Das trifft auf die Performance, auf den Fahrkomfort, das Platzangebot und die Sicherheit zu. Grosse Unterschiede bestehen heute noch bei der Reichweite und der Ladeinfrastruktur. Während Benzin- und Dieselfahrzeuge heutzutage gut und gerne 800 Kilometer Reichweite vorweisen, beträgt sie bei den heute verfügbaren Elektroautos im besten Fall die Hälfte. Die Reichweite der E-Mobile wird sich in den nächsten Jahren allerdings weiter erhöhen, so dass die 500-Kilometer-Marke in Griffweite rückt. Immer mehr Reichweite ist zudem nicht nur vorteilhaft. Dafür braucht es immer schwerere Batterien, was wiederum den Energieverbrauch der Autos belastet, bei gleichzeitig sehr hohen Grenzkosten. Mittelfristig liegt das Batteriegrössen-Optimum daher bei einer realen Reichweite von 300-400 Kilometer. Die reduzierte Reichweite muss aber kein Hindernis sein, denn die Schweiz verfügt über eine bereits gut ausgebaute Ladeinfrastruktur. Schweizweit waren gemäss der online Plattform lemnet.org bereits über 2‘300 öffentlich zugängliche Ladestationen registriert. Alleine in der Region Zürich sind rund 350 Ladestationen installiert, welche von allen genutzt werden können. Die meisten dieser Ladestationen bieten eine Ladeleistung von 11 oder 22 Kilowatt an. Hier muss das Elektrofahrzeug 1 bis 2 Stunden oder länger stehen und geladen werden, um substanziell nachzuladen. 50 Ladestationen im Raum Zürich bieten eine Ladeleistung von 40 Kilowatt oder mehr an. So kann bei einer Ladedauer von 30 Minuten (z.B. während dem Einkaufen oder einer Verpflegungspause) 100 Kilometer Reichweite nachgeladen werden. Zukünftig wird sich die Ladeleistung an den Ladesäulen deutlich erhöhen. Geplant sind Ladestationen mit 100 bis 150 Kilowatt Ladeleistung, sodass innert Minuten bedeutend nachgeladen werden kann. Investitionen haben und werden vor allem von Energieversorgern getätigt, um neue Geschäftsfelder zu erschliessen. Aber auch Einkaufszentren, Hotels oder Restaurants bieten Ladestationen an, um den Comfort ihrer Kunden zu erhöhen.

 

Fazit: Elektrofahrzeuge sind in praktisch allen Belangen vergleichbar mit herkömmlichen Fahrzeugen. Die bereits vorhandene öffentliche Ladeinfrastruktur in der Schweiz, welche aktuell deutlich ausgebaut und verstärkt wird, macht Elektrofahrzeuge bereits heute alltagstauglich.

 

Rund um das Thema Elektromobilität wird viel geredet und geschrieben. Dabei kursieren viele Behauptungen, die das Image beeinflussen. Weshalb die Elektromobilität als Hoffnungsträger gilt, wie stark die Stromnachfrage steigt, wie es um die Klima- und Ökobilanz steht, wie weit Elektroautos wirklich kommen und wie viele es davon in 20 Jahren geben wird, lesen Sie in der fünfteiligen Serie „Elektromobilität – Hype oder Heilsbringer?“.

Teil 1: Herkulesaufgabe für die Elektromobilität

Teil 2: Blackout durch Elektromobilität?

Teil 3: Wie sauber sind Elektroautos?

Teil 4: Lohnen sich Elektrofahrzeuge?

Teil 5: Grenzen der Elektromobilität

 

Lohnen sich Elektrofahrzeuge?

Blackout durch Elektromobilität?

Der zweite Teil der Serie „Elektromobilität – Hype oder Heilsbringer?“ zeigt, wie viel Strom die Elektromobilität braucht und wie stark die Stromnetze belastet werden.

Der morgentliche Kaffee, das Mittagessen um 12 Uhr, Zähneputzen vor dem ins Bett gehen – der Mensch liebt Regelmässigkeit in seinem Tagesablauf. Wie am Abend zu Hause das Smartphone an der Steckdose eingesteckt wird, könnte künftig am Abend bei der Rückkehr von der Arbeit, vom Fitness oder dem Einkaufen das Elektrofahrzeug am Parkplatz zuhause eingesteckt und geladen werden. Hat die Schweiz überhaupt genügend Strom, um zukünftig so viele Elektroautos zu versorgen und ist es für die Stromnetze ein Problem, wenn abends alle gleichzeitig ihre Elektromobile anschliessen?

Was ist ein Elektroauto?

Die Elektromobilität umfasst all jene Fahrzeuge, die ihre Energie überwiegend aus dem Stromnetz beziehen, also extern aufladbar sind. Der Strom stellt bei der Elektromobilität den eigentlichen „Treibstoff“ dar. Dazu gehören batterie-elektrisch betriebene Fahrzeuge, wie der Tesla Model S und X, der Renault Zoe oder der BMW i3, Elektrofahrzeuge mit einem kleinen Verbrennungsmotor zur Reichweitenverlängerung (z.B. BMW i3 mit Range Extender) sowie am Stromnetz aufladbare Plug-in-Hybridfahrzeuge, in denen sowohl ein E-Motor als auch ein Verbrennungsmotor für den Antrieb sorgen. Herkömmliche Hybridfahrzeuge wie der Toyota Prius gehören in diesem Sinne nicht zur Elektromobilität. Hybridfahrzeuge bieten eine Kombination aus Verbrennungs- und Elektromotor und verfügen über eine kleine Batterie. Die Batterie eines Hybridfahrzeugs wird über den Verbrennungsmotor und nicht über das Stromnetz aufgeladen. Hybridfahrzeuge sind zwar sehr effiziente Fahrzeuge, gehören aber nicht zur Elektromobilität.

Immer mehr Elektroautos

Die Schweiz zählte Ende 2017 über 4,5 Millionen Personenwagen. Zwei Drittel davon sind Benzinfahrzeuge. Weitere knapp 30 % sind Dieselfahrzeuge. Hybridfahrzeuge machten Ende 2017 1,6 % des Fahrzeugbestandes aus. Mehr als 14‘400 reine Elektrofahrzeuge waren Ende 2017 in der Schweiz immatrikuliert. Zusammen mit den Plug-in-Hybridfahrzeugen machten sie Ende 2017 aber noch weniger als 1 % des Fahrzeugbestandes aus. Bei den neu verkauften Personenwagen ist der Anteil an Elektrofahrzeugen in den letzten Jahren stetig gestiegen. 2017 wurden schätzungsweise 5‘000 batterie-elektrische Personenwagen und mehr als 3‘500 Plug-in-Hybride verkauft. Die Elektroautos beanspruchten damit 2017 knapp 3 % des Neuwagenmarktes für sich. In den nächsten Jahren dürfte dieser Wert rasch ansteigen.

Der Anteil der Elektroautos (batterie-elektrisch und Plug-in-Hybride) am Neuwagenmarkt wird in den nächsten Jahren stark ansteigen. Die drei abgebildeten Szenarien ergeben sich durch unterschiedliche politische Rahmenbedingungen. Bildquelle: EBP

Szenarien der Elektromobilität

In Norwegen waren im Dezember 2017 bereits 52 % der Neuwagen elektrisch. Nahezu alle grossen Automobilhersteller haben in den vergangenen Jahren umfassende Elektromobilitätsstrategien und Rollout-Konzepte zur Elektrifizierung ihrer Modellpalette angekündigt, darunter neu auch Volkswagen, Daimler, der französische PSA-Konzern, Mercedes oder Porsche. Auch von Seiten der Politik gibt es klare Indizien dafür, dass das Wachstum der Elektromobilität in den kommenden Jahrzehnten steil nach oben zeigen dürfte. Mit dem Inkrafttreten des Abkommens von Paris müssen die CO2-Emissionen im Verkehrssektor deutlich zurückgehen. Infolgedessen wird das geltende CO2-Gesetz in der Schweiz für den Zeitraum von 2021 bis 2030 totalrevidiert. China ist der mit Abstand grösste Markt der Elektromobilität. Im Jahr 2016 wurden rund 40 % aller weltweit verkauften Elektrofahrzeuge in China abgesetzt. Ab 2019 müssen Autohersteller in China zehn Prozent ihrer Fahrzeuge mit elektrischem Antrieb verkaufen. Im Jahr 2020 gilt dann eine Quote von 12 %.

In der Schweiz sehen die aktualisierten Szenarien der Elektromobilität des Beratungsbüros EBP für das Jahr 2020 einen Neuwagenmarktanteil von rund 5 % vor. Im Jahr 2025 könnte dann bereits jedes fünfte verkaufte Auto ein Elektrofahrzeug sein. Bis im Jahr 2035 machen Elektroautos 25-60 % der Neuwagenflotte in der Schweiz aus. Zwischen dem Neuwagenmarkt und dem Fahrzeugbestand gibt es natürlich eine Verzögerung. Das Durchschnittsalter der Personenwagen in der Schweiz beträgt 8-9 Jahre. Wenn im Jahr 2035 also 50 % des Neuwagenmarktes durch Elektroautos dominiert wird, dauert es nochmals rund ein Jahrzehnt bis auch 50 % aller auf der Strasse verkehrenden Fahrzeuge elektrisch fahren.

 

5 Prozent mehr Stromverbrauch

Im Jahr 2035 dürften bereits mehr als eine Million Elektrofahrzeuge auf Schweizer Strassen verkehren. Alle diese Fahrzeuge benötigen Strom. Während der Strombedarf der Elektrofahrzeuge aktuell noch unbedeutend ist, steigt die Stromnachfrage der Elektromobilität bis 2035 möglicherweise auf 1.5 bis 3 Milliarden Kilowattstunden an. Dies würde allerdings lediglich rund drei bis fünf Prozent des heutigen Stromverbrauchs der Schweiz ausmachen. Selbst wenn im Jahr 2050 alle Autos in der Schweiz elektrisch fahren, würden knapp 8 TWh Strom oder rund 13 % des heutigen Stromverbrauchs der Schweiz dafür ausreichen. Dies zeigt eindrücklich, wie effizient die Elektromobilität ist.

 

Gesteuertes Laden wird nötig

Der Stromverbrauch der Elektromobilität bleibt also überschaubar. Da lange Ladezeiten dem Kunden zuliebe aber vermieden werden wollen, wird mit hoher Leistung geladen. Wenn viele Elektroautos zur selben Zeit am selben Ort laden, kann dies Stromnetze künftig vor Herausforderungen stellen. Im Jahr 2035 wird die Elektromobilität eine maximale, gleichzeitige Lastspitze von knapp 1‘000 Megawatt verursachen. Dies ist eine relevante Höhe, wenn man bedenkt, dass die jährliche Leistungsspitze im Schweizer Stromsystem bisher bei rund 10‘000 Megawatt liegt. Die Elektromobilität wird zukünftig also einen klaren Einfluss auf die Lastspitzen im Stromsystem haben.

Während der Stromverbrauch der Elektromobilität kaum ein Problem darstellen wird, gilt besonderes Augenmerk den Lastspitzen der Elektromobilität. Durch zeit- oder ferngesteuertes Laden oder durch den Einsatz von dezentralen Speichern können diese Lastspitzen, ohne gleichzeitig hohe Stromproduktion von erneuerbaren Energien, vermieden werden. Längerfristig ist deshalb eine Steuerung der Ladevorgänge, vor allem bei Heimladungen, sinnvoll. Verteilnetzbetreiber haben daher schon heute ein Interesse daran, dass vorwiegend smarte Ladestationen eingebaut werden und die Ladeleistungen bei Heimladungen begrenzt wird.

 

Rund um das Thema Elektromobilität wird viel geredet und geschrieben. Dabei kursieren viele Behauptungen, die das Image beeinflussen. Weshalb die Elektromobilität als Hoffnungsträger gilt, wie stark die Stromnachfrage steigt, wie es um die Klima- und Ökobilanz steht, wie weit Elektroautos wirklich kommen und wie viele es davon in 20 Jahren geben wird, lesen Sie in der fünfteiligen Serie „Elektromobilität – Hype oder Heilsbringer?“.

Teil 1: Herkulesaufgabe für die Elektromobilität

Teil 2: Blackout durch Elektromobilität?

Teil 3: Wie sauber sind Elektroautos?

Teil 4: Lohnen sich Elektrofahrzeuge?

Teil 5: Grenzen der Elektromobilität

 

Blackout durch Elektromobilität?