Batterieelektrisches Fahrzeug

Aufladen eines Elektroautos

Elektromobilität bezeichnet die Nutzung von Elektrofahrzeugen oder Hybridelektrokraftfahrzeugen mit vollelektrischer Fahrmöglichkeit (Vollhybrid) für die Erfüllung der unterschiedlichen individuellen Mobilitätsbedürfnisse.

Der Begriff Elektromobilität wird vielfach auch für Programme zur Förderung der Nutzung von Elektrokraftfahrzeugen verwendet. Während in Artikeln wie Elektroauto, Elektromotorroller, Elektromotorrad und Elektrorad die technischen, fahrzeugbezogenen Aspekte betrachtet werden, werden in diesem Artikel besonders öffentliche Förderprogramme, Technik der Lade-Systeme und die Lade-Infrastruktur behandelt.

Fahrzeuge

Plug-In Toyota Prius an seiner Ladestation

E-Bike Elmoto im Vertrieb bei der EnBW AG

Während der Toyota Prius als Hybridelektrokraftfahrzeug bereits seit vielen Jahren in Großserie verfügbar ist, erweitert sich das Modellangebot für Vollhybride ebenso wie für reine Elektroautos und Elektro-Motorräder nur langsam. Auch elektrische Leichtkraftfahrzeuge mit deutlich reduzierten Gebrauchseigenschaften werden nur in Kleinserien produziert und sind entsprechend teuer.

Das Angebot an Elektroautos ist entgegen der Medienpräsenz des Themas derzeit (2011), vor allem in Deutschland nur gering. Im ersten Halbjahr 2011 wurden in ganz Europa ca. 5000 Neufahrzeuge zugelassen, davon 1020 in Deutschland.

Vor allem die Elektroräder haben derzeit (2012) hohe Zuwachsraten. Auch verschiedene elektrisch angetriebene Kleinkrafträder wie das Elmoto, Elektromotorroller und Elektromotorräder sind schon erhältlich.

In der Zulassungsstatistik des Kraftfahrtbundesamts werden nur Kraftfahrzeuge gemäß den EG-Vorschriften bzw. der Systematik der Straßenfahrzeuge nach DIN 70010 berücksichtigt, so dass u. a. Leichtkraftfahrzeuge mit reduzierter Geschwindigkeit und dreirädrige Kraftfahrzeuge (max. 45 km/h) wie CityEL, Sam sowie das Twike (max. 85 km/h) nicht in der deutschen Zulassungsstatistik auftauchen.

Bei der traditionellen E-Miglia, einer Rallye über den Alpenpass, ging im Jahr 2012 der erste Platz an den Tesla Roadster. Platz zwei und drei gingen an den Mercedes Benz A-Klasse E-Cell und BMW Mini-E. Die Fahrzeuge kamen auf die 800 km Alpenüberquerung auf einen durchschnittlichen Verbrauch von ca. 100 kwh (das entspricht 10 Liter Benzinäquivalent) mit einem Preis von 20 Euro für die Stromkosten (ein Benziner hätte ca. 120 Euro an Spritkosten verbraucht).. Das energieeffizienteste Fahrzeug war wie bereits im vorherigen Jahr das Elektroleichtfahrzeug Twike und erhielt den Energieeffizienzpreis.

Förderwürdigkeit

Gegenstand der öffentlichen Debatte ist die ökologische Bewertung von Hybridfahrzeugen, Brennstoffzellenfahrzeugen und Elektrofahrzeugen, deren Traktionsbatterien mit Strom aus dem herkömmlichen Energiemix aufgeladen werden. Der deutlich höhere Wirkungsgrad und der wesentlich einfachere Aufbau des Elektromotors im Vergleich zum Verbrennungsmotor führen zu einem geringeren fahrzeugbezogenen Energieverbrauch und insgesamt geringeren Wartungs- und Betriebskosten. Selbst in der Betrachtung von der Quelle (Primärenergie) zum Rad (Well-to-Wheel) ist die Energieeffizienz des Antriebs, unter anderem wegen des besseren Teillastverhaltens, bei Elektrofahrzeugen höher als die von Fahrzeugen mit konventionellem Verbrennungsmotor. Bei der Gegenüberstellungen von Antriebskonzepten ist jedoch zu beachten, dass üblicherweise nur die für den Antrieb (also die Fortbewegung) genutzte Energie bilanziert wird. Der Energieaufwand für Heizung und Sicherheits- und Komfortsysteme (z. B. Entfrosten und Wischen der Scheiben, Ausleuchten der Fahrbahn, Fahrerassistenzsysteme, Klimatisierung und Beschallung des Fahrzeuginnenraumes) wird häufig nicht betrachtet. Die von diesen Nebenverbrauchern benötigte Energie hat jedoch Auswirkungen auf Energieeffizienz und Reichweite des Fahrzeuges.

Sein volles Potential für den Klimaschutz entfaltet das Elektrofahrzeug bei der Verwendung von Strom aus erneuerbaren Energiequellen.

Diskutiert werden derzeit finanzielle Anreize zum Kauf von Elektrofahrzeugen, z. B. Markteinführungsprämien, welche die in der Anfangsphase noch verhältnismäßig hohen Anschaffungskosten abmildern und zu einer zügigen Marktdurchdringung beitragen sollen.

Die Bundesregierung strebt im Rahmen des „Nationalen Entwicklungsplans Elektromobilität“ an, bis zum Jahr 2020 eine Million Elektrofahrzeuge auf deutsche Straßen zu bringen. Die für die deutsche Wirtschaft bedeutende Automobilindustrie soll in der gegenwärtigen Phase der sukzessiven Umstellung vom Verbrennungs- zum Elektromotor eine Schlüsselrolle einnehmen und damit auch zukünftig ihre starke Position in der Weltwirtschaft halten und weiter ausbauen.

Die aktuelle politische Diskussion konzentriert sich weitgehend auf Straßenfahrzeuge. Die Allianz pro Schiene beklagt, dass die vorhandenen und technisch ausgereiften elektrisch betriebenen Verkehrsmittel für den Schienenverkehr bei der Diskussion unbeachtet bleiben und die Autoindustrie einseitig gefördert würde. Diesen Standpunkt bekräftigt auch die Deutsche Umwelthilfe im Mai 2012 mit konkreten Beispielen. Zunehmend wird auch Kritik an den EU-Richtlinien für den Flottenverbrauch der Automobilhersteller geäußert, die Elektromobilität nicht als nachhaltige Mobilitätsalternative darstellt und fördert.

Potenziale und Probleme

Gegenüber dem auf Verbrennungsmotoren basierenden Verkehr bietet die Elektromobilität sowohl aus volkswirtschaftlicher als auch aus ökologischer Sicht Vorteile und Potenziale:

• Verringerung der direkten Emissionen der Fahrzeuge (z. B. Abgase, Lärm)
• die Verringerung von CO₂-Emissionen durch die Nutzung von Strom aus nicht fossilen und erneuerbaren Energiequellen auch bei Einbeziehung der grauen Energie zur Herstellung der Batterie
• Sicherheit der Energieversorgung durch Nutzung verschiedener Energiequellen (Energiemix)
• mögliche Veränderung des Mobilitätsverhaltens durch neue Transportmittel (Elektroroller, Pedelec)

Einer allgemeinen Durchsetzung stehen noch eine Reihe, zumeist technische Probleme entgegen. Es fehlt bisher eine ausreichende, leistungsfähige und wirtschaftliche Infrastruktur zur Energieversorgung von Elektrofahrzeugen, darunter leistungsfähige, sichere und wirtschaftliche Akkumulatoren.

Infrastruktur

Ladesysteme

Freies Parken für ladende Elektrofahrzeuge (Schild am Berliner Ernst-Reuter-Platz)

Ladesäule der EnBW in Karlsruhe mit Sonderparkfläche

Prinzipiell können die meisten Elektroautos an jeder Steckdose aufgeladen werden. Daher ergibt sich beim täglichen Betrieb im urbanen Umfeld (Kurzstrecke) nur selten die Notwendigkeit einer Nachladung. Das Netz von öffentlich zugänglichen Stromtankstellen für Elektrofahrzeuge ist noch nicht umfassend ausgebaut. Lange Ladezeiten der Akkumulatoren erfordern bei längeren Reisen eine sorgfältige Weg- und Zeitplanung. Seit einigen Jahren gibt es das ursprünglich in der Schweiz entstandene Park & Charge-System der öffentlichen Stromtankstellen für Solar- und E-Mobile. Die Tankstellen sind über einen europaweit einheitlichen Schlüssel zugänglich und liefern je nach Ausführung und Absicherung standardmäßig 3,5 kW oder 10 kW. Ähnlich angelegt sind die Ladehalte der Drehstromnetz-Initiative.

Alternativ könnten Akkus genutzt werden, die unterwegs an Stromtankstellen im Rahmen eines Pfandsystems schnell ausgetauscht werden könnten. Jedoch eignet sich dieses Prinzip eher nur für in sich geschlossene Systeme, wie z. B. für die Fahrzeuge einer bestimmten Flotte (lokale car-sharing-Anbieter (s. u.), gewerbliche Flotten, etc.), weil hier die Anzahl der unterschiedlichen Fahrzeugmodelle begrenzt ist und kompatibel zueinander zusammengesetzt werden kann. Eine massenhafte Anwendung des Pfandsystems würde erfordern, dass alle Fahrzeuge, die bei der Automobilindustrie weltweit vom Band laufen, batterietechnisch kompatibel zueinander konstruiert werden (Größe der Batterie, Format, Anordnung im Fahrzeug, Gestaltung und Anordnung der Hochvoltanschlüsse und der Zu- und Abluftkanäle für Temperierung, etc.). Das macht die flächendeckende Nutzung eher unwahrscheinlich.

Wechselakkusysteme wurden nur in seltenen Fällen eingerichtet, meistens für lokal gebundene Flottenfahrzeuge. In Israel und Dänemark gibt es große Projekte für ein Netz von Ladestationen und Akkuwechselstationen, die von der Firma Better Place in Zusammenarbeit mit lokalen Partnern aufgebaut werden sollen. Akkus gehören hier nicht dem Autofahrer, sondern der Akkuwechselstation. Der Fahrer bezahlt als Service den Austausch mit einem aufgeladenen Akku auf Basis eines Pfandsystems.

Eine weitere langfristige Vision ist ein in die Fahrbahn eingebautes Ladesystem. Während der Fahrt wird auf einem einige Kilometer langen Abschnitt der Straße, oder beim Parken mittels Induktion berührungsfrei Energie übertragen. Durch die prinzipiellen entstehenden Verluste durch den Abstand vom Fahrzeug zur Fahrbahn ist die Realisierung eines Ladens während des Fahrbetriebes allerdings unwahrscheinlich.

Stecker

Steckersystem des Chevrolet Volt

Vorhandene Ladestationen benutzen meist die bekannten Steckertypen, also Schuko, Campingstecker (CEE blau) und Drehstromstecker (CEE rot). Diese sind in der Regel aber auf Stromstärken von 16/32 Ampere beschränkt und liefern als Drehstrom 11 kW bzw. 22 kW Leistung. Für eine Schnellladefunktion sind dagegen Ladestationen nach Norm IEC 62196 für die Aufladung von Elektrofahrzeugen konzipiert, die meist Spezialstecker (etwa an Gabelstaplern) nutzen. Steckerhersteller Mennekes hatte dagegen für diesen Zweck die "CEEplus" Variante der IEC 60309 Drehstromstecker produziert, die steckkompatibel sind (mit CEE rot) und die IEC 62196 Ladestifte ergänzten. Im Auftrag von RWE und Daimler wurde daraus ein neuer Ladestecker abgeleitet, der in der deutschen Norm VDE-AR-E 2623-2-2 standardisiert ist und international in der Norm IEC 62196 als Typ 2 verankert wurde. Er hat insgesamt sieben Kontakte und bietet eine Ladungsleistung bis 43 kW. Außerdem wurde ein Verriegelungsmechanismus entwickelt, welcher den Ladevorgang zusätzlich sichern soll. Dieser VDE Normstecker für Ladestationen hat sich in Deutschland durch den Einfluss von RWE und Daimler bei Autoherstellern und Netzbetreibern durchgesetzt.

Im amerikanischen Raum dagegen wird am SAE-J1772-Standard festgehalten, der in IEC 62196-2 als Typ 1 aufgenommen wurde. Er hat lediglich fünf Kontakte, bietet aber trotz höherer Stromstärke von 70 A aufgrund der Beschränkung auf einphasigen Strom nur eine maximale Ladung von 16,8 kW (bei 240 V).

In Japan wurde ein spezielles Steckersystem für CHAdeMO-Schnellladesysteme mit Gleichstrom und bis zu 62,5 kW entwickelt. Da dieser Ladeanschluss an vielen derzeit (2012) erhältlichen Elektroautos (Nissan Leaf, Mitsubishi i MiEV, ...) vorhanden ist, wird diese Ladestruktur zunehmend ausgebaut. Derzeit (Anfang 2012) existieren in Europa ca. 176 CHAdeMO-Schnellladestationen, vor allem in Frankreich und Großbritannien.

Verzeichnisse

Stromtankstelle in Freiburg im Breisgau

Für die Elektromobilität ist die Verbreitung von Ladepunkten wichtig, da es noch kein überall verfügbares Netz gibt, haben sich Verzeichnisse und Kartenwerke herausgebildet, die die Position von Stromtankstellen und deren Lademodalitäten beschreiben.

Die LEMnet Internet-Datenbank wird von der Swiss Electric Vehicle Association (gemeinnütziger Anbieter der Park & Charge Ladestationen) betrieben. Die Datenbank listet nicht nur Orte der Park & Charge-Stationen, sondern erlaubt auch andere Ladepunkten einzutragen. Im Februar 2010 enthielt die Datenbank 1.900 aktive Standorte in Europa, wobei die meisten Stationen in der Schweiz und Deutschland liegen. Dies beinhaltet auch die 170 Standorte (Stand Februar 2010) der Drehstromnetz-Initiative, die private 400 V Drehstrom-Ladepunkte fördert und damit eine schnellere Ladung als mit 230V-Haushaltsstrom ermöglicht. Auch die mehr als 200 Ladepunkten (Mai 2010) des RWE-Mobility Netzes, die meistenteils auch eine Aufladung mit 32 A / 400 V Drehstrom erlauben, sind aufgeführt. Die LEMnet Datenbank beinhaltet nicht alle der 2500 Ladestationen (Stand März 2010), die in der ElektroTankstellen Internet-Datenbank der österreichischen „Eurosolar“-Initiative aufgelistet werden, aber es gibt einige Überschneidungen. Alle diese Verzeichnisse bieten ihre Daten auch als KMZ-Datei für Kartendarstellungen und POI-Dateien für Navigationsgeräte an.

Mit Schwerpunkt in den USA listet die EV-Charger Maps Website die Meldungen von Elektroauto-Fahrern über öffentliche Stromzugangspunkte auf, die über EV Charger News koordiniert werden.

Mit Schwerpunkt in Spanien bietet Alargador.org eine editierbare Karte mit Ladepunkten an, die offen für Einträge weltweit ist. Alle Daten sind auch hier frei herunterladbar in Formaten für GPS Navigation und elektronischen Landkarten.

Batterietechnik

Zu den größten Herausforderungen in der Elektromobilität gehört die Entwicklung effizienter Batterien. Die heutigen Batterien, üblicherweise Lithium-Ionen-Batterien, sind den flüssigen Kraftstoffen für konventionelle Verbrennungsmotoren sowohl von der Energiedichte als auch von der Wirtschaftlichkeit her noch unterlegen. Bezogen auf ihr Eigengewicht, liefern die Batterien noch zu wenig Energie zur Bewältigung größerer Fahrstrecken. Für den Antrieb eines durchschnittlichen konventionellen Pkw reicht auf eine Entfernung von 500 Kilometern ein Energiespeicher (Dieselkraftstoff) mit einem Volumen von 37 Litern bzw. einem Gewicht von 33 kg aus. Ein vergleichbares Elektrofahrzeug würde für die gleiche Reichweite eine Batterie mit einem Volumen von 360 Litern bzw. 540 kg Gewicht benötigen.

Gewicht- und Volumenvergleich von Dieselkraftstoff+Tank gegenüber Traktionsbatterie (ohne Betrachtung der Gesamtsysteme mit Motor, Kühlung, Getriebe, Ansaug- und Abgasanlage u. ä.)

Auch sind Elektrofahrzeuge durch die hohen Preise der Batterien und die geringen Stückzahlen noch sehr viel teurer im Verhältnis zu Fahrzeugen mit konventionellen Antrieb. Für den Endverbraucher sind derzeit (2012) Zellblöcke für Traktionsbatterien als Lithium-Eisenphosphat-Akkumulator ab ca. 260 €/kWh erhältlich. Noch leistungsfähigere Akkutechnologien befinden sich in der Entwicklung oder Markteinführung, sind aber noch deutlich teurer. Ein mittleres Fahrzeug benötigt für eine Reichweite von 150 km eine Batteriekapazität von circa 20 kWh, womit alleine das Batteriesystem ohne Fahrzeug und Batterie-Management-System ab 5200 € kosten würde (bzw. bei dem oben angegebenen Speicher von 85 kWh, (vgl.Elektroauto#Energiespeicher) 22.100 €). Zwar ergeben sich auch Einsparungen gegenüber dem konventionellen Antrieb durch den Wegfall von Verbrennungsmotor, Schaltgetriebe, Kupplung und Abgasanlage und durch niedrigere Energiekosten während der Fahrzeuglebensdauer. Es verbleibt jedoch derzeit (2012) in der Regel eine Kostenmehrbelastung für den Nutzer (Betriebskosten und auf die Jahre umgerechnete Anschaffungskosten für private Nutzer), die nach Einschätzung der Industrie erst in den nächsten Jahren durch höhere Stückzahlen geringer wird.

Derzeitige Kostenstruktur (TOC) verschiedener Antriebsarten

Wichtig sind daher Forschungsinvestitionen in die Batterietechnik. Hierfür stellt die Bundesregierung in der Periode 2009-2013 rund 1,5 Mrd. € bereit (500 Mio. im Rahmen des Konjunkturpaketes II (bis 2011) sowie eine weitere Mrd. für die Jahre bis 2013). Die deutsche Industrie investiert im gleichen Zeitraum branchenübergreifend bis zu 17 Mrd. Euro, davon die Automobilindustrie 10 bis 12 Mrd. In China und den USA fördert die Öffentliche Hand mit 3,85 Mrd. € (China, 2006-2016), bzw. 22 Mrd. € (USA, 2010-2017).

Int. geplante Förderung der Elektromobilität

Initiativen und Programme

Deutschland

Zwischen 1992 und 1996 fand auf Rügen mit 60 Autos der bis dahin weltweit größte Versuch zur Erprobung von Elektrofahrzeugen statt.

In Deutschland hat die Bundesregierung einen Nationalen Entwicklungsplan Elektromobilität erstellt, dessen Ziel es ist, Klimaschutz mit Industriepolitik zu verknüpfen, d.h. Deutschland zum Leitmarkt für Elektromobilität zu machen und bis 2020 eine Million Elektrofahrzeuge auf die Straßen zu bringen.

Trotz vielfältiger politischer Initiativen, wird 2012 die Förderstrategie in Deutschland als „bereits im Ansatz für falsch und kontraproduktiv“ kritisiert. An mehreren Beispielen wird aufgezeigt, dass vor allem große Firmen Fördergelder für fragwürdige Prestigeentwicklungen erhalten, während die innovative mittelständige Industrie und der Endkunde nicht gefördert wird.

Als zentrale Anlaufstelle für die Elektromobilität wurde Anfang 2010 eine Gemeinsame Geschäftsstelle der Bundesregierung (GGEMO) eingerichtet. Die im Mai 2010 von Bundeskanzlerin Angela Merkel etablierte Nationale Plattform Elektromobilität (NPE) mit Vertretern der beteiligten Wirtschaftsbranchen, Forschungsdisziplinen und Bundesministerien soll weitere konkrete Vorschläge für die Erreichung der Ziele des Nationalen Entwicklungsplans erarbeiten. Die NPE hat am 30. November 2010 einen ersten Zwischenbericht veröffentlicht.

Der Grundstein für die Förderung der Elektromobilität in Deutschland wurde im Integrierten Energie- und Klimaprogramm (IEKP) der Bundesregierung von 2007 gelegt. Konkrete Maßnahmen wurden erstmals im Zusammenhang mit der Nationalen Strategiekonferenz Elektromobilität Ende 2008 in Deutschland diskutiert. Erste Förderprogramme dazu wurden im Rahmen des Konjunkturpakets II Anfang 2009 auf den Weg gebracht. Zuvor hatte sich im Rahmen der Innovationsallianz LIB 2015 ein Industriekonsortium verpflichtet, in den nächsten Jahren 360 Millionen Euro für Forschung und Entwicklung bei Lithium-Ionen-Akkus zu investieren.

Im Rahmen des Konjunkturpakets II wurden von den Bundesministerien für Wirtschaft und Technologie (BMWi), für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS), für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU), für Bildung und Forschung (BMBF) und für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV) Fördermittel in der Höhe von insgesamt 500 Mio. Euro für Projekte in 15 Themengebieten ausgeschrieben. Koordiniert werden die Projekte von den jeweiligen Projektträgern der Ministerien, z. B. von der VDI/VDE-IT als Projektträger Elektromobilität des BMU oder dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt als Projektträger Elektromobilität des BMBF.

Die 15 Themengebiete sind:

1. Aufbau eines Kompetenznetzwerks Systemforschung Elektromobilität (BMBF)
2. Etablierung von Forschungszentren zur Steigerung der Kompetenz in der Elektrochemie (BMBF)
3. Energieforschung: neue Förderinitiative „ Stromwirtschaftliche Schlüsselelemente der Elektromobilität: Speicher, Netze, Integration“ mit den Förderschwerpunkten: „Stromspeicher“, „Netze der Stromversorgung der Zukunft“, „Konzepte zur Netzintegration“ und „Brennstoffzellen“ (BMWi)
4. Entwicklung von Produktionstechnologien für Li-Ionen-Akkus (BMBF)
5. Verkehrsforschung: kurzfristige Umsetzung aktueller Projektvorschläge (z. B. Komponenten und Systeme zur Bremsenergie-Rückgewinnung, Optimierung des Antriebsstrangs, On-Board-Stromerzeugung zur Reichweitenerhöhung, Nutzung der Motorabwärme zur Erzeugung elektr. Energie, relevante Aspekte der Normung und Standardisierung), wissenschaftliche Vorbereitung und Begleitung von Feldversuchen (Daimler/RWE, Hybrid-Abfallsammelfahrzeug) (BMWi)
6. Erweiterung der Projekte im Rahmen von E-Energy: Neuer Forschungs- und Förderschwerpunkt des BMWi (”IKT für Elektromobilität”) und des BMU („Intelligente Netze, erneuerbare Energien und Elektromobilität“) IKT-basierte Lade-, Steuerungs- und Abrechnungs-Infrastrukturen, elektronische Marktplätze und IKT-basierter Technikbetrieb von E-Mobility-Konzepten und ihre Einbindung in elektronische Versorgungsnetze, Dienstleistungen, Geschäftsmodelle, Normen und Standards (BMWi / BMU). Folgende Modellregionen werden gefördert
   • MeRegioMobil
   • eE-Tour Allgäu
   • Future Fleet
   • e-mobility
   • GridSurfer
   • Harz.EE-mobility
   • Smart Wheels
7. Feldversuche Elektromobilität im Pkw-Verkehr. Forschungsfragen: u. a. Alternative Ladeverfahren, Weiterentwicklung der Netzintegration Erneuerbarer Energien, Erprobung und Akzeptanz weiterentwickelter Antriebssysteme. Der erste Flottenversuch mit 50 Mini-E wurde am 22. Juni 2009 in Berlin gestartet.(BMU)
8. Flottenversuch Elektromobilität im Wirtschaftsverkehr. Forschungsfragen: Entwicklung eines Verfahrens zur Netzintegration Erneuerbarer Energien unter Nutzungsprofilen im Wirtschaftsverkehr, Erprobung der Fahrzeuge unter Alltagsbedingungen, Ermittlung des Energiebedarfs und der Nutzerakzeptanz. (BMU)

   

   Lage der Modellregionen Elektromobilität in Deutschland

9. Am 24. August 2009 wurde das Förderprogramm Modellregionen Elektromobilität in Deutschland gestartet. Für die Regionen stehen insgesamt 115 Millionen Euro zur Verfügung. Eingebunden ist auch die Nationale Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NOW). Folgende Modellregionen werden gefördert (BMVBS):
   • Hamburg
   • Bremen/Oldenburg
   • Rhein-Ruhr (mit Kompetenzzentren Aachen und Münster)
   • Rhein-Main/Nordhessen
   • Sachsen (mit Schwerpunkten Dresden und Leipzig)
   • Stuttgart
   • München
   • Berlin-Potsdam (siehe auch: BeMobility)
10. Batterietestzentrum (Zellen, Batterien, Systeme, Crashverhalten) für Zellen, Batterien, Systeme (BMVBS)
11. Forschung und Entwicklung für eine Pilotanlage im Bereich Recycling von Lithium-Ionen-Traktionsbatterien (BMU)
12. Hybridbusse für einen umweltfreundlichen ÖPNV (über KfW) Kleinflotten von mindestens 10 Bussen bei kommunalen Verkehrsbetrieben (BMU)
13. Aufbau von 25 Pilot-Wasserstofftankstellen (BMVBS)
14. Modellvorhaben zu „Mobil mit Biomethan“ (Demonstration der gesamten Bereitstellungskette zur Produktion und Nutzung von Biomethan als Kraftstoff inkl. systemanalytischer Begleitforschung) (BMELV)
15. Errichtung einer Pilot-Synthese-Anlage zur Herstellung hochwertiger synthetischer Kraftstoffe („Bioliq“ beim Forschungszentrum Karlsruhe) (BMELV)

Im September 2009 eröffnete Bundesforschungsministerin Annette Schavan das Forum Elektromobilität als Teil der Systemforschung Elektromobilität der Fraunhofer-Gesellschaft. Das Forum soll die Forschung der 33 beteiligten Fraunhofer-Institute in Zusammenarbeit mit Industriepartnern bündeln. Die Schaltstelle der Fraunhofer Systemforschung soll Darmstadt werden. Die Förderung des Vorhabens erfolgt bis 2011 durch 30 Millionen Euro aus dem Konjunkturpaket II. Dies stellt den ersten Umsetzungsschritt des Nationalen Entwicklungsplans Elektromobilität dar.

Der eNOVA Strategiekreis Elektromobilität, ein Zusammenschluss von großen deutschen Unternehmen der Schlüsselbranchen Automobil, Batterien, Halbleiterkomponenten, Elektrotechnik und Materialien für den Leichtbau hat im Februar 2011 eine Roadmap vorgelegt, die die Schwerpunkte von Forschung und Entwicklung für das Gesamtsystem Elektrofahrzeug und dessen Schnittstellen zum Stromnetz benennt und in den Kontext der zu erwartenden Technologieentwicklungen einordnet.

Die technischen Normen für die Elektromobilität werden in den Arbeitsgruppen der DKE/VDE zusammengefasst, die in der Übersicht der Standardisierung und Normung in der Elektromobilität weite Bereiche von der Fahrzeugtechnik über Ladestationen bis zu Intelligenten Stromnetzen abdeckt.

Eine Studie berechnete 2010 die Kosten für die Markteinführung von einer Million Elektrofahrzeuge, wie von der Bundesregierung angestrebt. Bis 2020 fallen demnach Mehrkosten zwischen 0,8 und 2,7 Milliarden Euro an – abhängig von der zukünftigen Entwicklung von Ölpreisen und Batteriekosten, so das Forschungsnetzwerk Energie Impuls OWL. Den Forschern zufolge sind auch in Zukunft unterschiedliche Fahrzeugtypen notwendig, um die Mobilitätsbedürfnisse zu erfüllen – vom Leichtfahrzeug über den Familienwagen, bis zum Elektro-Bus. Zwischen den Fahrzeugklassen variieren die Mehrkosten deutlich. Laut Studie entscheiden die Batterie- und die Energiekosten über die Entwicklung der sogenannten Differenzkosten zwischen Elektroautos und Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor. Je stärker die Batteriekosten sinken und je schneller gleichzeitig die Preise für Erdöl steigen, desto geringer fallen die Mehrkosten für Elektrofahrzeuge aus. Sinkt der Batteriepreis bis zum Jahr 2020 auf 300 Euro je Kilowattstunde Speicherkapazität und steigt die Erdölnotierung gleichzeitig auf 200 US-Dollar je Barrel Rohöl, rentieren sich alle elektrischen Fahrzeugklassen. Die Aufwendungen für die Batterie werden selbst bei steigenden Strompreisen durch Einsparungen an der Zapfsäule ausgeglichen. In diesem günstigsten Szenario beschränken sich die Mehrkosten der ersten Million Elektrofahrzeuge auf 0,8 Milliarden Euro. Wird die E-Fahrzeugflotte ausschließlich mit Strom aus Erneuerbaren Energien betrieben, rechnen die Forscher mit 2,1 Millionen Tonnen weniger Treibhausgasen im Jahr 2020.

Am 16. Mai 2011 hat die Nationale Plattform Elektromobilität ihren zweiten Zwischenbericht veröffentlicht, woraufhin die Bundesregierung zwei Tage später, am 18. Mai 2011, ein Nationales Regierungsprogramm Elektromobilität veröffentlicht hat. Ein nennenswertes Marktwachstum ist trotz der politischen Willenserklärung noch nicht zu verzeichnen. Umweltpolitiker fordern daher die Schaffung von Kaufanreizen für Nullemissionsautos, privilegierte Parkplätze und Öffnung von Busspuren, um die Markteinführung elektrischer Antriebe voranzubringen.

Umweltverbände wie der BUND kritisieren, dass Elektrofahrzeuge nur dann ökologisch sinnvoll seien, wenn der Strom dafür aus erneuerbaren Energien stammt und sie eingebettet sind in eine Gesamtstrategie, in der auch öffentlicher Nahverkehr und Verkehrsreduktion vorgesehen sind.

In einem weitere Förderprogramm mit dem Namen Schaufenster Elektromobilität, fördert die Bundesregierung von 2013 bis 2015 vier Elektromobilitätsgroßprojekte mit den Namen Living Lab BW E-Mobil (Baden-Württemberg), Internationales Schaufenster der Elektromobilität (Berlin/Brandenburg), Unsere Pferdestärken werden elektrisch (Niedersachsen), Elektromobilität verbindet (Bayern/Sachsen) mit insgesamt 180 Millionen Euro.

Bestand der Elektro-PKW in Deutschland

Jahr	Bestand (jeweils. 1. Januar)	Neuzulassungen	Außerbetriebsetzung
2002		19	248
2003	2.348	28	248
2004	2.169	61	250
2005	2.038	47	249
2006	1.931	19	214
2007	1.790	8	255
2008	1.436	36	204
2009	1.452	162	224
2010	1.588	541	207
2011	2.307	2154	424
2012	4.541	2956

Österreich

Polizei-Elektroauto im Programm "VLOTTE"

In Österreich wurden 2009 drei Programme zu Energieforschung, Automobilentwicklung und Marktvorbereitung begonnen. Jährlich wollen das Ministerium für Umwelt und das für Verkehr, Innovation und Technologie (BMVIT) 150 Mio. € an Fördergeldern bereitstellen. Der Schwerpunkt liegt auf R&D-Projekten und Prototypen der Elektromobilität. Im Rahmen des Programms des Klima- und Energiefonds wurde 2010 die Förderung zweier weiterer Forschungsprojekte „Technologische Leuchttürme der Elektromobilität“ beschlossen. Auch die 2009 gestarteten Modellregionen "VLOTTE" in Vorarlberg und „ElectroDrive“ in Salzburg werden fortgesetzt. 2009 wurde auch die Initiative e-connected für Elektromobilität und nachhaltige Energieversorgung gegründet. Die Initiative soll allen potentiellen Marktteilnehmern Information bereitstellen und Erfahrungsaustausch erleichtern. Neben der Website www.e-connected.at werden Informationen zur Elektromobilität präsentiert. Mehrere Expertengruppen arbeiten an Lösungsansätzen zur Einführung der Elektromobilität. Neben den durch nationale Fördermittel errichteten Modellregionen hat sich in Kärnten eine Initiative Namens „Lebensland Kärnten“ gebildet. Treibende Kraft in dieser Initiative ist die Kärntner Landesregierung. „Lebensland Kärnten“ schafft es seit Herbst 2008 Schritt für Schritt den Markt für die aufkommende Elektromobilität zu bereiten. Erste messbare Erfolge waren über 14 % Marktanteil bei Mopedneuanmeldungen für elektrisch betriebene Mopeds im Jahr 2009. 2010 ist der Gesamtumsatz im Handel im Sektor Elektromobilität alleine in Kärnten auf weit über 2.000.000 € gestiegen. Es wurde eine Website eingerichtet auf der versucht wird, alle relevanten Informationen für den Endkunden aufzubereiten. Für 2010 sind von Seiten des BMVIT zusätzlich 60 Millionen Euro an Fördergeldern vorgesehen, zwei Drittel davon fließen in neue Technologien, mit Schwerpunkt E-Mobilität, Hybridtechnologie, Materialforschung und Batterietechnologie.

Schweiz

Transfer von Gepäck und Touristen in Zermatt mit Elektrofahrzeugen

Elektromobilität wird in der Schweiz seit 1994 propagiert, als in der Gemeinde Mendrisio die größte europäische Modellregion gegründet wurde. Von 1994 bis 2001 wurden dort über 400 Elektrofahrzeuge in den Markt eingeführt, zwei Drittel davon für den privaten Gebrauch.

Nicht damit verglichen werden können eine Reihe von Orten, in denen Kraftfahrzeuge mit Verbrennungsmotoren nicht zugelassen sind und die oft als autofrei bezeichnet werden. Dazu zählen die schweizerischen Orte Braunwald, Gimmelwald, Mürren, Niederrickenbach, Riederalp, Saas-Fee, Stoos, Wengen BE und Zermatt. Auch übernachtende Gäste, welche mit dem Auto anreisen, müssen das Auto vor den Orten stehen lassen. Hier verkehren Elektrofahrzeuge aber auch Traktoren und Maschinen mit Verbrennungsmotoren sowie weitere Ausnahmen (Arzt, Feuerwehr, Müllabfuhr etc.), jedoch kein motorisierter Individualverkehr.

In der Schweiz fehlt eine eigene Automobilindustrie, weswegen die öffentliche Hand, namentlich der Bund, eine deutliche Zurückhaltung in Fragen der Subventionierung oder Förderung der Elektromobilitätübt ausübt. 2010 startete mit dem Projekt „alpmobil“ ein weiteres Praxisprojekt, bei welchem sich Urlauber tageweise für 70 Franken ein Elektroauto mieten und so die Region elektrisch erkunden konnten. Nutzer machten ihre ersten Erfahrungen mit der Elektromobilität, die Anbieter sammelten Informationen über mögliche Hindernisse und Schwierigkeiten. Dass im Ergebnis 80 % der Kunden mit dem Angebot zufrieden waren zeigt, dass die Akzeptanz für Elektroautos hoch und trotz mancher Pannen die Qualität der Testautos, hier waren es die Kleinwagen Think, sogar in einer Bergregion ausreichend ist.

Um diese Akzeptanz weiter zu erhöhen, engagieren sich mittlerweile eine Reihe von Verbänden und Interessensgruppen für die Elektromobilität. Mit dem «Schweizer Forum Elektromobilität» wurde 2011 vom Bundesamt für Strassen (ASTRA) und vom Touring Club Schweiz ein neues Kompetenzzentrum für Elektromobilität geschaffen. Ziel des Kompetenzzentrums ist es, allen Akteuren und Interessensgruppen praktische Entscheidungshilfen beim Eintritt in den Elektromobilitätsmarkt zu bieten. Als besonderes Highlight organisiert das «Schweizer Forum Elektromobilität» seit 2010 seinen jährlichen Kongress. Aus der ersten Ausgabe des Kongresses ging die „Charta von Luzern“ hervor, eine Absichtserklärung sämtlicher Akteure, die sich für die Entwicklung der Elektromobilität einsetzen. Im Folgejahr mündete die „Charta“ in der „Challenge von Luzern“. Diese verpflichtet die Unterzeichner, ihre Ziele und Verwirklichungen für die kommenden Jahre vorzustellen. Zum Beispiel sollen bis im Jahr 2020 alle Zwei- und Dreiradfahrzeuge sowie ein Großteil der Lieferfahrzeuge der Schweizerischen Post elektrisch betrieben werden. 2012 wurde am 3. Kongress die „Schweizer Road Map“ vorgestellt, die von 30 Unternehmen unterstützt wird. Im Mittelpunkt dieser Road Map stehen die notwendigen Sofortmassnahmen öffentlicher und privater Akteure für eine beschleunigte Markteinführung von steckdosenfähigen Elektrofahrzeugen in der Schweiz.

Europäische Union

Batterie-Paket des Nissan Leaf

Die Europäische Kommission misst der Elektromobilität im Rahmen der Green-Cars-Initiative des European Economic Recovery Plan Bedeutung bei. Bis 2013 sollen gemeinsam mit der Industrie eine Milliarde Euro für Forschung und Entwicklung für dieses Thema bereitgestellt werden. Es wurde ein Ad-hoc-Beratungsgremium geschaffenen, dem Vertreter der beteiligten Generaldirektionen der Europäische Kommission sowie der europäischen Technologieplattformen European Road Transport Research Advisory Council (ERTRAC), European Technology Platform on Smart Systems Integration (EPoSS) und SmartGrids angehören. Diese und die Interessensverbände der Automobilhersteller und -zulieferer (EUCAR) und European Association of Automotive Suppliers (CLEPA) haben Vorschläge für die Ausgestaltung der Green-Cars-Initiative unterbreitet, veranstalten zusammen mit der Europäischen Kommission Expertenworkshops z. B. zu den Themen Batterien oder Systemintegration und E/E-Architektur des Elektrofahrzeugs, und haben eine Roadmap der Europäischen Industrie erstellt. Es wird eine Verzahnung der Förderungsaktivitäten in Deutschland und Europa angestrebt.

In der ersten Ausschreibungsrunde der European Green-Cars-Initiative, für welche am 14. Januar 2010 (für das ICT-Arbeitsprogramm am 3. November 2009) Einsendeschluss war, lag der Schwerpunkt im Bereich der Speicherzellen sowie der Entwicklung von Komponenten und Nebenaggregaten und deren Integration in das Fahrzeug. Das erste geförderte Projekt dieser Runde, eine Coordination Action mit dem Titel Information and Communication Technologies for the Full Electric Vehicle (ICT4FEV) startete am 1. Mai.

Die Ausschreibungen der zweiten Runde, mit Einsendeschluss Ende 2010, wurden im Juli 2010 veröffentlicht.

Frankreich

Die französische Regierung hat am 9. Februar 2009 den „Pacte Automobile“ veröffentlicht, in welchem sie ihre Absichten und Ziele in der Entwicklung der Elektromobilität konkretisiert. Neben der Gründung einer Arbeitsgruppe zum Ausbau der Infrastruktur enthält das Papier konkrete Zahlen zu den geplanten Fördergeldern. Es sollen insgesamt 250 Mio. € an Krediten für die Entwicklung „grüner Produkte“ bereitgestellt werden, außerdem wurden sofort 50 Mio. € in den „fonds démonstratuer“ gezahlt, welcher bis 2012 insgesamt 400 Mio. € für die Entwicklung von Prototypen und Vorführmodellen von Elektroautos bereitstellen soll. Eine erste Ausschreibung des Fonds wurde bereits abgeschlossen, hier wurden 11 Projekte mit insgesamt 57 Mio. € unterstützt. Die Bewerbung zu einer zweiten Ausschreibung endete im Juni 2009. Zusätzlich unterstützt die französische Regierung den Kauf von Elektroautos mit einem Bonus von 5000 € beim Erwerb eines Autos mit weniger als 60 g/km CO₂-Ausstoß. Als Ziel bis 2012 wurde die Zahl von 100.000 Elektroautos auf französischen Straßen gesetzt. Am 1. Oktober 2009 präsentierte das Ministerium für nachhaltige Entwicklung einen nationalen Plan zur Entwicklung „sauberer“ Autos. Dieser beinhaltet ein Budget von 1,5 Mrd. €, welches von staatlicher Seite bis 2020 in 14 Projekte investiert werden soll. Zusammen mit der Beteiligung von Automobilherstellern und -zulieferern werden Investitionen in Höhe von 4,75 Mrd. € bis 2020 angestrebt. Neben den bereits zuvor angekündigten Plänen, wie z. B. der staatlichen Beteiligung beim Bau einer Batteriefabrik nahe Paris durch Renault, wurden neue Ziele gesetzt und bestehende konkretisiert. Ein Schwerpunkt liegt bei der Entwicklung einer Norm für Ladesysteme und dem Ausbau der Ladeinfrastruktur, wobei lediglich 10 % der Lademöglichkeiten an öffentlichen Orten zu finden sein sollen, die restlichen 90 % sollen sich zu Hause und am Arbeitsplatz befinden. Zu deren Entwicklung wurden weitere Ausschreibungen in naher Zukunft angekündigt. Außerdem wurde die Anschaffung von 100.000 Elektrofahrzeugen durch staatliche und private Unternehmen bis 2015 beschlossen. Als Ziel des Plans sieht die französische Regierung die Zahl von 2 Mio. Elektroautos auf französischen Straßen im Jahr 2020.

Paris

Die Stadt Paris startete in der ersten Dezemberwoche 2011 ein öffentliches Leihsystem für Elektroautos. Anfangs standen 250 Fahrzeuge bereit, im Sommer 2012 sollen es 3 000 Autos sein.

Großbritannien

In Großbritannien unterstützt die “Low Carbon Vehicles Innovation Platform“ des Technology Strategy Board Forschung-, Entwicklungs- und Demonstrationsprojekte zur Elektromobilität. Inzwischen wurden mehrere Ausschreibungen, wie zum Beispiel Ende Februar 2009 für kosteneffektivere und leistungsstärkere Hybrid- und Elektrofahrzeuge in Höhe von 10 Mio. ₤, veröffentlicht.

Italien

Anfang 2009 hat das Wirtschaftsministerium Italiens 180 Mio. € im Rahmen des Industria 2015 Projekts bereitgestellt. Hier soll Mobilität im Allgemeinen, vor allem aber das Elektroauto gefördert werden.

Portugal

In Portugal liegt ein Schwerpunkt der Förderung von Elektromobilität beim Aufbau einer landesweiten Ladeinfrastruktur. Hierzu wurde 2010 das Projekt Mobi.E gestartet, das durch einen marktorientierten und nutzungsnahen Open-Access-Ansatz private Investoren die Errichtung von öffentlich zugänglichen Ladeanschlüssen erleichtern soll. Die Anschlüsse unterschiedlicher Anbieter sind durch eine universelle Smart Card nutzbar, die der Kunde im Einzelhandel erwerben kann. Bis Mitte 2011 sollten rund 1.300 Ladestationen und 50 Schnellladestationen errichtet werden.

Spanien

Ladestation in Barcelona 2011

In Spanien soll das Pilotprojekt Movele des Instituts für Energiediversifizierung und –Speicherung (IDEA) und das spanischen Wirtschafts- und Tourismusministerium die technische, wirtschaftliche und energietechnische Umsetzbarkeit von Elektroautos demonstrieren. Bis 2014 sollen hier eine Million Elektroautos auf den Straßen zu finden sein. 2009 / 2010 werden 10 Mio. € zur Einführung von 2000 Elektroautos und 500 öffentlichen Aufladestationen bereitgestellt.

Schweden

Das schwedische Verkehrsministerium hat zusammen mit der Energiebehörde und Vinnova das Joint Vehicle Research Programme in Form einer Private Public Partnership (PPP) ins Leben gerufen. Von 2009 bis 2013 sollen hier jährlich 90 Mio. € zur Entwicklung zukunftsorientierter Technologien in den Bereichen Sicherheit, Umwelt und Verkehrsfluss investiert werden.

USA

Das amerikanische Energieministerium (DOE) stellt im Rahmen des „American Recovery and Reinvestment Act“ (ARRA) 2,4 Mrd US$ zur Unterstützung der Entwicklung elektrischer Fahrzeuge bereit, darunter 1,5 Mrd US$ für Forschung und Entwicklung im Bereich der Akkumulatoren. Damit sollen die Meilensteine eines fünfjährigen Entwicklungsplan erreicht werden, der auf die Verdoppelung der Energiedichte, Verdreifachung der Lebensdauer und eine Kostensenkung von 30 % für Akkus abzielt und nach dem bis 2015 eine Million Plugin-Hybrid- und Elektrofahrzeuge auf Amerikas Straßen fahren sollen. Anfang August 2009 gab das DOE eine Liste von 48 Projekten bekannt, die mit diesen Mittel gefördert werden sollen.

Japan

Das japanische Ministerium für Wirtschaft, Handel und Industrie (METI) hat eine Roadmap für Fahrzeugakkus erstellt, die auf eine Verdreifachung der Energiedichte und eine Kostensenkung auf 20 % des heutigen Niveaus innerhalb der nächsten zehn Jahre abzielt. Dies soll durch eine enge Zusammenarbeit zwischen Industrie, Regierung und Universitäten geschehen. Bei der Umsetzung der Akkuforschungsziele spielt Japans „New Energy and Industrial Technology Development Organization“ (NEDO) eine Schlüsselrolle. NEDO leitet u. a. das für den Zeitraum 2007 bis 2011 angelegte Projekt „Development of High performance Battery Systems for Next-generation Vehicles“ (Li-EAD) und hat im Frühjahr 2009 mit 22 Partnern aus Industrie und Forschung ein Programm gestartet, dessen Ziel es ist, die Energiedichte von Li-Ionen-Akkus für Elektrofahrzeuge auf das Fünffache des heute erreichbaren Stands zu erhöhen. Dazu wurde an der Universität Kyoto ein gemeinsames Forschungszentrum eingerichtet.

China

Laut einer Veröffentlichung des Argonne National Laboratory macht China derzeit große Fortschritte im Bereich der Lithium-Ionen-Technologie. Die chinesische Regierung hat ein Programm zur Gewinnung von Joint-Venture-Partnern und anderen Kooperationen ausländischer mit chinesischen Unternehmen gestartet, zusätzlich bietet sie inländischen Unternehmen Prämien und Kapital zur Herstellung von Lithium-Ionen-Akkus für alle Anwendungsgebiete. Bereits mehr als 40 Unternehmen haben mit der Produktion von z. B. LiMn2O4-, LiCoO2- und LiFePO4-Kathoden begonnen, wobei sie Energiedichten von 130 Wh/kg erreicht und die Kosten im Vergleich zum amerikanischen und europäischen Markt auf etwa 1/3 gesenkt haben.

Siehe auch

• Liste von Elektroautos in Serienproduktion
• Liste von Elektroauto-Prototypen

Weblinks

• Renews Spezial Elektromobilität - Hintergrundpapier der Agentur für Erneuerbare Energie
• CleanTech Studienreihe: eMobilität, Kostenlose Studie im Download, 2010 – PDF 10.6 MB.
• Aktueller Status und Probleme der Elektromobilität (Zusammenfassung aus Expertensicht, 11/2011)
• emoPRAXIS: Nachrichtenseite und Autorenbeiträge zu Elektromobilität
• Forschungsprojekt ELAB - Elektromobilität und Beschäftigung
• Studie: Elektromobilität: Schlüsselfaktor Qualifikation. Ergebnisse der ELAB-Studie zu Kompetenzanforderungen und Qualifikationsbedarfen (IMU Institut)

Interessenvertretungen, Politik:

• Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung
• Bundesverband eMobilität e.V.
• European Green Cars Initiative
• eNOVA Strategiekreis Elektromobilität