Elektromobilität ist der Schlüssel der Energiewende im Verkehr.

Elektromobilität im Straßenverkehr ist ein Sammelbegriff, der verschiedene technische Facetten umfasst:

• Batterieelektrische Fahrzeuge (Battery Electric Vehicles – BEV),
• Elektrofahrzeuge mit Reichweitenverlängerung (Range Extended Electric Vehicles – REEV),
• Plug-in-Hybridfahrzeuge (Plug-in Hybrid Electric Vehicles – PHEV),
• Brennstoffzellenfahrzeuge (Fuel Cell Electric Vehicles – FCEV).¹⁰⁶

Jede dieser Ausprägung von Elektromobilität hat im Vergleich zum Verbrennungsmotor Effizienzvorteile und ist von zentraler Bedeutung für die Energiewende im Verkehr. Wird der notwendige Strom aus Erneuerbaren Energien gewonnen, ist Elektromobilität der Schlüssel für die Dekarbonisierung des landgebundenen Verkehrs. Ohne sie ist dieses Projekt kaum realisierbar.

Von den genannten Technologien der Elektromobilität sind batterieelektrisch betriebene Pkw (BEV) ­besonders vorteilhaft, weil sie den auf Basis von Wind- und Sonnen­energie CO₂-frei erzeugten Strom direkt nutzen, ohne weitere Umwandlungsschritte und den damit verbundenen Verlusten.¹⁰⁷

Dieser Effizienzvorteil in der gesamten Prozesskette führt dazu, dass batterieelektrische Fahrzeuge ­verglichen mit allen anderen Dekarbonisierungsoptionen auf 100 Kilometer am wenigsten EE-Strom benötigen (vgl. Abbildung 6.1, mehr zu Kraftstoffen siehe These 7). An zweiter Stelle stehen Brennstoffzellenfahrzeuge (FCEV) mit aus Erneuerbaren Energien erzeugtem Wasserstoff, dann folgen Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor und EE-Gas oder EE-Flüssigkraftstoff mit einem deutlich höheren Stromverbrauch.

Die direkte Stromnutzung in batterieelektrischen Fahrzeugen für den Straßenverkehr ist aber nicht nur die energieeffizienteste Option; nach heutigem Stand des Wissens ist sie auch volkswirtschaftlich die günstigste Variante der Dekarbonisierung: Gegenüber allen anderen Kombinationen aus Antrieben und Kraftstoffen verursacht Elektromobilität auf Basis batterieelektrischer Fahrzeuge die geringsten Zusatzkosten im Vergleich zum Referenzszenario ohne Dekarbonisierung (vgl. Abbildung 6.2).¹⁰⁸

Die Kostenbilanz berücksichtigt die gesamten Kosten für den Zeitraum von heute bis 2050 für Energiebereitstellung, Tankstellen bzw. Ladeinfrastruktur sowie für die Fahrzeuganschaffung.¹⁰⁹ Batterieelektrische Fahrzeuge sind demnach der Maßstab, an dem sich sämtliche anderen Antriebs- und Kraftstoffkombinationen messen lassen müssen.¹¹⁰

Elektromobilität ist nicht nur für Pkw, sondern auch für leichte Nutzfahrzeuge eine Option der Dekarbonisierung. Insbesondere Kurzstrecken im städtischen Verkehr sowie Back-to-Base-Fahrten¹¹¹ sind geeignete Einsatzszenarien im gewerblichen Bereich bzw. beim Flottenbetrieb. Kleinere Lkw können die gleichen Energieversorgungs- und Antriebskonzepte nutzen wie Pkw.¹¹² Selbst für größere Lkw-Modelle werden inzwischen reine Elektroantriebe in Betracht gezogen. Elektrische Linienbusse sind insbesondere im Stadtverkehr bereits unterwegs. In Deutschland werden momentan Pilotprojekte mit Hybrid­bussen, Plug-in-Hybridbussen und einer steigenden Zahl von elektrisch betriebenen Bussen durchgeführt; diese laden teilweise auch kabellos.¹¹³ Die Minderung von Lärm und Luftschadstoffen ist für die Einführung und Verbreitung von Elektromobilität insbesondere bei Bussen und bei leichten Nutzfahrzeugen in der Stadt ein starker Treiber (siehe These 3).

Volkswirtschaftliche Optimierung ist für die Beurteilung zukünftiger Technologieoptionen zwar wichtig, aber für den erfolgreichen Einsatz neuer Technologien nicht immer hinreichend. Nicht zu vernachlässigende Erfolgsfaktoren sind darüber hinaus die Kundenakzeptanz von alternativen Antrieben und deren Systemdienlichkeit bei der Integration in das Energiesystem. Es ist daher durchaus möglich, dass in Zukunft neben batterieelektrischen Fahrzeugen auch andere alternative Fahrzeugkonzepte wie zum Beispiel Brennstoffzellenfahrzeuge eine bedeutendere Rolle spielen. Voraussichtlich wird ein Mix aus verschiedenen Fahrzeugen mit alternativen Antrieben entstehen. Wie dieser Mix genau zusammengesetzt ist, hängt weitgehend von der Entwicklung der Preise und Reichweiten ab.


106. Diese Definition entspricht dem Elektromobilitätsgesetz, EmoG (2015): § 2. Ein elektrisch betriebenes Fahrzeug wird dort definiert als „ein reines Batterieelektrofahrzeug, ein von außen aufladbares Hybridelektrofahrzeug oder ein Brennstoffzellenfahrzeug“.
107. Wenn Wasserstoff in Brennstoffzellenfahrzeugen zum Einsatz kommt, muss er in einem dekarbonisierten Verkehrssystem ebenfalls aus Wind- und Solarenergie erzeugt werden, anstatt aus fossilem Erdgas. Mehr zur Kraftstoffthematik in These 7.
108. Im Referenzszenario dieser Studie liefern auch im Jahr 2050 konventionelle Kraftstoffe (Benzin, Diesel, Kerosin, Schweröl) die zentralen Energieträger für den Verkehr. Vgl. Öko-Institut, KIT, INFRAS (2016)
109. Öko-Institut, KIT, INFRAS (2016). Abbildung 6.2 zeigt nur den Straßennahverkehr. Der Begriff Straßennahverkehr umfasst in der zitierten Studie den motorisierten Individualverkehr mit Pkw und Krafträdern, leichte Nutzfahrzeugen sowie Lkw mit bis zu 18 Tonnen zulässigem Gesamtgewicht. Für den Straßenfernverkehr kommt die Studie zu ähnlichen Ergebnissen. Mehr zum Thema Güterverkehr siehe These 8.
110. Die hier vorgenommenen Kostenprognosen und Diskussion stehen im Kontext eines sich dynamisch weiterentwickelnden Feldes. Bei einer Verschiebung dieser Kosten ist eine Neubewertung notwendig.
111. Das sind Fahrten, bei denen die Fahrzeuge nach dem Einsatz an einen Ort zurückkehren, an dem sie laden können. Vgl. Schaufenster Elektromobilität (2015)
112. INFRAS, Quantis (2015); Ifeu, INFRAS, LBST (2016)
113. NOW (2016)

Hohe Anschaffungskosten, Reichweitenangst und unzureichende Lademöglichkeiten gelten heute als zentrale Hemmnisse für den Kauf eines reinen Elektrofahrzeugs. Auch für den Erfolg von Brennstoffzellenfahrzeugen sind die Anschaffungskosten und die zurzeit noch längst nicht flächendeckend ausgebaute Tankinfrastruktur ein entscheidendes Hindernis. Diese Faktoren werden sich allerdings bereits in den kommenden Jahren und insbesondere mit Blick auf 2030 bzw. 2050 deutlich ändern.

Die Schätzungen für die Entwicklung der Batteriekosten wurden in den vergangenen Jahren bereits nach unten korrigiert. Zwischen 2008 und 2015 sanken die Kostenprognosen für Plug-in-Hybrid-Batterien um 73 Prozent.¹¹⁴ Für Elektrofahrzeuge, aber auch für Brennstoffzellenfahrzeuge werden ebenfalls noch spürbare Kostenreduktionen prognostiziert.¹¹⁵ Kosten für Batteriepacks werden für 2015 mit 250 €/kWh angegeben, bis 2020/25 könnten sie bis auf 100 €/kWh sinken. Mit den Batteriekosten scheinen auch die Preise für Elektroautos in den kommenden Jahren schneller zu fallen als in früheren Studien vorhergesagt.¹¹⁶

Angesichts steigender Kosten für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren ? Resultat der wachsenden Anforderungen an die Abgasnachbehandlung ? und angesichts sinkender Batteriepreise stellt sich die Frage, wann es zu einer Parität der Kosten von verbrennungsmotorischen und batterieelektrischen Fahrzeugen kommen wird. Einige Autoren gehen bereits für den Zeitraum zwischen 2023 und 2030 von einer Wettbewerbsfähigkeit batterieelektrischer Fahrzeuge mit konventionellen Fahrzeugen aus, zumindest in bestimmten Einsatzszenarien.¹¹⁷ Dazu passt die Ankündigung ambitionierter Absatzziele nicht nur deutscher Automobilhersteller für den Zeitraum 2020 bis 2025.

Der Kapazitätszuwachs der Batterien lässt größere Reichweiten von Elektrofahrzeugen erwarten.¹¹⁸ Mehrere große Automobilhersteller haben bis zum Jahr 2020 Fahrzeuge mit Reichweiten von mehr als 400 Kilometern angekündigt. Können diese Reichweiten auch im Realbetrieb erreicht werden, ist davon auszugehen, dass die beschränkte Reichweite von Kunden nicht mehr als einschneidende Restriktion empfunden wird – zumal Brennstoffzellenfahrzeuge auch kaum größere Reichweiten zulassen werden.

Für Brennstoffzellenfahrzeuge ist die Kostenentwicklung noch mit größerer Unsicherheit behaftet, aber auch hier wird eine Kostendegression erwartet und auch hier gilt, dass höhere Stückzahlen sinkende Stückkosten mit sich bringen.¹¹⁹ Die Schätzungen für die Marktdurchdringung von Brennstoffzellenfahrzeugen in den Jahren 2030 bis 2050 haben zurzeit noch enorme Spannbreiten.¹²⁰ Die im Hydrogen Council organisierten Anbieterunternehmen halten bei Zugrundelegung der Gesamtkosten der Fahrzeuge (total cost of ownership - TCO) eine Kostenparität von Brennstoffzellenfahrzeugen und Pkw aus dem mittleren bis großen Segment im Jahr 2025 für erreichbar.¹²¹

Trotz der vielversprechenden technologischen Entwicklung in der Elektromobilität ist noch nicht ausgemacht, ob sie sich schnell genug etablieren kann, um den notwendigen Beitrag zur Dekarbonisierung des Verkehrs leisten zu können. Dafür ist nicht zuletzt die Weiterentwicklung der gesetzlichen Rahmenbedingungen ausschlaggebend. Das Ziel der Bundesregierung – sechs Millionen Elektrofahrzeuge bis 2030 – reicht vermutlich nicht aus, um die anspruchsvollen Minderungsziele des Klimaschutzplans 2050 – 40 bis 42 Prozent Reduktion gegenüber 1990 – zu erreichen. Daher ist zu untersuchen, wie der Markthochlauf von Elektrofahrzeugen politisch effektiv und effizient flankiert werden kann. Eine Regulierung sollte zwar robust sein, aber zukunftsoffen genug, um Raum für Innovation zu lassen. Bewährt hat sich das Setzen von Emissionsgrenzwerten. Gleichwohl sollte Regulierung sich an dem orientieren, was technisch möglich, effektiv und kosteneffizient ist. Um Elektrofahrzeuge schneller in den Markt zu bringen, ist beispielsweise die Weiterentwicklung der CO₂-Standards für Pkw und leichte Nutzfahrzeuge auf EU-Ebene nötig, die gegebenenfalls – wie von verschiedener Seite vorgeschlagen – durch Elektrofahrzeugquoten (zero-emission vehicle mandates) im Stil der kalifornischen oder der sich im Entwurf befindlichen chinesischen Gesetzgebung ergänzt werden könnte. Sollten die EU-Rahmenbedingungen nicht ausreichen, um die deutschen Klimaschutzziele im Verkehrsbereich zu erreichen, sind weitere nationale Maßnahmen zur Erreichung des Ziels notwendig. Hier wäre beispielsweise über die Weiterentwicklung der Kfz-Steuer nachzudenken.


114. IEA (2016a)
115. ICCT (2016b); Öko-Institut (2014); ICCT (2016c)
116. ICCT (2016d)
117. NPE (2016); ICCT (2016b); ICCT (2016d)
118. ICCT (2016c)
119. ICCT (2016b); Öko-Institut (2014); McKinsey (2010)
120. TAB (2012), vgl. ICCT (2016b)
121.Hydrogen Council (2017), S. 9: „When FCEVs reach at-scale commercialization, we are confident that cost parity (from a TCO perspective) can be reached by 2025 for medium to large passenger cars.“

Hemmnisse für eine größere Akzeptanz der Elektromobilität stellen auch mangelnde Lademöglichkeiten sowie lange Ladezeiten dar. Es reicht nicht, dass die meisten Elektroautobesitzer zu Hause laden können, insbesondere in der Stadt müssen genügend öffentlich zugängliche Lademöglichkeiten vorhanden sein. Der Aufbau der Ladeinfrastruktur muss bedarfsgerecht sein und mit dem Markthochlauf der Elektromobilität Hand in Hand gehen. Was die Investitionen in Ladeinfrastruktur so schwierig macht: Erstens müssen sie in einem Umfeld stattfinden, das sich technologisch schnell entwickelt, beispielsweise beim Thema induktives Laden. Zweitens entwickelt sich auch die Kommunikationsinfrastruktur von E-Fahrzeugen rasch. Drittens ist die Ladeinfrastruktur systemdienlich in das Stromsystem zu integrieren. Das alles stellt eine komplexe Herausforderung für Wirtschaft und Politik dar.

Der Aufbau eines bedarfsgerechten flächendeckenden Netzes von öffentlich zugänglichen Ladepunkten ist erklärtes Ziel der Bundesregierung.¹²² Dies bedeutet nach heutigen Analysen 36.000 öffentlich zugängliche Normalladepunkte und 7.000 öffentlich zugängliche Schnellladepunkte bis zum Jahr 2020. Die Bundesregierung hat beschlossen, den Ausbau von E-Ladestationen im Zeitraum von 2017 bis 2020 mit insgesamt 300 Mio. Euro zu fördern, um den Aufbau von bundesweit 10.000 Stationen für Normalladung sowie 5.000 für Schnellladung anzureizen.¹²³ Im Regierungsprogramm wird außerdem der Aufbau einer bedarfsgerechten Infrastruktur für Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie angestrebt, mit dem Ziel von ca. 400 Wasserstofftankstellen bis zur Mitte des nächsten Jahrzehnts. Für einen Teil davon sind ebenfalls öffentliche Mittel bis 2026 vorgesehen.¹²⁴

Ladeinfrastruktur kann und sollte jedoch dauerhaft nicht allein von der öffentlichen Hand finanziert werden, sondern im Zusammenspiel zwischen einer Anschubfinanzierung durch den Staat und durch private Investoren. Die Privatwirtschaft ist inzwischen ebenfalls im Begriff, in Ladesäulen für Elektrofahrzeuge zu investieren.¹²⁵ Für Wasserstoff planen Akteure der Automobil-, Gas- und Mineralölindustrie bis 2018/19 den Aufbau der ersten 100 Stationen.¹²⁶

Ungeklärt ist noch, wie insbesondere für Schnellladesäulen tragfähige Geschäftsmodelle aussehen können, die sich rentieren und im Rahmen der Zahlungsbereitschaft der Kundinnen und Kunden bleiben. Der Gesetzgeber muss vor allem für Investitionssicherheit sorgen.


122. LSV (2016): Laut Ladesäulenverordnung § 2 Nr. 9 vom 9. März 2016 (LSV) ist „ein Ladepunkt eine Einrichtung, die zum Aufladen von Elektromobilen geeignet und bestimmt ist und an der zur gleichen Zeit nur ein Elektromobil aufgeladen werden kann. Eine Ladestation kann mehrere Ladepunkte aufweisen.
123. BMVI (2016e)
124. Bundesregierung (2016d)
125. Im November 2016 gaben Daimler, BMW, Ford, Porsche und Audi die Planung eines Joint Venture für ein europäisches Schnellladenetz bekannt. Vgl. BMW Group et al. (2016). Tesla betreibt bereits ein separates Schnellladenetz in Europa mit zurzeit 56 Superchargern in Deutschland. Vgl. FAZ (2016)
126. H2 mobility (ohne Jahr)

Die wachsende Zahl von besonders effizienten Autos sowie Fahrzeugen mit alternativen Antrieben und Kraftstoffen senkt in Zukunft Deutschlands Importabhängigkeit von Erdöl. Allerdings kann die Beschaffung der für die Batterieherstellung notwendigen Rohstoffe neue Importabhängigkeiten schaffen und neue Umweltprobleme verursachen. Des Weiteren können Nutzungskonkurrenzen entstehen, wenn für die fortschreitende Dekarbonisierung bestimmte Rohstoffe von mehreren Sektoren benötigt bzw. auch in anderen Anwendungen stärker nachgefragt werden. Dies gilt es frühzeitig und kontinuierlich zu beobachten, um sowohl etwaige physische wie ökonomische Versorgungsengpässe als auch negative Umwelteffekte zu vermeiden bzw. zu minimieren. Bei der Diskussion um Umwelteffekte von Elektro­fahrzeugen – beispielsweise durch Produktion und Entsorgung der Batterien – gilt es allerdings zu bedenken, dass die Fortschreibung des bisherigen Entwicklungspfades auf Basis von Verbrennungsmotoren keineswegs geringere Probleme in Hinblick auf die weltweite Klima-, Umwelt- und Rohstoffsituation aufwirft.

Unbestritten ist allerdings, dass sich insbesondere bei einem schnellen Markthochlauf der E-Mobilität die Frage nach dem Ressourcenbedarf und nach eventuellen Ressourcenengpässen stellt. Mit steigenden Absatzzahlen steigt auch der Bedarf an Batteriezellen, deren Hauptproduktionsstandorte zurzeit in Asien liegen.¹²⁷ Dies bringt weitere Importabhängigkeiten mit sich, ob direkt durch den Import von Batteriemodulen und -packs oder indirekt durch den Bedarf an für die Zellfertigung notwendigen Rohstoffen. Versorgungsengpässe könnten laut Nationaler Plattform Elektromobilität (NPE) beispielsweise bei Naturgrafit und Kobalt auftreten.¹²⁸ Die Verfügbarkeit dieser Materialien und weiterer Rohstoffe wie Lithium sowie die marktbeherrschende Stellung der Förderländer kann sich in Zukunft maßgeblich auf die Batteriepreisentwicklung auswirken. Entscheidend wird sein, ob es gelingt, die Abhängigkeit von diesen Rohstoffen bei der zukünftigen Batterieentwicklung weiter zu verringern sowie umweltgerechte und wirtschaftliche Recyclingverfahren zu entwickeln. Elektromobilität erfordert daher eine umfassende vorausschauende Umwelt- und Ressourcenstrategie.


127. NPE (2016)
128. NPE (2016); Ifeu (2016)