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Akku als elektrisierender Knackpunkt

Von Carsten Hebestreit, 14. Oktober 2017, 00:04 Uhr

Der Stromspeicher lädt viel Energie, doch fehlen noch die großen Reichweiten.

Zwischen Jänner und September 2017 wurden 4081 E-Autos in Österreich neu zugelassen – ein Plus gegenüber dem Vergleichszeitraum des Vorjahres von 39,8 Prozent. Ist dies nun viel – oder doch wenig?

In den vergangenen zwei Jahren legten die Akkus bei der Energiedichte um 30 Prozent zu – kompakte E-Autos vermelden nun eine Reichweite von 200 bis 300 Kilometern (Werksangabe). Ist dies nun viel – oder eben doch wenig?

"Wenig", würden Benzinbrüder in beiden Fällen sagen. Tatsächlich sind weder die Kapazitäten noch die Reichweiten berauschend. Und doch machen die Forscher extreme Fortschritte. 30 Prozent plus bei der Energiedichte und 30 Prozent runter beim Preis innerhalb von zwei Jahren – "Und das ohne entsprechende Stückzahlen", sagt Markus Kreisel von Kreisel Electric. Kurzum: Die E-Mobilität wird erst jetzt so richtig in Fahrt kommen, sagt der Mühlviertler.

Höhere Energiedichte

Das Start-up-Unternehmen aus Rainbach beim Freistadt optimiert die Zusammensetzung der Akkublöcke: Einerseits reguliert eine Spezial-Gel die Temperatur des Akkus, andererseits müssen sämtliche Zellen gleichmäßig aufge- und entladen werden. "Der Akku muss sich wohlfühlen", sagt Markus Kreisel. Dann passt’s auch mit der Leistung des Speichers.

Herkömmliche Lithium-Ionen-Akkus speichern heute 45 Kilowattstunden, jene von den Kreisel-Brüdern 63 Kilowattstunden (kWh) – bei gleicher Dimension. "Unsere sind wegen der höheren Energiedichte um eine Spur schwerer", sagt Markus Kreisel. Seine Prognose: 2021 werden Akkus in derselben Größe 84 kWh fassen können. Wird sich die Ladezeit verringern? In diesem Punkt ist der Rainbacher skeptisch. Hochenergiezellen haben einen großen Innenwiderstand. Je schneller die Zellen geladen werden, umso heißer werden die Akkus. Kreisels Erfahrung: Ein 50-kWh-Akku kann problemlos mit 75 bis 80 Kilowatt geladen werden. Darüber wird’s kritisch.

Künftig können 100-kWh-Akkus die Norm sein. Dann würde, so Kreisel, zwischen 20 und 60 Prozent Ladestand mit voller Leistung geladen und darüber der Stromfluss sukzessive auf 50 Kilowatt reduziert werden.

"Akkuzellen sind sehr komplex", sagt Johannes Pumsleitner von Kreisel Electric. Die Parameter, die beachtet werden: Sicherheit, Lebensdauer, Kosten, Schnellladefähigkeit, Energieinhalt und Leistung. Wird an einem Detail gedreht, hat dies Auswirkungen auf alle anderen Parameter. "Die wirkliche Kunst ist, dabei möglichst viel abzudecken", sagt Pumsleitner, der bei Kreisel Electric für die Akkuzellen verantwortlich ist.

Derzeit versuchen Forscher in Li-Ion-Akkus den Anteil des seltenen wie teuren Kobalts zu senken. An der Li-Ion-Technik, sagt Pumsleitner, würden die Hersteller – optimistisch gesehen – bis 2025 kaum herumkommen. Erst dann wären Alternativen serienreif.

 

Akku des Hyundai Ioniq (Elektro)

(1) Batteriemanagement-Steuergerät
(2) Lufteinlasskanal
(3) Sechs Batteriemodule mit je sechs Zellen und einer Leistung von 22,5 kW
(4) Sechs Batteriemodule mit je zehn Zellen und einer Leistung von 37,5 kW
(5) Optionaler PTC-Batteriezuheizer für jedes Modul.
(6) Wartungsstecker
(7) Gebläseluftzuführung
(8) Zehn Zellenüberwachungseinheiten (sechs Einheiten, die je zehn Zellen überwachen, sowie vier Einheiten, die je neun Zellen überwachen
(9) Gehäuseschale

 

Neue, gigantische Batteriefabriken entstehen

Bisher überließ Europa den US-Amerikanern, Japanern und Chinesen die Produktion von Akkuzellen. Doch angefeuert durch den Aufschwung der E-Mobilität, planen Hersteller aus Deutschland und Schweden eigene Akkuproduktionen in Europa.

Volkswagen siedelt eine Produktionsstraße in Salzgitter an. Dort möchten die Wolfsburger im Jahr 2025 Energiespeicher mit 150 Gigawattstunden (GWh) pro Jahr produzieren. „Damit wären wir vier Mal so groß wie Tesla mit seiner Giga-Factory“, sagte VW-Konzern-Chef Matthias Müller bei der Eröffnung der heurigen IAA.

Auch in Skandinavien soll eine riesige Akku-Fabrik entstehen. Die beiden Unternehmen ABB und Northvolt möchten in Schweden „Europas größte Akkufabrik“ errichten. Ab dem Jahr 2020 sollen dort Stromspeicher für E-Autos mit jährlicher Gesamtkapazität von 32 GWh entstehen. Danach soll die Kapazität kontinuierlich angehoben werden, so ein Northvolt-Sprecher.

 

 

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22  Kommentare
22  Kommentare
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alleswisser (18.463 Kommentare)
am 28.10.2017 13:15

"Stromfluss auf 50 Kilowatt reduzieren"

Eine elektrotechnische Revolution oder doch nur journalistische Schlampigkeit?

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Hillsmith (3.544 Kommentare)
am 15.10.2017 20:28

Ich denke die Preisfrage wird sich mit steigenden Stückzahlen erledigen. Die Frage ist nur ob die europäische Politik rasch genug mit Förderungen reagiert, solange europäische Autohersteller noch im Rennen sind. Wenn erst einmal chinesische Billigmodelle die Crash-Tests schaffen, dann könnte es eng werden. Und Tesla arbeitet auch bereits an einer massiven Erhöhung der Stückzahl bzw. Senkung des Stückpreises. 2030 ist zudem nicht mehr weit, in diesem Licht betrachtet vielleicht auch gar nicht weit genug. Bei Stromerzeugung mit Sonne und Wind wird der Strompreis in Hinkunft eher einer Pauschale ähneln, da die Hersteller mit dem Preis v.a. Fixkosten hereinholen müssen. Die Herstellung einer zusätzlichen KWh kostet ja dann nicht mehr - schlagend werden daher die Anlagen- und Leitungskosten.

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Vollhorst (4.973 Kommentare)
am 15.10.2017 22:45

Limitierte Rohstoffe können bei Verknappung durch höhere Nachfrage/Stückzahlen durchaus auch preislich steigen.

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am 16.10.2017 09:35

Verübergehend möglich, dann werden Kapazitäten ausgebaut bzw. Rohstoffe ersetzt.
Preissteigerungen von Li würden sich ag. der geringen Menge im Akku nur gering auf das Endprodukt auswirken.

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am 15.10.2017 22:48

E-Autos sind für Vielfahrer jetzt schon billiger wenn mit Vollkosten gerechnet wird (Service, Wertverlust, Energie)
Beweis Tesla-Taxis in DE, die wollen nichts anderes mehr.

Anlagen und Leitungen sind vorhanden, aufgrund höherer Produktion wird Strom billiger. Gründe sind: bessere Auslastung, weniger Abnutzung, Stromspitzen müssen nicht mehr subventioniert werden.

Nur der Fiskus wird die Bürger verstärkt abgreifen.

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am 15.10.2017 22:54

Wo laden wir die E-Autos?
Woher nehmen wir das Fair-Trade-Lithium?
Wie entsorgen wir die defekten Akkus?

Nach der beantwortung dieser Fragen diskutieren wir weiter.

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am 15.10.2017 23:00

Beantwortung

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Hillsmith (3.544 Kommentare)
am 15.10.2017 23:26

Sehr heikel, das alles. Aber man könnte natürlich einwenden, dass es mit dem Bio-Benzin für Verbrenner auch nicht so weit her ist. Also bleibt es überwiegend bei konventionellem Petroleum. Auf den Zapfsäulen habe ich aber das Fair Trade Siegel bisher auch nicht entdecken können. Das Laden von Elektroautos kann auch zu Hause erfolgen. Oder Sie setzen sich dafür ein, dass Ihre Firma Parkplätze mit Solar-Lademöglichkeit zur Verfügung stellt. Die Entsorgung der Akkus ist auf lange Zeit kein Problem, da die einfach weiter verwendet werden können - z.B. als stationäre Stromspeicher für PV-Hausanlagen.

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Lerchenfeld (5.195 Kommentare)
am 15.10.2017 23:49

Wo laden wir die E-Autos? Das ist überhaupt die Fragen aller Fragen.
Dieser Frage wurde ja noch garnicht richtig nachgegangen,weder von Herstellern noch von Politikern.
Wohnt z.B.jemand in einem Mehrparteienhaus und hat einen Garagenplatz, muss er die Genehmigung aller!! Eigentümer für eine Ladestation einholen.Bei einem Abstellplatz im Freien,wie solls da gehen?
Bei älteren Häusern sind die E-Leitungen nicht dafür ausgelegt,usw.usw.
Hausverwaltungen bekommen bei diesem Thema einen Lachkrampf.
Es gibt noch viele andere Gründe,dtz.ist ein solches Gefährt nur für Hausbesitzer,wenn überhaupt,interessant.
Für die Entsorgung der Akkus hat man sicher schon ein Rezept,dafür gibt es ja genügend viele Beispiele,aber das wäre wieder eine andere Geschichte......

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am 16.10.2017 09:25

Laden?
Strom gibs seit 80 Jahren im letzten Kaff. Je nach Bedarf sorgt der Markt für Ladestationen. Genehmigungsrechliche Voraussetzungen werden einfacher wenn die Verpenner-Industrie an Macht verliert.
Fair Trade?
Für Lithium baucht man keine Kleinbauern. Exploration unterliegt nationalen Recht. Und USA, AUS, AT ist nicht die 3. Welt.
Entsorgung?
Lebensdauer und Second Life ist weiter unten erklärt
Noch Fragen?

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alleswisser (18.463 Kommentare)
am 28.10.2017 13:19

@GottfriedG
Schönrechnen kann man vieles. Dabei bitte nicht übersehen, dass Elektroautos derzeit noch sehr stark steuerlich und sonstwie (zB teilweise bei der Parkgebuhr) begünstigt sind.

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Hillsmith (3.544 Kommentare)
am 15.10.2017 20:21

Interessant wäre noch eine Nachforschung zum Thema "Wiederverwertung" bzw. "Entsorgung". Bisher hört man ja nur von Pessimisten, dass die Batterien praktisch unentsorgbar seien oder in der Herstellung eine derart schlechte Ökobilanz hätten, dass es sich nicht lohnen würde, auf Elektro umzusteigen. Demgegenüber behaupten Befürworter, dass die Batterien nach dem Autoleben als stationäre Speicher weiter verwendet werden und so praktisch ewig weiter leben können. Praktiker berichten von geringen Leistungsverlusten selbst über Jahre. Einzelne Akkumodule können sogar ersetzt werden. Die End-Entsorgung sei technisch gelöst, jedoch aufgrund des derzeit noch niedrigen Anfalls einschlägigen Abfalls noch nicht wirtschaftlich. Soviel habe ich bisher zusammenkratzen können...

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am 15.10.2017 22:37

Akkus leben länger als das Auto, siehe Tesla Taxis in DE mit 400K km. Dann beginnt die stationäre Zweitverwertung.
Und nach 25-30 Jahren können 95% vom Akku recycled werden (Al, Cu, Fe, Co). Recycling problemlos, erst ab 2040 Thema.

Aber genau wie heute die Verbrenner, werden künftige E-Autos entsorgt wenn was Neueres, Schöneres auf den Markt kommt

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Istehwurst (13.376 Kommentare)
am 15.10.2017 15:00

E Autos vernichten Arbeitsplätze ! Da kann man die Strom Lüge noch so schön reden.....

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Zonne1 (3.627 Kommentare)
am 15.10.2017 19:54

Ja ! Und sie ruinieren die Profite von arabischen Diktatoren ! so eine Sauerei!

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Hillsmith (3.544 Kommentare)
am 15.10.2017 20:14

Ihre Vorhersage könnte auf fatale Weise wahr werden. Wenn die europäische Autoindustrie nicht rasch reagiert, dann werden wir in Hinkunft eher Marke Landwind oder Lotusblüte oder wie die dann heißen mögen, oder für Betuchte eben Tesla fahren. Die europäischen Autohersteller können Sie dann vergessen. Und tatsächlich - die Autos werden da eben anderswo hergestellt.

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am 15.10.2017 23:16

Die EU Autoind. ist schon im Eck. Sieht nicht gut aus für die Massenhersteller. Luxusbrands weniger, die haben eine stabilere Kundenstruktur.
VW liefert 1/3 der ges. Produktion nach PRC, falls erforderlich können chinesiche Importsteuern den Absatz nach Gutdünken "regulieren"

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am 15.10.2017 22:30

Und Verbrenner haben die Arbeitsplätze von Pferdeknechten, Sattlern, Pferdefleischern und Bauern vernichtet. Wie traurig.
BTW: Was für Stromlüge??

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am 15.10.2017 00:06

Der Verbrenner geht den Weg der Pferdekutsche.
Individualverkehr muss nicht für jeden leistbar sein.

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mynachrichten1 (15.427 Kommentare)
am 14.10.2017 12:42

über das Hauptproblem des viel zu hohen Anschaffungspreises für Normalsterbliche spricht an ja nicht.

Wenn man tolle Autos um 14 000 Euro bekommt, warum soll man dann bisweilen den doppelten Preis zahlen??

das rechnet sich nie und zudem hat man bei sparsamen Autos locker 700 km Reichweite und braucht keine Ladeinfrastruktur auch zuhause.

grundsätzlich interessant wäre es den überschüssigen, z. B. Windstrom in Akkus der Autos zu laden, denn mit normales Strompreisen kostet auch die Ladung gar nicht so wenig.

aber eine Energiewende könnte man heute schon beginnen, wenn man den Strom, der ja in der Erzeugung eh kaum mehr was kostet, z. B. bei Wasserkraft und beliebig ausdehnbarer Windkraft,

einfach im Haushalt in einen Wasserspeicher ladet und so auf fossile Brennstoffe verzichtet.

Also muss der Wegelagerei der Leitungsbesitzer halt von staatswegen ein Reigel vorgeschoben werden, man zahlt heute 2/3 nur für die Leitung und nur 1/3 für den Strom selber.

Elektroautos f die Stadt!

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am 15.10.2017 22:29

Der Staat ist der Wegelagerer, mehr als 40% sind Steuern.
In DE 50%, in GB nur 5%
Und wegen teuer: Es gibt kein Menschenrecht auf ein Auto

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alleswisser (18.463 Kommentare)
am 28.10.2017 13:25

Präpotenz scheint dir nicht fremd zu sein.

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