Im Jahr 2023 ist die Elektromobilität besonders gefordert, sich weiterhin in der breiten Bevölkerung durchzusetzen. Dieser Kreuzzug gegen CO2 und andere Stickoxide ist noch lange nicht gewonnen, insbesondere wenn es darum geht, die Elektromobilität für den alltäglichen Bedarf attraktiver zu machen. Kennzahlen wie Preis, Reichweite und Ladedauer spielen dabei eine wesentliche Rolle. Doch nun, im Jahr 2023, scheint Toyota einen Weg gefunden zu haben, die Vorteile von Feststoffbatterien für die Elektromobilität nutzen zu können.
Der quantitative Kampf der Elektroautos
Während sich der Kaufpreis bei Tesla bereits ein wenig relativiert hat und somit auch für die gehobene Mittelschicht leistbar wird, gibt es auch immer mehr kleine Elektroautos in der Kompaktklasse. Dies kann als ein quantitaiver Angriff auf die herkömmlichen Verbrenner verstanden werden.
Reichweite und Alltagstauglichkeit
Bei der Reichweite und der Alltagstauglichkeit hingegen haben Verbrenner trotzdem weiterhin die Nase vorne. Viele Menschen sind nach wie vor der Meinung, dass ein reines Elektroauto für sie nicht in Frage käme. Offener zeigt man sich hingegen bei der flexiblen Hybrid-Technologie, die aus beiden Welten schöpfen kann.
Um im Jahr 2023 mit einem Elektroauto alltagstauglich zurecht zukommen, müssen im Alltag jener Personen einige Parameter damit konform gehen, wie zum Beispiel:
- eigene Lademöglichkeit zu Hause und am Arbeitsplatz (im Idealfall in der Garage, damit im Winter nicht in der Kälte geladen werden muss)
- grundsätzlich keine Erfordernis für lange Reise-, Urlaubs- oder Dienstfahrten (im Idealfall ein zweites Verbrenner-Auto für diesen Zweck)
- … oder zumindest sicher verfügbare Ladestationen auf den jeweiligen Routen
.. und ja, es gibt jene Elektroauto-Fahrer, die sich nebenbei auch zusätzlich einen (oder mehrere) Verbrenner leisten. Bei jenen Menschen, die in der Stadt wohnen, keinen eigenen Garagenplatz mit Wallbox besitzen und somit rein von öffentlichen Ladesäulen abhängig sind, ist der Komfort der Alltagstauglichkeit in weiter Ferne.
Die Ladedauer bei Elektroautos
Auch die Ladedauer ist immer noch ein Kritikpunkt bei der Alltagstauglichkeit. Obwohl die neuesten Modelle mit beachtlichen Ladezeiten aufwarten können, ist diese Technologie aus aktueller Sicht letztendlich aber dennoch „nur“ den betuchten Elektroauto-Enthusiasten zugänglich.
Die weltweit 45.000 Tesla Supercharger-Ladestationen liefern in vermeintlicher Höchstgeschwindigkeit die nötige elektrische Power um beispielsweise ein Model S für weitere 322 Kilometer km in nur 15 Minuten aufzuladen. Klingt gut, sofern auch eine Ladestation verfügbar ist. Mit möglichst intelligenten Laderouten-Planungsoptionen (bei Tesla heißt das „Trip Planner“) wird versucht, die Reise von A nach B möglichst einfach, wegsparend und alltagstauglich zu gestalten. Für den stressfreien Freizeit-Elektrofahrer ist das eine willkommene Zusatzbeschäftigung, die er gerne in Kauf nimmt. Anders hingegen sieht das bei Menschen aus, die unter Termin- und Zeitdruck ihre Reise machen müssen.
WLTP und realistische Reichweiten bei Elektroautos
Der WLTP-Wert steht für „Worldwide Harmonized Light Vehicles Test Procedure„ (Weltweit harmonisiertes Verfahren für leichte Fahrzeuge) und bezieht sich auf ein standardisiertes Testverfahren zur Messung des Kraftstoffverbrauchs und der CO2-Emissionen von Fahrzeugen, einschließlich Autos und leichten Nutzfahrzeugen.
Der WLTP-Wert wurde entwickelt, um realistischere und zuverlässigere Daten zum Kraftstoffverbrauch und den Emissionen von Fahrzeugen im Vergleich zum früheren Neuen Europäischen Fahrzyklus (NEFZ) zu liefern. Der NEFZ war ein älteres Testverfahren, das jedoch als weniger realistisch angesehen wurde, da es keine genaue Abbildung der realen Fahrbedingungen bot.
Der WLTP-Test ist anspruchsvoller und berücksichtigt eine breitere Palette von Fahrbedingungen, wie z.B. verschiedene Geschwindigkeiten, Beschleunigungsphasen, Stop-and-Go-Verkehr und höhere Geschwindigkeiten auf Autobahnen. Dadurch sollen die gemessenen Werte genauer die tatsächliche Leistung eines Fahrzeugs im realen Straßenverkehr widerspiegeln.
Die Einführung des WLTP-Wertes hat Auswirkungen auf die Kennzeichnung von Fahrzeugen und die Festlegung von CO2-Emissionsstandards in vielen Ländern. Es soll den Verbrauchern genauere Informationen über den Kraftstoffverbrauch und die Emissionen von Fahrzeugen bieten und dazu beitragen, den Übergang zu umweltfreundlicheren Fahrzeugen zu fördern.
Der WLTP gilt auch für Elektrofahrzeuge. Das Testverfahren wurde entwickelt, um realistischere und zuverlässigere Messungen des Kraftstoffverbrauchs und der CO2-Emissionen von Fahrzeugen zu liefern, unabhängig von ihrer Antriebsart, sei es Benzin, Diesel, Hybrid oder elektrisch.
Für Elektrofahrzeuge berücksichtigt der WLTP-Test die spezifischen Eigenschaften und Fahrbedingungen von EVs (Electric Vehicles). Er berücksichtigt Faktoren wie:
- die Effizienz des Elektromotors
- den Energieverbrauch der Batterie
- die Rekuperation (Rückgewinnung von Energie beim Bremsen)
… und andere Aspekte, die für die Leistung und den Energieverbrauch von Elektrofahrzeugen relevant sind.
Die Einführung des WLTP-Wertes für Elektrofahrzeuge ist wichtig, um vergleichbare Informationen über die Reichweite und den Energieverbrauch von Elektroautos zur Verfügung zu stellen. Dies ermöglicht es den Verbrauchern, Entscheidungen zu treffen und die Leistung verschiedener Elektrofahrzeuge besser zu vergleichen.
In der Realität weicht der Verbrauch / die Reichweite oft vom WLTP-Wert ab
In der Praxis kann die tatsächliche Reichweite und der Energieverbrauch eines Elektroautos von den im WLTP-Wert angegebenen Werten abweichen. Der WLTP ist lediglich ein standardisiertes Testverfahren, das unter kontrollierten Laborbedingungen durchgeführt wird, um vergleichbare Daten für verschiedene Fahrzeuge zu liefern. Es berücksichtigt zwar diverse Fahrbedingungen, um möglichst realistischere Ergebnisse zu ermitteln, aber es kann immer noch nicht alle realen Faktoren widerspiegeln.
Die tatsächliche Reichweite von Elektrofahrzeugen hängen in der Praxis von vielen Faktoren ab:
Der eigene Fahrstil: Ein aggressiver Fahrstil mit häufigem Beschleunigen und Bremsen kann den Energieverbrauch erhöhen und somit die Reichweite verringern.
Streckenprofil: Fahrten in hügeligem Gelände oder bei höheren Geschwindigkeiten auf der Autobahn können den Verbrauch erheblich erhöhen.
Wetterbedingungen: Speziell Kälte (im Winter) oder extreme Hitze können den Energieverbrauch beeinflussen, da Heizung oder Klimatisierung die Batterie belasten. Hinzu kommt, dass die Akkus im kalten Zustand bei Weitem nicht ihr Potenzial ausschöpfen können und sogar in Mitleidenschaft gezogen werden. Der Winter ist immer schon eine problematische Zeit für die Elektromobilität gewesen.
Nutzung von Zubehör: Die Verwendung von Heizung, Klimaanlage, Sitzheizung, Unterhaltungssystemen und anderen elektrischen Zubehörteilen kann zusätzlich den Energieverbrauch erhöhen.
Ladezustand der Batterie: Die Kapazität und Effizienz der Batterie können sich im Laufe der Zeit ändern, was sich erheblich auf die Reichweite und die Ladedauer auswirken kann. Auch hier ist das Thema „Kälte im Winter“ nicht zu unterschätzen.
Aus diesen Gründen sollten Verbraucher bei der Einschätzung der Reichweite und des Verbrauchs eines Elektrofahrzeugs immer beachten, dass die tatsächlichen Werte je nach individuellen Faktoren variieren können.
Zum Entwicklungsschritt der Feststoffbatterien bei Elektrofahrzeugen
Feststoffbatterien, auch als Solid-State-Batterien bezeichnet, sind eine Art von Batterietechnologie, die sich von herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien unterscheidet. Der Hauptunterschied liegt in der Art und Weise, wie die elektrolytische Substanz in der Batterie verwendet wird.
In herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien besteht der Elektrolyt aus einer flüssigen oder gelartigen Substanz, welche die Bewegung von Ionen zwischen den Elektroden ermöglicht. In Feststoffbatterien hingegen besteht der Elektrolyt aus einem festen Material, daher auch der Name „Feststoff“. Dieses feste Elektrolytmaterial kann die Ionenbewegung immer noch ermöglichen, ist jedoch im Vergleich zu flüssigen Elektrolyten oft stabiler und weniger anfällig für Leckagen oder thermische Probleme.
Feststoffbatterien bieten mehrere potenzielle Vorteile gegenüber Lithium-Ionen-Akkus:
Höhere Energiedichte: Feststoffbatterien könnten eine höhere Energiedichte haben, was zu längeren Laufzeiten in elektronischen Geräten oder längeren Reichweiten in Elektrofahrzeugen führen könnte.
Sicherheit: Da die festen Elektrolyte weniger anfällig für Überhitzung und thermische Ausfälle sind, könnten Feststoffbatterien sicherer sein und ein geringeres Risiko für Brände oder Explosionen aufweisen.
Schnellere Ladezeiten: Feststoffbatterien könnten auch schneller aufgeladen werden, da sie eine höhere Ionenleitfähigkeit aufweisen könnten.
Längere Lebensdauer: Die stabile Natur der festen Elektrolyte könnte dazu beitragen, die Lebensdauer der Batterien zu verlängern.
Trotz dieser vielversprechenden Vorteile stehen Feststoffbatterien auch vor Herausforderungen wie der Entwicklung geeigneter Elektrolytmaterialien, Skalierung der Produktion und der Sicherstellung einer wirtschaftlich lebensfähigen Herstellung.
Angriff aus China und Japan: der Nio ET7 mit Feststoffbatterie und 1.000 km Reichweite und Toyota plant eine Reichweite von bis zu 1.200 km
Ab dem Jahr 2024 soll der Nio ET7 mit Feststoffbatterie eine Reichweite von bis zu 1.000 Kilometern vorweisen können und Toyota will hier noch etwas darüber hinaus gehen. Der japanische Automobil-Gigant, der sich in jüngerer Vergangenheit eher mit Wasserstoff- und Hybrid-Technologien befasst hat, kündigt nun an, dass es ab dem Jahr 2027 bei Toyota Elektroautos mit Feststoffbatterien geben soll, die in nur 10 Minuten (!!!) geladen werden können und damit eine Reichweite von etwa 1.200 Kilometern bieten. Diese sensationelle Ankündigung wäre natürlich ein Quantensprung in der Alltagstauglichkeit der Elektromobilität, wenn sich dieses groß gesteckte Ziel auch wirklich realisieren lässt.
Eines ist aber gewiss: damit könnte es die Elektromobilität wirklich schaffen, den Verbrenner auf mittelfristige Sicht im Kreuzzug der Mobilität zu besiegen.
