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ICCT-Studie E-Autos: Meist genügt der kleinste Akku!

Je größer, desto besser? Wie sich die Batteriegröße auf Energieverbrauch, Betriebskosten und Lebenszyklus-emissionen von E-Autos auswirkt, untersucht eine neue Studie. Fazit: Der kleinste Akku reicht meistens.

Je größer, desto besser? Das ICCT kommt zu dem Schluss, dass für die meisten Anwender die Akkus ziemlich überdimensioniert sind. Der Maybach EQS SUV verfügt über einen 125 kWh-Speicher, was das Leergewicht auf gute drei Tonnen treibt. | Foto: Mercedes-Benz
Je größer, desto besser? Das ICCT kommt zu dem Schluss, dass für die meisten Anwender die Akkus ziemlich überdimensioniert sind. Der Maybach EQS SUV verfügt über einen 125 kWh-Speicher, was das Leergewicht auf gute drei Tonnen treibt. | Foto: Mercedes-Benz
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Johannes Reichel

Reichweitenangst ist mittlerweile ein gängiger Begriff - und wird von potenziellen Käufern und Nutzern batteriebetriebener Elektroautos häufig als Hauptgrund gegen ein E-Fahrzeug genannt. Der International Council on Clean Transportation hat jetzt in einer Studie untersucht, ob diese Reichweitenangst überhaupt begründet ist. Fakt ist: In Europa lag die durchschnittliche Reichweite von batteriebetriebenen Pkw im Jahr 2022 bei 419 km, was einem Anstieg von 10 % innerhalb von zwei Jahren entspricht. Fast 60 % der Europäer gaben an, dass sie beim Kauf eines batterieelektrischen Fahrzeugs (BEV) eine Reichweite von mindestens 500 km in Betracht ziehen würden.

Ein größerer Akku zieht auch die Umweltbilanz runter

Da größere Reichweiten Batterien mit größerer Kapazität erfordern, wächst die Besorgnis über den ökologischen und wirtschaftlichen Kompromiss zwischen größeren Batterien und dem tatsächlichen Nutzen für die Fahrer, skizziert das Institut. Längere Reichweiten versprechen zwar Autonomie und Komfort für den Fahrer, aber die damit verbundene größere Batterie erhöht den Energieverbrauch und die Treibhausgasemissionen über die gesamte Lebensdauer des Fahrzeugs. Außerdem erhöhen sich die Gesamtkosten des Fahrzeugs durch den höheren Anschaffungspreis und die höheren Betriebskosten.

Schnelles Laden lässt die Batterie rascher altern

Eine Alternative zu einer größeren Batterie ist die Entscheidung für eine kleinere Batterie und die Nutzung der Schnellladung bei längeren Fahrten. Schnelles Laden bringt jedoch auch einige Nachteile mit sich. Schnelles Laden ist teurer als langsames Laden und erfordert mehr Energie für die Temperaturregelung der Batterie.
In dieser Studie werden die Fahrprofile dreier allgemeiner Nutzertypen über den Zeitraum eines Jahres simuliert: ein Stadtpendler, ein Landpendler und ein häufiger Fernfahrer. Es wird davon ausgegangen, dass die Nutzer bei Bedarf Zugang zum Laden haben oder wenn benötigt.

Modell ähnlich dem VW ID.3

Es wurde ein kompaktes batteriebetriebenes Elektrofahrzeug modelliert, das dem Volkswagen ID.3 ähnelt, und die Auswirkungen der Batteriegröße wurden durch die Simulation von vier Batteriekapazitäten analysiert: 28, 58, 87 und 116 kWh. Die Analyse berücksichtigt die Auswirkungen der Batteriekapazität auf die Fahrzeugmasse, die Art der Aufladung und den Energieverbrauch des Wärmemanagementsystems für die Kabine und die Batterie. Sie berücksichtigt auch die jährlichen Schwankungen der Umgebungstemperatur in Berlin, Deutschland.

    Energieverbrauch: Schwerer Akku frisst Strom

    Eine größere Batterie erhöht den Energieverbrauch für alle Nutzer, aber nur der Langstreckenfahrer profitiert von einer erheblichen Verringerung der Ladestopps während der Fahrt. Die Verwendung einer 116-kWh-Batterie anstelle einer 28-kWh-Batterie erhöht den Energieverbrauch zwischen 13,4 % und 16,9 % für die drei Fahrertypen. Bei Langstreckenfahrern sinkt die Zahl der Ladevorgänge pro Jahr um 260. Pendler in der Stadt und auf dem Land sparen jedoch nur 35 zusätzliche Stopps ein, da die Reichweite der kleineren Batteriekapazität den Großteil ihrer Fahrten abdeckt.

    Kosten: Verdoppelung treibt den Preis

    Eine Verdoppelung der Reichweite batterieelektrischer Fahrzeuge von 250 auf 500 km erhöht die Gesamtbetriebskosten um 15 % bis 23 %. Die höheren Gesamtbetriebskosten sind für Fahrer auf dem Land und in der Stadt mit 20 % bzw. 23 % höheren Kosten stärker ausgeprägt. Der geringere Energieverbrauch und der niedrigere Anschaffungspreis eines Fahrzeugs mit einer kleineren Batterie führen trotz der höheren Stromkosten, die mit häufigeren Schnellladungen verbunden sind, zu deutlich niedrigeren Ausgaben.

    Emissionen: Kleiner Akku schont Ressourcen

    Die Verwendung einer kleinen Batterie und die Verringerung des Stromverbrauchs tragen für alle Nutzer zu einer Verringerung der Treibhausgasemissionen im Lebenszyklus des Fahrzeugs bei. Relativ gesehen steigen die Emissionen im Stadtverkehr am stärksten an, wenn die Batteriegröße verdoppelt wird (20 %). Dies ist auf die häufigeren und kürzeren Fahrten dieses Nutzertyps zurückzuführen, die eine häufigere Kühlung oder Beheizung der Kabine und der Batterie erfordern und damit den Energieverbrauch des Thermomanagementsystems erhöhen.

      Fazit und Empfehlungen:

      • Die meiste Zeit des Jahres hat eine größere Batterie keinen Einfluss auf die Anzahl der Ladestopps unterwegs für die Fahrertypen in der Stadt und auf dem Land. Schnellladestopps sind nur bei Langstreckenfahrten erforderlich. Bei Stadt- und Landpendlern machen die Tage mit Langstreckenfahrten weniger als 2 % der Fahrten im Jahr aus. Eine Verdoppelung der Reichweite von 250 auf 500 km wird die Anzahl der Tage, an denen eine Aufladung unterwegs erforderlich ist, nicht verringern, aber die Anzahl der Ladestopps pro Fernfahrt auf zwei reduzieren.
      • Der Langstreckenfahrer profitiert von einer größeren Reichweite mit einem Ladestopp weniger pro Tag, allerdings auf Kosten von 15 % höheren Kosten. Aufgrund der häufigen Langstreckenfahrten profitiert der Fernfahrer am meisten von einem Fahrzeug mit einer Reichweite von 500 km im Vergleich zu einem Fahrzeug mit einer Reichweite von 250 km. Für die Nutzertypen Stadt- und Landpendler ist die größere Batterie jedoch mit erheblich höheren Kosten verbunden als eine kleinere Batterie in Verbindung mit Schnellladung.
      • Der Energieverbrauch und die Reichweite von BEV werden stark von den Umgebungsbedingungen und der Fahrzeugnutzung beeinflusst. Aufgrund des Energieverbrauchs von Heizung und Klimaanlage sowie des Wärmemanagementsystems der Batterie schwanken der durchschnittliche Energieverbrauch und die verfügbare Reichweite von Monat zu Monat erheblich. Dieser Effekt ist bei Nutzern, die häufig Kurzstrecken fahren, besonders ausgeprägt.
      • Politische Entscheidungsträger könnten in Erwägung ziehen, reale Energieverbrauchsdaten von BEVs mithilfe von bordeigenen Kraftstoff- und Energieverbrauchsüberwachungsgeräten zu sammeln. Der simulierte reale Energieverbrauch in dieser Studie liegt 29 % bis 44 % über dem Wert der Typgenehmigung.Um die Repräsentativität der BEV-Typgenehmigungswerte zu überprüfen, ist die Erfassung zuverlässiger realer Energieverbrauchswerte unerlässlich. Dies ist auch eine Voraussetzung für die umfassende Information der Verbraucher, die Bestimmung der Lebenszyklusemissionen und die Bewertung der Auswirkungen von Grenzwerten für den Energieverbrauch von Elektrofahrzeugen. Diese Analysen könnten von der Europäischen Kommission durchgeführt werden, wie in den CO2-Normen für Pkw und Transporter festgelegt.
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