Akku in Elektroautos

Was der Tank für ein gewöhnliches Auto ist, stellt der Akkumulator (kurz: Akku) für ein Elektroauto dar. Der Begriff der Batterie wird ebenso häufig im Zusammenhang mit der Elektromobilität genutzt. Prinzipiell ist die korrekte Definition einer Batterie ein nicht wiederaufladbarer Stromspeicher. Dementsprechend ist es häufig festzustellen, dass im Zusammenhang mit dem elektrischen Fahren von Batterien gesprochen wird, wobei jedoch in den meisten Fällen die Akkus gemeint sind. Die Batterie hat sich als Synonym für Akku im Sprachgebrauch eingeschlichen. Hierbei besteht eine gewisse Verwechslungsgefahr, denn um ganz exakt zu sein, benötigt ein E-Auto einen Akku und eine Batterie.

Der Akku ist die Komponente, die den Motor mit der erforderlichen Energie versorgt. Eine von den Diesel- und Benzinfahrzeugen bekannte 12 Volt Batterie gehört aber ebenfalls zu Grundausstattung des E-Autos. Sie gewährleistet in erster Linie den Betrieb der kleineren Verbraucher wie Lüftung oder elektrische Fensterheber. Zusätzlich prüft sie beim Starten des Fahrzeugs die komplette Elektronik.

Im Folgenden soll es jedoch ganz konkret um die Akkus eines E-Autos gehen. Als Energiespeicher spielen sie eine essenzielle Rolle, wenn es um Elektromobilität geht. Schließlich richtet sich danach, wie weit der Besitzer eines Fahrzeugs kommt, bis es wieder geladen werden muss.

E-Autos haben den Vorteil, dass sie im Gegensatz zu Dieselfahrzeugen und Benzinern keinen Kraftstoff / Treibstoff benötigen. Eine Energiequelle ist natürlich dennoch erforderlich, um den Antrieb und damit die Fortbewegung zu ermöglichen. Ein klassisches E-Auto steht nicht in permanenter Verbindung mit dem Stromnetz, was beispielsweise bei einem Oberleitungsbus der Fall ist. Aus diesem Grund kommt dem Akkumulator – kurz Akku – eine tragende Rolle zu. Er speichert Energie in Form von Strom, womit letztlich der Motor kinetische Energie (Bewegungsenergie) erzeugen kann und das Fahren ermöglicht.

Schon allein aufgrund dieser Bedeutung wird klar, warum oftmals beim Akku eines E-Autos von dem entscheidenden Erfolgsfaktor für das Fahrzeug und letztlich die gesamte Technologie gesprochen wird. Von dem Energiespeicher hängt die Reichweite des Wagens ab. Je mehr Kapazität die Batterie bietet, umso mehr Kilometer lassen sich am Stück zurücklegen. Das ist jedoch nicht der alleinige Aspekt. Ist die Kapazität des Akkus erschöpft, muss er geladen werden. Die Dauer für eine komplette Aufladung ist die Ladezeit und demnach ein ausgesprochen wichtiges Kriterium für E-Autos. Je nach Ladestation und Fahrzeug unterscheidet sich diese Ladedauer. Analog dem gewöhnlichen Auto müssen demnach bei längeren Touren mögliche Tank- bzw. Aufladestopps eingeplant werden.

Dabei liegt die maximale Reichweite, die ein E-Auto mit einer einzigen Akkuladung erreicht hat, bei aktuell 605 Kilometern. Künftig dürfte es sich dabei nicht mehr um Spitzen-, sondern um Normalwerte handeln. Dafür arbeiten Hersteller und Forscher intensiv an der weiteren Optimierung der Akkus. Die Speicher zeichnen sich bereits jetzt durch Vorzüge aus. Sie verfügen über eine hohe Energiedichte und können in der Regel 2.000 bis 3.000 Mal wieder aufgeladen werden (sogenannte Ladezyklen), was eine Lebensdauer von bis zu 10 Jahren ergibt. Außerdem ist kein so genannter Memory-Effekt zu befürchten. Der Memory-Effekt beschreibt einen Kapazitätsverlust bei häufigen Teilauf- beziehungsweise -entladungen (oft bei Nickel-Cadmium-Akkus). Dennoch gibt es einige Aspekte, die kontinuierlich verbessert werden. Dabei handelt es sich ganz konkret um:

Gewicht
Größe
Kapazität
Leistung
Erweiterung der Haltbarkeit
Senken der Kosten für die Herstellung

Was das Gewicht angeht, verfügen nach aktuellem Stand selbst Kleinwagen über Akkus, die etwa 200 Kilogramm wiegen. Durch die damit insgesamt steigende Masse des Fahrzeugs ist im Umkehrschluss mehr Energie erforderlich, um das E-Auto zu bewegen. Das verlangt in der Konsequenz danach, die Kapazität der Batterie zu verbessern und somit die Energiedichte.

Künftig ist das Ziel durch Weiterentwicklung der Technologie die Akkus in ihrer Größe erheblich zu reduzieren. Bis zu 75 Prozent kleiner sollen diese in Zukunft ausfallen, wobei trotzdem eine doppelte Ladekapazität als technisch vorstellbar ist.

Interessant zu beobachten ist, dass gerade zur Kapazität zwei Denkmodelle vorhanden sind, die jeweils einen grundsätzlich anderen Weg gehen.

Strategie 1: Vergrößern des Akkus

Ein größerer Energiespeicher bedeutet eine größere Reichweite. Zugleich ergibt sich daraus der Vorteil, dass der Akku eine längere Lebensdauer erhält. Der Grund: Er muss weniger oft geladen werden, sodass es zu einer geringeren Belastung seiner vorhandenen Kapazität und der Leistungsentnahme kommt. Insgesamt kann der Akku damit unter Umständen eine identisch lange Lebensdauer erreichen wie das E-Auto selbst. Der Nachteil ist, dass das Gesamtgewicht des Fahrzeugs ansteigt. Obendrein fallen höhere Kosten an, was sich aber teilweise durch eine Serienfertigung und technische Weiterentwicklungen wieder eindämmen lässt.

Strategie 2: Kleineren Akku nutzen

Der Gegenentwurf sieht einen wesentlich kompakteren Akku vor, der dementsprechend auch ein geringeres Gewicht mitbringt. In der Konsequenz zeigt sich das Fahrzeug insgesamt leichter, sodass der Energieverbrauch sinkt. Trotzdem bleibt die Speicherkapazität begrenzt, wenn die Batterie kompakte Maße zeigt. Das bedeutet, dass eine sehr gute Infrastruktur an Ladestationen vorhanden sein muss, damit möglichst jederzeit neue Energie bereitsteht. Kleinere Akkus lassen sich günstiger herstellen, neigen aber auch zu einem höheren Verschleiß (State of Health) und werden vor allem schneller heiß, was die Ingenieure vor neue Herausforderungen stellt.

Grundsätzlich haben beide Modelle ihre Daseinsberechtigung, wodurch die Akkus insgesamt leistungsfähiger werden, indem sie mit geringerem Gewicht, komprimierten Abmessungen und einem günstigeren Preis die Gesamtentwicklung der Elektromobilität vorantreiben.

Zwei ebenso innovative und interessante Ansätze zum Laden der Akkus eines E-Autos sind Induktion und Akkutausch. Induktion beschreibt das kontaktlose Laden des Akkus, indem das Fahrzeug – ähnlich wie das Prinzip eines Induktionsherdes – über ein Induktionsfeld fährt oder parkt. Im Smartphone-Bereich ist diese Technologie bereits serienreif verbaut. Für die Elektromobilität tüfteln die Ingenieure noch an diesem Prinzip. Den gleichen Status Quo hat der Akkutausch bei E-Autos. Dauert das Aufladen einer Batterie noch recht lang an den Ladestationen, könnte der Tausch des kompletten Akkus gegen ein neues, aufgeladenes Modell die Lösung sein.

Wenn es um Energiespeicher für E-Autos geht, führt kein Weg an Lithium-Ionen-Akkus vorbei. Ihren Ursprung haben diese in den 1990er-Jahren, wo sie zunächst für Digitalkameras, Handys und Notebooks verwendet wurden. Schon damals kam es zu einer Herstellung in großen Stückzahlen. Mit der Wiedergeburt der Elektromobilität rücken Lithium-Ionen-Akkus für diese Technologie in den Fokus. Der Hersteller Tesla beispielsweise verwendet Akkus, die nahezu baugleich in Laptops vorkommen.

Weil sich gezeigt hat, dass Lithium-Ionen-Akkus die optimale Lösung für elektrisch angetriebene Fahrzeuge sind, soll sich der folgende Inhalt auch primär mit ihnen befassen – schließlich sind sie in nahezu jedem erhältlichen E-Auto verbaut. Vereinfacht muss ein solcher Akku zwei Funktionen umfassen – die Fähigkeiten zum Aufladen und Entladen.

Dabei läuft jeweils ein Prozess im Inneren ab: Beim Aufladen kommt es zum Transport von Ionen des Metalls Lithium zu einer Zelle, die negativ geladen ist. Dort werden die Ionen in Kohlenstoff eingelagert, was nichts anderes bedeutet, als dass die Speicherung von Energie erfolgt. Diese gibt der Akku dann wieder ab, wenn das Fahrzeug bewegt werden soll. Auf diesen Bedarf hin schlagen die Lithium-Ionen gewissermaßen den umgekehrten Weg ein und entfernen sich wieder aus dem Kohlenstoff – das ist schließlich der Vorgang, der als Entladen bekannt ist.

Jetzt stellt sich an diesem Punkt sicherlich die Frage, warum ausgerechnet Lithium verwendet wird. Dieses Metall ist das leichteste von allen und erlaubt das Speichern von sehr hohen Energiemengen. Oftmals ist zu hören, dass es sich durch eine hohe Energiedichte auszeichnet. Das bedeutet nichts anderes, als dass trotz des geringen Gewichts viel Strom in der Batterie gespeichert werden kann. Darüber hinaus zeigen Lithium-Ionen-Akkus von allen vorhandenen Technologien mit 90 bis 95 Prozent den höchsten Wirkungsgrad und damit den geringsten Energieverlust.

Nachteilig ist zumindest noch aus gegenwärtiger Sicht, dass diese Akkus recht preisintensiv ausfallen und in aller Regel die teuerste Komponente eines E-Autos darstellen. Das liegt insbesondere daran, da der Produktionsprozess aufwendig ist. Zudem entsteht durch die Lithium-Ionen eine höhere Brandlast und dementsprechende Sicherheitsmechanismen, die es beim Verbauen eines solchen Akkus zu berücksichtigen gilt.

Für die Konzeption bedeutet es aber, die hochreaktiven Eigenschaften des Metalls Lithium zu bedenken. Es darf mit Wasser ebenso wenig in Berührung kommen wie mit Sauerstoff. Unter einer Wärmeentwicklung würde es sonst mit den beiden Stoffen reagieren. Folglich ist darauf zu achten, dass jede einzelne Zelle des Akkus mit Sensoren ausgestattet ist, die für die Überwachung von Strom, Spannung und Temperatur zuständig sind. Auf ein Sicherheitsventil kommt es im gleichen Maße an wie auf eine ausreichende Kühlung.

Zusammenfassend bleibt zu konstatieren, dass Lithium-Ionen-Akkus längst noch nicht am Ende ihrer Entwicklung angelangt sind. Es liegt noch Potenzial vor, um beispielsweise die Kosten zu senken oder die Effizienz zu steigern. Eines der Vorhaben richtet sich danach, eine Lithium-Luft-Batterie zu etablieren. Das kann bis 2020 der Fall sein. Akkus dieser Art sind dann in der Lage, mit der sie umgebenden Luft weitere Energie zu erzeugen. Die Leistung dieser Speicher könnte dann um bis zum 30-Fachen gesteigert werden.

Zusammengefasst: Vorteile und Entwicklungspotenzial von Lithium-Ionen-Akkus

Vorteile	Entwicklungspotenzial
enorme Energiedichte, die knapp 50 Prozent höher ist als bei anderen Akkus	Weiterentwicklungen wie Lithium-Luft-Akkus können noch einmal bis zu 30 Mal mehr Leistung ermöglichen
geringes Gewicht	Gewicht ist dennoch reduzierbar
sehr hoher Wirkungsgrad	Kompaktheit steigern
kein Memory-Effekt	Herstellungskosten & -energie senken
zahlreiche Ladezyklen möglich	Lebensdauer verbessern + Second Life Varianten

Auf der Grundlage der geschilderten Bedeutung und den Eigenschaften eines Akkus für ein E-Auto, lässt sich nun auf die gestellten Anforderungen im Detail eingehen. Welche das konkret von der Leistung bis zum Sicherheitsaspekt sind, erfahren sie in der nachfolgenden Übersicht.

Kriterium	Herausforderung
Leistungsdichte	bestimmt, welche maximale elektrische Leistung des Akku entnommen werden kann Beschleunigung und Geschwindigkeit des E-Autos hängen davon ab Richtgrößen sind 150 bis 200 Watt pro Kilogramm des Akkus
Energiedichte	bestimmt die maximale Reichweite eines E-Autos lässt sich angeben in speicherbarer Energiemenge pro Kilogramm sollte für mindestens 100 Kilometer ausreichen
Langlebigkeit	Funktionstüchtigkeit muss auch nach mehr als 2.000 Ladezyklen noch gewährleistet sein ausgerichtet für etwa zehn Jahre / ca. 150.000 gefahrene Kilometer Elektrolyt- und Elektrodenmaterial muss in dieser Zeit chemisch stabil bleiben
Wiederaufladbarkeit	meint, dass sich neue Energie beliebig oft zuführen lässt Wechsel zwischen Laden und Entladen bedeutet, dass die Bewegung der Ionen in der Batterie reversibel ist
Beständigkeit gegen äußere Einflüsse	völlig unbeeinträchtigt ist ein Akku von den Umgebungstemperaturen nie es gilt, die zur Verfügung stehende Energie des Akkus möglichst nicht durch Temperaturen herabzusetzen für Bereiche von -40 bis 70 °C ausgerichtet weiteren Faktoren wie Nässe, Luftfeuchtigkeit, Vibrationen und Stößen hat der Akku standzuhalten
Kompaktheit	grundsätzlich gilt: Je größer der Akku, desto mehr Energie lässt sich speichern trotzdem muss der Einbau unkompliziert und platzsparend erfolgen Kofferraum und Fahrgastbereich sollen unberührt bleiben
wartungsarm	abgesehen von einer regelmäßigen Kontrolle der Kapazität sollte der Akku frei von Wartungen bleiben kommt es zu einem Unfall, schaltet sich der Akku aus Sicherheitsgründen ab Stoffe, welche die Umwelt oder die Gesundheit beeinträchtigen, dürfen nicht vorkommen

Ohne Zweifel stellt der Akku eines E-Autos bisweilen noch die Komponente mit den größten Kosten dar. Gleichzeitig handelt es sich um das schwerste Bauteil, für das ein enormer Aufwand bei der Herstellung zu betreiben ist. Angegeben wird der Preis des Akkus in Euro pro enthaltener Kilowattstunde. Eine Studie hat sich mit der bisherigen Entwicklung der Preise befasst und dabei eine klare Tendenz ausmachen können: Die Kosten verringern sich von Jahr zu Jahr. Allein von 2010 bis 2016 ist eine Senkung um rund 80 Prozent festzustellen.

Darüber hinaus gestalten sich auch die Aussichten für die Zukunft positiv. Bis 2020 ist anzunehmen, dass sich die Kosten lediglich bei 108 Euro pro Kilowattstunde einordnen. Zum Vergleich: 2010 mussten dafür noch 600 Euro ausgegeben werden. Die Preissenkungen für die Herstellung der Batterien sind ein wichtiger Faktor für die Konkurrenzfähigkeit von elektrischen Autos. Sinkt schließlich der finanzielle Aufwand für dieses Bauteil, wirkt sich das auch auf den Anschaffungspreis für den Endkunden positiv aus. Eine steigende Nachfrage nach E-Autos erlaubt außerdem eine weitere Serienfertigung zu optimierten Konditionen durch massentaugliche Produktionsprozesse.

Akku kaufen oder mieten? Diese Frage dürfen sich Interessenten bei der Auswahl eines Herstellers von E-Autos in den meisten Fällen stellen. Insbesondere durch den erhöhten Fahrzeugpreis aufgrund der teuren Energiespeicher bieten Hersteller an, das Auto ohne den Akku zu kaufen und die zugehörige Batterie in einem Leasing-Vertrag zu vereinbaren. Daas schmälert den Anschaffungbetrag, hat jedoch eine monatliche Rate für den Akku zur Folge.

Einige Hersteller bieten ausschließlich den Kauf inklusive Akku an. In diesen Fällen erhält der Käufer in der Regel eine verlängerte Garantie zuzüglich der gesetzlich vorgegebenen Laufzeit. Diese bezieht sich dann ausschließlich auf den Akku und beträgt meistens zwischen fünf und acht Jahren respektive einer verhältnismäßigen Kilometerlaufleistung.

Eine pauschale Beantwortung der Frage, ob das Mieten oder doch der Kauf die bessere Lösung darstellt, lässt sich nicht geben. Wer der Langlebigkeit eines Lithium-Ionen-Akkus nicht vertraut und eine finanzielle Rate verkraften kann, sollte die Batterie leasen. Soll das Fahrzeug lange Zeit fahren oder irgendwann gebraucht verkaufen werden, ist die Anschaffung inklusive Akku sinnvoll.

Hier für die zusammengefasste Gegenüberstellung

Kauf des Akkus	Mieten des Akkus
Käufer besitzt das Fahrzeug inklusive der wichtigsten Komponente	Kaufpreis fällt niedriger aus
keine weiteren Kosten fallen an	regelmäßige monatliche Kosten
Verlängerte Garantien für Lebensdauer vom Hersteller	Im Schadensfall sind Sie kein Besitzer des Akkus
nachdem der Akku für das Fahrzeug ausgedient hat, entscheidet der Besitzer, was er damit macht (Weiterverkauf, Second Life als Speicher)	je nach Häufigkeit des Ladens bzw. Laufleistung pro Jahr empfehlenswert für Unternehmen
bei guter Pflege des Akkus eine Nutzungsdauer von zehn oder mehr Jahren realistisch

Auf die Lebensdauer des Akkus bei einem E-Auto haben verschiedene Faktoren Einfluss. Folglich lässt sich nur ein etwaiger Richtwert ausgeben, wie lange der Käufer mit ein und demselben Energiespeicher auskommt. Üblicherweise ist mindestens mit einer Zeitspanne im Bereich zwischen acht und zehn Jahren zu rechnen. Beeinträchtigt wird die Lebensdauer des Akkus durch Kriterien wie:

Anzahl der Ladezyklen (entspricht einer Komplettaufladung)
Art der Aufladung (Schnellladungen / Schnarchladungen)
äußere Einflüsse wie etwa niedrige Temperaturen
Fahrweise

Wenn der Akku des E-Autos das Ende seines Lebenszyklus erreicht hat, ist er keinesfalls gänzlich unbrauchbar. Es bedeutet nur, dass die Kapazität herabgesetzt ist. Der zugeführte Strom kann dann nur noch zu 70 bis 80 Prozent gespeichert werden. Die Konsequenz: Die Reichweite für den Fahrer verringert sich um rund ein Drittel und noch häufigeres Laden wäre die wenig komfortable Konsequenz.

An dieser Stelle rückt der Begriff „State of Health“ oder schlichtweg abgekürzt SoH, auf den Plan. Salopp ins Deutsche übersetzt, bedeutet er etwa so viel wie Gesundheitszustand. Dieser meint nichts anderes als die aktuelle Beschaffenheit der Batterie im Vergleich zu einem neuen Akku. Mit dem SoH wird also angegeben, wie es um die gegenwärtige Akku-Leistung bestellt ist und welche mögliche Menge an Strom sich noch entnehmen lässt. Für ausgediente Batterien von E-Autos gibt es unlängst einen Markt, da die Energiespeicher noch anderweitig verwendbar sind. Damit der Akku jedoch im eigenen Fahrzeug so lange wie möglich zum Einsatz kommt, lassen sich einige grundlegende Dinge berücksichtigen, die zu einer Verlängerung der Lebensdauer führen.

Tipps für eine Verlängerung der Lebensdauer von Akkus

Regelmäßige Wartung des Akkus
Das E-Auto ist grundsätzlich wartungsärmer als ein Fahrzeug mit Verbrennungsmotor. Eine regelmäßige Inspektion ist dennoch vorgesehen, die deutlich weniger umfangreich ausfällt. Gerade der Akku unterliegt dabei einer genauen Prüfung. Somit kann gewährleistet werden, dass alles frei von Beanstandungen funktioniert. Gängig ist bei der Wartung eine Reinigung des Energiespeichers. Bei dieser werden insbesondere empfindliche Teile wie etwa die Anschlusspole von Korrosionen, Staub und anderem Schmutz befreit. Die Arbeiten an der Batterie dürfen nur von geschultem Personal, sogenannten elektrotechnisch unterwiesene Personen (EuP) vorgenommen werden.
Temperaturen berücksichtigen
Der ideale Temperaturbereich für den Akku eines E-Autos liegt im Bereich zwischen 15 und 25 Grad. Extreme Bedingungen in Form von Kälte, aber auch großer Hitze können die Leistung und zugleich die Lebensdauer der Batterie verringern. Idealerweise wird das Fahrzeug im Sommer im Schatten abgestellt und im Winter findet es seinen Platz in einer Garage. Zudem ist es empfehlenswert, in den kühlen Monaten den Akku nach dem Ende einer Fahrt umgehend wieder zu laden – sofern es die jeweilige Situation hergibt. Es hat in jedem Fall den Vorteil, dass die Batterie noch nicht ausgekühlt ist und somit keiner zu starken Belastung ausgesetzt wird. Üblicherweise haben E-Autos aber auch eine Klimatisierung und Isolierung für ihren Energiespeicher. Diese Vorrichtungen schaffen bestmögliche Bedingungen für den Akku.
Extreme Ladestände vermeiden
Bekannt ist die Faustregel, nach welcher der ideale Ladezustand des Akkus bei einem E-Auto zwischen 20 und 80 Prozent liegt. Extreme Ladestände setzen unterdessen die Lebensdauer des Energiespeichers herab. Der Grund dafür sind die entweder zu hohen oder zu niedrigen Spannungen innerhalb der Batteriezellen. Grundsätzlich sind die Fahrzeuge bereits mit einem System ausgestattet, dass eine Vollentladung verhindert. Sollte das E-Auto zu 100 Prozent mit Energie gefüllt werden, macht es Sinn, anschließend gleich zu fahren. Damit ist der Ladestand von nicht zu langer Dauer und wirkt sich schonend auf den Akku aus. Die Ladestände können im Auto oder bei den meisten Herstellern mittlerweile auch über eine mobile Applikation via Smartphone eingesehen werden. Die Apps enthalten einen Ladetimer, der es erlaubt, die Energiezufuhr möglichst optimal zu steuern. Eine andere Möglichkeit ist das Einstellen eines Ladelimits, beispielsweise bis zu einem Akkustand von 80 Prozent. Der Ladevorgang wird dann bei dieser Grenze automatisch unterbrochen.
Regelmäßige Schnarchladungen
Schnellladungen sind die perfekte Lösung bei Langstreckenfahrten. An sogenannten Supercharger-Stationen kann innerhalb von 20 bis 40 Minuten der Akkustand wieder auf 80 Prozent gebracht werden. So komfortabel und wichtig diese Schnellladeverfahren für größere Touren sind, würde ausschließliches Laden an diesen Vorrichtungen die Kapazität des Akkus schmälern. Demnach ist der Mix zwischen Supercharger und sogenannten Schnarchladungen ratsam. Dieser umgangssprachliche Name stammt von der langen Ladedauer. So kann das Fahrzeug beispielsweise über Nacht an der Haushaltssteckdose mit neuer Energie versorgt werden.
Bewusst fahren
Wie bereits eingangs beschrieben, beeinträchtigt auch das Fahrverhalten die Kapazität des Akkus. Hier braucht sich der Besitzer gegenüber einem Verbrennungsauto kaum umzustellen. Fahrweisen, die den Diesel- und Benzinverbrauch bei herkömmlichen Fahrzeugen ansteigen lassen, ruft ebenso einen höheren Stromverbrauch bei E-Autos hervor. Im Klartext heißt das: Besonders starkes Beschleunigen und längeres Fahren von hohen Geschwindigkeiten.
Bei längeren Standzeiten regelmäßig Akku prüfen
Was passiert, wenn das E-Auto längere Zeit nicht genutzt wird? Grundsätzlich gibt es hier keinen Anlass, Bedenken zu äußern. Ein trockener, geschützter, wohl temperierter Stellplatz ist dabei optimal. Wenn das Elektrofahrzeug für mehrere Monate nicht bewegt wird, gilt ein Akkustand im Bereich von 60 Prozent als ideal. In regelmäßigen Abständen ist es empfehlenswert, diesen zu überprüfen und gegebenenfalls etwas Strom nachzuladen.

Minimum acht bis zehn Jahre – so lange hält der Akku eines E-Autos im Durchschnitt als Energiespeicher. Das ist bereits eine beachtliche Dauer, doch an dieser Stelle endet der Lebensweg der Batterie noch nicht. Vielmehr liegt dann die Kapazität bei ungefähr 80 Prozent. Und dabei besteht genügend Potenzial für eine Weiterverwendung. Doch bevor dieser Zeitpunkt eingetreten ist, gilt es im sprichwörtlichen Sinne, das Rad noch einmal zurückzudrehen, wenn der Aspekt der Umweltbelastung zur Sprache kommt.

Studien belegen, dass E-Autos mit einer Reichweite von 100 Kilometern schon zum gegenwärtigen Zeitpunkt umweltschonender sind als Verbrennungsfahrzeuge. Das ist erfreulich, kann jedoch nicht völlig kommentarlos hingenommen werden. Je größer der Akku ist, desto mehr schwinden die Vorzüge gegenüber dem Benziner und dem Diesel. Ist ein größerer Energiespeicher vorhanden, braucht es im Umkehrschluss mehr Ressourcen für dessen Produktion.

In erster Linie handelt es sich dabei um Lithium – das Metall, das als wesentlicher Bestandteil im Akku zum Einsatz kommt. Angesichts der Tatsache, dass der Energiespeicher eines E-Autos mehrere einhundert Kilogramm wiegt, erscheint der Anteil an Lithium mit durchschnittlich drei Kilogramm dennoch verschwindend gering. Nichtsdestotrotz muss das Metall abgebaut werden, wobei Länder wie Chile, Argentinien und Bolivien als die wichtigsten Regionen für die Gewinnung gelten. Weltweit liegen schätzungsweise etwa 47 Millionen Tonnen an Lithium vor. Beim Abbau ist durchaus eine Umweltbelastung vorhanden, da Lithium in Seewasser lagert und die größten Vorkommen in unberührter Natur zu finden sind.

Die Gefahr, dass dieses Metall eines Tages aufgebraucht ist, besteht nicht. Für die Vorkommen aller Metalle sind auch auf lange Sicht ausreichend geologische Ressourcen vorhanden. Es gilt der Grundsatz, dass es keine absolute, sondern lediglich eine relative Verknappung bei Metallen gibt. Das heißt, dass sie weiterhin zu finden sein werden, nur kann sich ihre Erreichbarkeit für einen Abbau verschlechtern.

Erdöl gilt als der einzige Rohstoff, bei dem eine Knappheit zu erwarten ist. Schon allein aus dieser Sicht muss ein neuer Weg für die Mobilität geschaffen werden. Weiterentwicklungen der Technologie sorgen dafür, dass Akkus von E-Autos künftig deutlich kompakter und leichter ausfallen. Dementsprechend braucht es in Zukunft weniger Lithium für einen trotzdem weitaus leistungsfähigeren Energiespeicher. Als eine der wichtigsten Lösungen gilt dafür die Lithium-Sauerstoff-Batterie.

Neben Lithium sind weitere Rohstoffe notwendig, die ebenfalls einen Bestandteil der Energiespeicher von E-Autos darstellen. Hierzu sind Kobalt, Graphit, Mangan und Nickel zu nennen. Sie sind jedoch nur in geringem Maße vorhanden.

Den Akkus steht nach der Nutzung im E-Auto ein sogenanntes „Second Life“, ein zweites Leben bevor. Ihre Kapazität, die dann bei verbleibenden 70 bis 80 Prozent liegt, genügt noch für andere Zwecke. Der gängigste Bereich sind Speicherlösungen für regenerative Energien. Dort bieten sich die Akkus an, um beispielsweise Strom, der aus Sonnenenergie tagsüber gewonnen wird, vorübergehend zu speichern und bei Bedarf wieder ins Netz zu speisen. Das kann beispielsweise an der heimischen Photovoltaikanalage geschehen. Alternativ lassen sich auch viele der ausgedienten Akkus zu einer Art Blockbatterie zusammengeschalten, sodass sie als Pufferspeicher für Windkraft- und Solarparks fungieren. Hersteller von E-Autos wie Toyota oder BMW sammeln die alten Akkus ebenfalls als Speicher, die direkt mit dem Werk verbunden sind.

Wenn die Batterie schließlich auch für diese Bestimmung ausgedient hat, kommt es zu einem Recycling-Prozess. Dafür existiert ein Verfahren zur Rückgewinnung des Lithiums von circa 85 bis 95 Prozent. Ein starkes Erhitzen in einem Hochofen ermöglicht es, Nickel und Kobalt aus der Batterie zu extrahieren – beispielsweise in Form von Salzen oder als flüssige Schlacke. Weit verbreitet sind die Recycling-Konzepte bislang jedoch nicht. Aufgrund der bis dato geringeren Anzahl an recyclingfähigen Akkus ist bis zum Jahr 2020 von ausgereiften Prozessen für die Rückgewinnung der verwendeten Rohstoffe auszugehen.