Herausforderungen der E-Mobilität
(Ein weit verbreitetes Argument gegen Elektrische Fahrzeuge seit deren steigender Popularität ist die Überlastung des Stromnetzes, doch was ist wirklich dran? )
Wird das Stromnetz überlastet? Wenn beispielsweise ein Viertel der ca. 48 MIllionen PKW in Deutschen elektrisch betrieben werden, würde der Elektrizitätsbedarf um etwa 5% steigen. Sollten in der Zukunft alle Autos auf elektrischer Basis fahren, steigt dieser also um ganze 20%. Das erneuerbare Energiesystem muss daher zwangsläufig ausgebaut werden, weswegen Knotenpunkte wie Logistikzentren oder Autobahnen, an denen große Energiemengen benötigt werden, erheblich von lokalen Photovoltaikanlagen profitieren würden.
Um zu verhindern, dass das Stromnetz bei einer gleichzeitigen Aufladung vieler Hochleistungsfahrzeuge überstrapaziert wird, könnten diese, wie bei der bidirektionalen Lademöglichkeit, intelligent geladen werden. Da der PKW im Durchschnitt über 90% der Zeit zu Hause oder am Arbeitsplatz steht, ist intelligentes Laden dort technisch leicht umzusetzen und auch in der Politik gewinnt dieses Thema zunehmend an Popularität, so hat sich die Ampelkoalition vorgenommen das bidirektionale Laden bis 2025 Deutschlandweit zu ermöglichen und auszubauen
Reichweite
Die meisten E-Autos haben aktuell im Realbetrieb eine Reichweite von 300+ km, die Reichweite von Neuwagen im Jahr 2030 wird von Experten auf 600km geschätzt. Da in Deutschland etwa 99% der Autofahrten kürzer als 100km sind, können schon heute fast alle Stecken problemlos mit elektrisch betriebenen Autos gefahren werden. Dennoch müssen einige Personen längere Strecken bewältigen, weshalb das Bauen von Schnellladestationen an den Autobahnen von immenser Wichtigkeit ist.
Lebensdauer der Batterien
Da E-Autos erst seit relativ kurzer Zeit in Betrieb sind, gibt es kaum Langzeitstudien zur Lebensdauer der Batterien. Lediglich eine Auswertung von TESLA-Fahrern kam zu dem Ergebnis, dass die Kapazität der Batterien nach 270.000 km noch bei über 90% lag. Automobilhersteller gewähren meist eine Garantie von einigen Jahren beziehungsweise 100.000 bis 250.000 km.
Entscheidend für die Lebensdauer der Batterie ist zudem, mit welcher Leistung die Batterien geladen werden. Langsames Laden zum Beispiel zu Hause oder am Arbeitsplatz schont die Batterien, während übermäßig schnelles Laden eher den Gegeneffekt verursacht.
Recycling der Batterien
Verfügt eine Batterie nur noch über 75% bis 80% ihrer Kapazität, wird sie nicht mehr für ein PKW genutzt, sondern kann noch etwa 10 Jahre variabel als Speicher im Energiesystem eingesetzt werden. Die Speicherkapazität der Batterien wird europaweit im Jahr 2060 etwa so hoch geschätzt wie die von allen Pumpspeicherkraftwerken zusammen. Zudem können theoretisch über 95% der zur Herstellung verwendeten Materialien wieder recycelt werden.
Gibt es ausreichend Rohstoffe?
Bis zum Jahr 2050 könnte sich die weltweite Anzahl von Fahrzeugen wie PKW, LKW, KOM usw. fast verdoppeln. Wenn also im Jahr 2050 nur noch Fahrzeuge mit alternativen Antrieben zugelassen werden, von denen etwa zwei Drittel vollelektrisch sind, könnte der jährliche Bedarf an Lithium zur Batterieherstellung für Fahrzeuge von ca. 10.000 Tonnen aus dem Jahr 2016 auf ganze 20 Millionen Tonnen ansteigen. Zudem wird geschätzt, dass 2050 etwa 40% des im Vorhinein verwendeten Lithiums wieder recycelt werden konnte.
Lithiumabbau und Wasserverbrauch.
Etwa die Hälfte des weltweit verwendeten Lithium wird in Australien im Tagebau abgebaut. Weitere 30% werden in Salzseen und -wüsten gefördert. Letzterer Anteil wird in Zukunft stark steigen, da dort über 70% der weltweiten Lithium Ressourcen vorkommen. In diesen Regionen wird unterirdisches, lithiumhaltiges Wasser an der Oberfläche gepumpt, woraufhin das Wasser durch die Sonnenstrahlen verdampft und das Lithium zurückbleibt. Aufgrund des hohen Wasserverbrauchs dieser gängigen Methode wird befürchtet, dass der Grundwasserspiegel in diesen ohnehin sehr trockenen Regionen weiter sinkt und die lokale Landwirtschaft kaum mehr möglich sein wird. Dieser Zusammenhang ist jedoch wissenschaftlich noch nicht bestätigt. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, dass bis zu diesem Zeitpunkt effizientere und nachhaltigere Methoden zur Förderung dieses begehrten Leichtmetalls entwickelt werden.