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Qualitäts- und Kostenmerkmale von Elektrofahrzeugen

Erstellt am: 28.02.2014 | Stand des Wissens: 01.12.2023
Synthesebericht gehört zu:

In die Bewertung von Elektrofahrzeugen fließen aus Nutzersicht unterschiedliche Qualitäts- und Kostenmerkmale ein:
Reichweite: Die mit einer Batterieladung erzielbare Reichweite von reinen Elektrofahrzeugen (Battery Electric Vehicle, BEV) liegt durchschnittlich bei 504 Kilometer und damit immer noch unter der mit einer Tankfüllung erzielbaren Reichweite von herkömmlich angetriebenen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor (Internal combustion engine vehicle, ICEV) [HoPa20]. Bis zum Jahr 2025 soll die durchschnittliche Reichweite von BEVs auf 784 Kilometer steigen [HoPa20]. Hybridfahrzeuge (Plug-In-Hybrid Electric Vehicle, PHEV und Range Extended Electric Vehicle, REEV) haben typischerweise geringere elektrische Reichweiten, können aber bei Nutzung des integrierten Verbrennungsmotors ähnliche Reichweiten erzielen wie ICEV. Von hoher Bedeutung bei der Diskussion von Reichweitenunterschieden sind Interdependenzen mit der jeweiligen Lade- und Betankungsinfrastruktur sowie den jeweiligen Nutzungsregeln. So dürften geringere Reichweiten von Elektrofahrzeugen in Bezug auf die Auswahlkriterien Wege- und Wartezeit zunächst nur für Wege von Bedeutung sein, deren Distanz größer als die Fahrzeugreichweite ist. Ist dieses nicht der Fall, ist zu hinterfragen, welche Zeit Nutzer für Beladungs- und Betankungsvorgänge aufwenden müssen. Während die Betankungsvorgänge bei ICEV-Nutzenden sich durch eine extra einzuplanende Zeit für das Anfahren einer Tankstelle charakterisieren, besteht bei Elektrofahrzeugen je nach Ausgestaltung der Infrastruktur die Möglichkeit, während der Parkzeit zu laden. Für Wege, deren Distanz die Fahrzeugreichweite überschreitet, ist die Ladezeit ebenfalls abhängig von der Ausgestaltung des Infrastruktursektors, insbesondere von der angewandten Technologie.
Fahreigenschaften, insbesondere Geschwindigkeit und Beschleunigung: Das Geschwindigkeits- und Beschleunigungspotenzial von Elektrofahrzeugen ist, wie auch bei Verbrennungsmotoren, abhängig von der Leistung und Leistungsentfaltung des Motors (oder der Motoren). Da bei Elektromotoren das maximale Drehmoment drehzahlunabhängig abgerufen werden kann, ist grundsätzlich ein hohes Beschleunigungspotenzial vorhanden. Auch können bei Verwendung entsprechender Elektromotoren mit konventionellen Fahrzeugen vergleichbare Geschwindigkeiten erzielt werden. Problematisch ist an dieser Stelle wiederum die dafür notwendige Energiemenge. Höhere Geschwindigkeiten gehen aufgrund der überproportional zunehmenden Fahrtwiderstände mit deutlich höherem Energieverbrauch einher und reduzieren so die Reichweite des Fahrzeugs. Die Maximalgeschwindigkeit reiner Batteriefahrzeuge überschreitet daher selten einen Wert von 150 Stundenkilometer, während Hybridfahrzeuge auch höhere Geschwindigkeiten erlauben.
Ausstattung und Komfort: Grundsätzlich können Elektrofahrzeuge mit den gleichen Komforteigenschaften ausgestattet werden wie ICEV. Problematisch ist dabei wiederum der Energieverbrauch. Da viele Komfortmerkmale wie beispielsweise die Klimaanlage oder das Radio elektrischen Strom verbrauchen, verringert ihr Betrieb (bei nicht bestehender Verbindung mit dem Stromnetz) die für den Antrieb zur Verfügung stehende Energie und damit die Reichweite des Fahrzeugs. Auch die Heizung stellt in diesem Zusammenhang eine Herausforderung für reine Batteriefahrzeuge dar. Während beim Betrieb von Verbrennungskraftmaschinen die Abwärme für die Beheizung der Fahrgastkabine genutzt wird, müssen (batteriebetriebene) Elektrofahrzeuge während der Fahrt zum Heizen bei nicht bestehender Verbindung mit dem Stromnetz Batteriestrom nutzen. Alternativ könnte auch ein zusätzliches Heizungsaggregat mitgeführt werden, das einen Brennstoff mit höherer Energiedichte (zum Beispiel Gas oder Mineralöl) nutzt.
Weitere Qualitätsmerkmale: Elektrofahrzeuge dürften aufgrund potenziell geringerer negativer Klima- und Umwelteinflüsse attraktiv für umweltbewusste Nutzer sein. Ähnliches gilt für innovationsaffine Nutzergruppen oder Nutzergruppen, denen ein entsprechendes Image wichtig ist.
Anfangsinvestitionen: Preise von Elektrofahrzeugen liegen derzeit zum Teil noch über den Preisen vergleichbarer Modelle mit Verbrennungsmotor. Als Hauptkostentreiber gelten dabei die aktuell noch hohen Batteriekosten, welche unter anderem in Abhängigkeit zukünftiger Stückzahlen in den nächsten Jahren weiter sinken dürften. Ebenso haben die verschiedenen elektrischen Antriebskonzepte Einfluss auf die Herstellungskosten. So fallen bei Hybridantrieben (PHEV und REEV) zusätzliche Kosten für doppelte oder zusätzliche Komponenten an (beispielsweise zwei Motoren, zusätzliches Getriebe, Generator und weitere Komponenten). Demgegenüber fallen geringere Kosten für die Antriebsbatterie an, da die rein elektrische Reichweite bei Hybridantrieben niedriger ausfallen kann. Bei sinkenden Batteriepreisen ist zu erwarten, dass die Kosten für die zusätzlichen Komponenten bei Hybridfahrzeugen zukünftig auch stärkere Auswirkungen auf den Gesamtpreis eines Fahrzeuges haben.
Laufende Kosten: Energiebezogene Kosten sind der Hauptkostentreiber im Betrieb. Je nach unterstellten Preisen und Preisentwicklungen für Elektrizität und Mineralöltreibstoffe erzielen Elektrofahrzeuge hier deutliche Vorteile gegenüber Fahrzeugen mit Benzin- oder Dieselantrieb. Hinsichtlich der Unterschiede zwischen reinen Elektro- und Hybridfahrzeugen weisen Hybridfahrzeuge aufgrund eines tendenziell höheren Gewichtes (wegen zusätzlicher Komponenten) einen etwas höheren Verbrauch auf.
Weiterhin fallen für reine Elektrofahrzeuge geringere Kosten für Wartung und Instandhaltung an. So verursachen die mechanisch oder thermisch hoch beanspruchten Teile der ICEV häufig hohe Reparatur- oder Wartungskosten. Als Beispiele können Kupplungen, Motordichtungen oder auch die Abgasanlage genannt werden. Diese Kosten fallen bei reinen Elektrofahrzeugen geringer oder gar nicht an. Für Hybridfahrzeuge fällt der Kostenvorteil entsprechend geringer aus.
Einen Einfluss auf die laufenden Kosten der Nutzung kann auch eine nach Antriebsart differenzierte Ausgestaltung der Entgelte für die Nutzung weiterer komplementärer Güter, wie Parkraum und Straße, haben. Die dargestellten Kosten der Nutzung sind zu wesentlichen Teilen von Entscheidungen der öffentlichen Hand hinsichtlich der Ausgestaltung von Steuern und Entgelten abhängig. Das betrifft zum Beispiel die von Konsumenten zu entrichtenden Endenergiepreise. Aber auch weitere Bereiche wie die Kraftfahrzeug-Steuer (Kfz-Steuer), die Mauterhebung und Parkgebühren haben potenziell Einfluss auf die Nutzerentscheidungen. Hier könnten insbesondere die steuerfreie Aufladung beim Arbeitgeber, die zehnjährige Befreiung erstzugelassener Elektroautos von der Kraftfahrzeugsteuer, der Umweltbonus sowie die Förderung des Einbaus akustischer Warnsignale für besonders geräuscharme Fahrzeuge eine positive Rolle spielen [BReg21d].
Der Kaufpreis für das preiswerteste batteriebetriebene Elektroauto in Deutschland liegt derzeit bei 21.940 Euro: dem Kleinstwagen Smart Fortwo EQ, welcher über eine Reichweite von nur 100 Kilometern verfügt [Wiel23a; Kroh23]. Bei einer jährlichen Laufleistung von 15.000 Kilometern und einer standardisierten Berechnung, bei der das neue Auto über 5 Jahre gefahren wird, kommen monatlich zudem Kosten in Höhe von 433 Euro hinzu. Diese Kosten werden insbesondere durch den Wertverlust und die Kraftstoffkosten geprägt. Weiter berücksichtigte Kosten sind Versicherung, Pflege-, Werkstatt- und Reifenkosten. [Wiel23a]
Ansprechpartner
IKEM - Institut für Klimaschutz, Energie und Mobilität e.V.
Zugehörige Wissenslandkarte(n)
Grundlagen der Elektromobilität (Stand des Wissens: 08.12.2023)
https://www.forschungsinformationssystem.de/?426933
Literatur
[BReg21d] Bundesregierung (Hrsg.) Kaufprämie für Elektroautos erhöht, 2021
[HoPa20] Horvath & Partners (Hrsg.) Horvath & Partners Faktencheck E-Mobilität 2020, 2020
[Kroh23] Thomas Kroher Test Smart EQ: Das kann die Elektrogeneration , 2023/04/13
[Wiel23a] Jochen Wieler Kostencheck Elektroautos: Das sind die 30 günstigsten Modelle
, 2023/04/25
Weiterführende Literatur
[Rein14] Justus Reinke Bereitstellung öffentlicher Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge - Eine ökonomische Analyse, 2014
[Stat21e] Statista (Hrsg.) Durchschnittliche Reichweite von Elektrofahrzeugen in Deutschland von 2017 bis 2025, 2021/10/01
Glossar
Hybrid
Der Ausdruck Hybrid bedeutet "etwas Gebündeltes, Gekreuztes oder Gemischtes". Es stammt ab von dem lateinischen Fremdwort griechischen Ursprunges Hybrida. In der Technik wird ein hybrides System, aus zwei unterschiedlichen Technologien miteinander kombiniert.
PHEV
Plug-in-Hybridfahrzeug; eine Weiterentwicklung der Hybridfahrzeuge. Es besteht die Möglichkeit, die Batterie zusätzlich zum Verbrennungsmotor auch extern über eine Ladebuchse zu laden.

Auszug aus dem Forschungs-Informations-System (FIS) des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur

https://www.forschungsinformationssystem.de/?426631

Gedruckt am Freitag, 29. März 2024 12:10:34