Elektromobilität und Batterien – Aktuelle Entwicklungen

Im Bereich der Batterietechnologie und Elektromobilität ging es die letzten Jahre zügig voran, wobei eine Innovation die nächste ablöste. Dieser dynamische Fortschritt ist entscheidend für das Gelingen der Energiewende und die Dekarbonisierung des Verkehrssektors. Doch wie steht es aktuell um die Evolution von E-Auto-Batterien und der Elektromobilität? Das Fraunhofer ISI liefert im Policy Brief „Batterien für Elektroautos – Faktencheck und Handlungsbedarf“ Antworten auf wichtige Fragen zur Batterie-Wertschöpfungskette. Dieser widmet sich der Entwicklung von Elektromobilität und E-Auto-Batterien, ihrer Umweltbilanz, erzielten Reichweiten, dem Umgang mit Altbatterien und der Brandgefahr.

Wissenschaftliche Analyse und Handlungsempfehlungen essenziell

Forschende weisen darauf hin, dass E-Pkw mit Batterien als Schlüssel für eine klimaneutrale Mobilitätswende in Deutschland und Europa unerlässlich sind. Deshalb sind eine wissenschaftliche Analyse ihrer Entwicklung und Handlungsempfehlungen von großer Bedeutung. Prof. Dr. Martin Wietschel, Leiter der Abteilung Energietechnologien und Energiesysteme, betont zudem:

„E-Pkw sind die wichtigste Antriebstechnologie, um Treibhausgasemissionen zu senken – und Batterien sind der Schlüssel dafür. Ihr Markthochlauf ist ein zentraler Baustein einer klimaneutralen Mobilitätstransformation in Deutschland und Europa. Daher ist es umso wichtiger, einen wissenschaftlich-analytischen Blick auf die Entwicklungen, Potenziale und Hindernisse bezüglich der Elektromobilität zu werfen und Handlungsempfehlungen zu geben – […].“

Überblick: Batterien für Elektroautos – Faktencheck und Handlungsbedarf

Um die steigenden CO₂-Emissionen im Verkehrssektor mit den politischen Klimazielen in Einklang zu bringen, werden batteriebetriebene Autos künftig eine Schlüsselrolle spielen. Gemäß Klimaschutzgesetz möchte man die CO₂-Emissionen bis 2030 um mindestens 65% und bis 2040 um mindestens 88% im Vergleich zu 1990 senken. Somit würde Deutschland bis 2045 das Klimaziel zur Treibhausneutralität erreichen. Jene Ziele sind im Verkehrssektor nur durch die Nutzung von emissionsarmen und emissionsfreien Pkw umsetzbar. Zudem müssen strikte Vorschriften eingehalten sowie wirtschaftliche Anreize geschaffen werden. In den meisten Bereichen der Öffentlichkeit und Politik werden die Nachhaltigkeit, Wirtschaftlichkeit und Praxistauglichkeit der Batterietechnologie infrage gestellt. Deswegen hat das Fraunhofer-Institut die wichtigsten Fragen um das Thema „Batterien für Elektroautos“ geklärt.

Entwicklung der Zulassungszahlen für E-Autos

Immer häufiger stellt sich die Frage, wie sich der Markt hinsichtlich der Zulassungszahlen für E-Autos entwickelt hat. Laut Studie des Fraunhofer-Instituts stieg die Nachfrage nach E-Autos in den letzten Jahren und der Anteil an Neuzulassungen liegt weltweit bei rund 20%. Weltweit wird der Neuwagen-Anteil von E-Pkw bei anhaltenden Klimaschutzanstrengungen bis 2030 voraussichtlich auf 40% steigen und bis 2035 sogar bei über 50% liegen. Während Deutschland nach Jahren des Wachstums im Jahr 2024 einen Rückgang bei den Neuzulassungen verzeichnete – primär durch einen abrupten Förderstopp bedingt – deuten die aktuellen Rahmenbedingungen auf eine neue Wachstumsphase hin.

Wirtschaftlichkeit und Umweltbilanz der E-Autos

Durch ihre geringeren laufenden Betriebskosten sind E-Autos bei den Gesamtkosten bereits heute wirtschaftlicher als Verbrenner. Es ist anzunehmen, dass diese positive Tendenz aufgrund der Verbreitung von gesteuertem und bidirektionalem Laden sowie weiter sinkenden Verkaufspreisen auch künftig bestehen bleibt. Laut Fraunhofer-Studie zeigen E-Pkw über ihren gesamten Lebenszyklus – von Herstellung bis Entsorgung – bereits heute eine signifikant bessere Treibhausgasbilanz als Verbrenner. Bei durchschnittlicher Fahrleistung sparen Mittelklasse-E-Pkw 40 bis 50% an CO2-Emissionen ein, da die Emissionen bei der Produktion in der Nutzungsphase überkompensiert werden. Zusätzlich optimieren auch das gesteuerte und bidirektionale Laden die Umweltbilanz. Allerdings bestehen bei E-Autos noch Herausforderungen bei der Nutzung kritischer Rohstoffe.

Reichweite, Brandgefahr und Altbatterie-Recycling

Momentan stellen die Spitzenmodelle unter den Elektroautos eine Reichweite von mindestens 400 Kilometern bereit. Dies empfinden die meisten E-Mobilisten als ausreichend. Dies liegt vor allem daran, dass die Ladezeit durch Schnelllademöglichkeiten kürzer wird. Obschon Fahrzeuge auch über Reichweiten von mehr als 1.000 Kilometer verfügen, so sind diese Modelle weitaus kostspieliger. Mit zunehmender Reichweite steigen demnach auch die Kosten und die ökologischen Folgen nehmen ebenfalls zu.

Im Hinblick auf das Altbatterie-Recycling ist anzunehmen, dass langfristig ausreichend Recyclingkapazitäten für End-of-Life-Batterien und Produktionsausschuss vorhanden sein werden. Demzufolge könnte man bis 2035 bis zu 30% des Lithium-, Nickel- und Kobaltbedarfs für die Batteriezellproduktion durch recycelte Materialien decken. Bezüglich der Brandgefahr hieß es weiter, dass der Löschaufwand bei Elektrofahrzeugen zwar größer sei, allerdings brennen sie nicht häufiger als Verbrenner. Die Studienergebnisse zeigen sogar, dass sie eine niedrigere Brandgefahr aufweisen – vor allem neuste Batteriesysteme.

Herausforderungen für den Arbeitsmarkt

Eine weitere Sorge und häufig auftretende Frage zum Thema Elektromobilität und Batterietechnologie sind die Herausforderungen für den Arbeitsmarkt in der Automobil- und Zuliefererindustrie. Zwar deuten viele Studien auf einen nennenswerten Beschäftigungsrückgang in der Branche hin – primär bedingt durch die hochautomatisierte Batteriezellproduktion – allerdings können neue Arbeitsplätze entstehen. Möglicherweise kompensieren entstehende Arbeitsplätze in anderen Branchen (z.B. Stromerzeugung, Ladeinfrastruktur) diesen Rückgang.

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