Bei Elektrofahrzeugen wird die Antriebsenergie ausschließlich in Form von elektrischer Energie bereitgestellt, wobei die Räder durch Elektromotoren angetrieben werden. Die elektrische Energie wird in Akkumulatoren (Batterien) gespeichert, die auch alle anderen Verbraucher im Fahrzeug versorgen.

Beim konventionellen Antrieb wird ein flüssiger oder gasförmiger Treibstoff auf Kohlenstoffbasis in einem Verbrennungsmotor in mechanische Energie umgewandelt, die über ein Schaltgetriebe oder ein automatisches Getriebe auf die Räder übertragen wird. Ein Teil der Energie wird über einen Generator in elektrische Energie umgewandelt, die in einer Batterie zwischengespeichert wird und zur Versorgung elektrischer Verbraucher dient. Die bei der Verbrennung des Kraftstoffs entstehenden Abgase müssen katalytisch nachbehandelt werden.

In den folgenden beiden Abschnitten werden zunächst die wesentlichen Unterschiede zwischen einem Antrieb mit Verbrennungsmotor und einem Antrieb mit Elektromotor kurz skizziert.

Bei einem Verbrennungsmotor entsteht Abwärme, die teilweise für Heizzwecke genutzt werden kann. Der Großteil geht aber über das Abgas verloren oder wird über den Kühlkreislauf mit einem flüssigen Arbeitsmedium abgeführt. Zur Schmierung des Motors wird Öl benötigt, das periodisch gewechselt werden muss. Abbildung 1 zeigt die Energiebilanz eines klassischen Pkw mit Verbrennungsmotor. Diese hat sich bis heute nicht wesentlich verändert.

Dies ist auch das wesentliche Argument gegen die in der Diskussion zur Erhaltung des Verbrennungsmotors geforderten Power-to-Liquid- oder Power-to-Gas-Kraftstoffe (PtX).

Der Herstellungsprozess (Elektrolyse, CO2-Bereitstellung und Synthesereaktion) ist mit einem Energieverbrauch von 6–8 kWh/kWh Kraftstoff extrem stromintensiv. Bei dem oben dargestellten Wirkungsgrad von knapp 20 % bleibt festzuhalten, dass es sich um eine ziemlich verschwenderische Art der Mobilität handelt.

Es stellt sich weiterhin die Frage, wie die energetische Infrastruktur zur Herstellung von PtX zur Versorgung der etwa 350 Mio. Pkw und Lkw in der EU aussehen würde und zu welchen Kosten dies realisiert werden könnte.

Elektrofahrzeuge zeichnen sich durch eine vorteilhafte Leistungsentfaltung mit vergleichsweise hohem Drehmoment aus. Daraus resultiert ein angenehm dynamisches Fahrgefühl bei geringer Geräusch- und Vibrationsentwicklung und hohem Fahrkomfort.

Elektrofahrzeuge benötigen kein konventionelles Getriebe und keine Abgasanlage. Der Elektromotor besteht aus deutlich weniger Komponenten mit vereinfachtem Antriebsstrang und entsprechend weniger Verschleißteilen. Die Energierückgewinnung beim Bremsen reduziert den Bremsverschleiß und den Abrieb der Bremsbeläge.

Der elektrische Antrieb ist deutlich effizienter als ein Benzin- oder Dieselmotor. Beim Verbrennungsmotor werden nur knapp 20 % des Energieinhalts im Tank in Bewegungsenergie umgewandelt, beim Elektroantrieb werden fast 80 % der in der Batterie enthaltenen elektrischen Energie (s. Abb. 2) in Bewegungsenergie umgewandelt.

Für die Gesamtbilanz ist zu berücksichtigen, dass der energetische Wirkungsgrad zur Bereitstellung der elektrischen Energie aus Primärenergie schlechter sein kann als der Wirkungsgrad zur Bereitstellung der Kraftstoffe.

Rekuperationsleistung
Nimmt der Fahrer den Fuß vom Gaspedal, wird sofort in den Rekuperationsmodus geschaltet. Die E-Maschine wechselt von der Antriebs- in die Generatorfunktion, speist Strom in die Lithium-Ionen-Batterie ein und erzielt so eine präzise steuerbare Bremswirkung. Dabei ist die Rekuperationsleistung geschwindigkeitsabhängig, sodass bei hohen Geschwindigkeiten ein möglichst effizientes „Segeln” und bei niedrigen Geschwindigkeiten eine hohe Bremswirkung erzielt wird.

Wirbelstrombremsen sind allerdings gewöhnungsbedürftig. Hat man sich aber erst einmal daran gewöhnt, wird der Einsatz der normalen Bremse fast überflüssig. Dies reduziert zwar den Abrieb und Verschleiß der Bremsbeläge und Bremsscheiben, kann aber schneller zur Korrosion der Bremsscheiben führen, da die Korrosionsprodukte nicht kontinuierlich durch Bremsvorgänge entfernt werden.

In einigen Eigenschaften ist der Elektromotor dem Verbrennungsmotor überlegen [1], z. B. in Bezug auf das hohe Drehmoment, das für den häufig verwendeten Synchronmotor typisch ist, den einfacheren Aufbau des Antriebsstrangs, die lokale Emissionsfreiheit, die Vibrationsfreiheit und den geringeren Verschleiß der beweglichen Teile.

Obwohl der Motor deutlich leichter ist als ein Verbrennungsmotor, können diese Vorteile durch das teilweise sehr hohe Gewicht des Batteriesystems (100–150 Wh/kg) wieder aufgezehrt werden.

Schließlich basieren konventionelle Kraftstoffe auf fossilen Energieträgern wie Erdöl. Diese sind einerseits endlich, andererseits aber auch Ausgangsstoff für die Grundstoff- und Pharmaindustrie. Können Sie sich eine Welt vorstellen, in der deren Produkte, die ein wesentlicher Bestandteil unseres Lebensstandards sind, eines Tages nicht mehr zur Verfügung stehen?

Es wäre daher töricht, auf Dauer fossile Energieträger mit schlechtem Wirkungsgrad in mechanische Energie umzuwandeln und dabei schädliche Emissionen in die Atmosphäre abzugeben. Der schlechte Wirkungsgrad von Verbrennungsmotoren bleibt aber auch dann schlecht, wenn der Treibstoff regenerativ ist.

Die anfängliche Überschwänglichkeit im Marktsegment Elektromobilität, die sich in den jährlichen Neuzulassungen in Deutschland widerspiegelt (s. Abb. 3 und Abb. 4), hat einen herben Dämpfer erhalten:

Kürzung staatlicher Förderprogramme
Nachdem staatliche Förderprogramme zum Teil drastisch gekürzt wurden, ist die Nachfrage nach Elektroautos in den letzten Monaten in vielen wichtigen EU-Märkten eingebrochen. In Deutschland wurden vom 1. Januar bis 1. Juni 2024 16 Prozent weniger E-Autos verkauft als im Vergleichszeitraum 2023, in Schweden 20 Prozent und in Italien 18 Prozent. Selbst geplante Investitionen von Zulieferern in Europa wurden auf den Prüfstand gestellt oder gestrichen (Wiwo).

„Das Elektroauto säuft ab.” So titelt die FAZ am 05.04.2024 in einem Artikel über den Rückgang der Neuzulassungen von Elektrofahrzeugen in Deutschland [3]. Tatsächlich ist die Zahl der Neuzulassungen von reinen Elektrofahrzeugen nach dem Auslaufen der Förderung stark zurückgegangen und hat sich bis heute nicht erholt (s. Abb. 4).

Gleichzeitig bieten die Hersteller vor allem Fahrzeuge im höheren Preissegment mit leistungsstarken Motoren an. Kleinwagen unter 20.000 Euro sucht man vergeblich. Das ist insofern verständlich, als die Margen bei Kleinwagen überschaubar sind. Druck entsteht derzeit aber durch chinesische Hersteller, die verstärkt auf den europäischen Markt drängen. Dem soll mit Zöllen begegnet werden, was das Problem aber nicht löst, da das Preisniveau dadurch nicht wesentlich sinken wird.

Es ist daher davon auszugehen, dass es noch einige Zeit dauern wird, bis eine breite Käuferschicht in der Bevölkerung erreicht und überzeugt werden kann.