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BMW i3, Nissan Leaf und Co Was dem Elektroauto zum Durchbruch fehlt

Elektroautos sind seit Jahren auf dem Markt, auf der Straße aber fast so selten wie ein Ferrari. Woran es hakt und warum bald alles besser werden soll.

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Nissan Leaf Quelle: Nissan

Ein Stammtisch irgendwo in Deutschland: Beim Bier erzählt jemand von einem Bekannten, der sich ein Elektroauto zugelegt hat. Kaum ist die Erzählung von der beeindruckenden Beschleunigung und dem lautlosen Dahinrollen beendet, kommt aus der geselligen Runde das Totschlag-Argument: „Kann dein Bekannter damit auch von Flensburg nach Garmisch fahren, ohne zwischendrin stundenlang laden zu müssen? Mein Diesel ist in drei Minuten vollgetankt.“

Keine Abgase, lautloses Fahren auf der einen, geringe Reichweite und ein lückenhaftes Ladesäulennetz auf der anderen Seite: Die Argumente für und gegen Elektroautos sind seit Jahren dieselben.

Wo die Batterien für den Leaf entstehen
Alles beginnt mit der Mutterrolle. Die Materialien werden von Nissan in Japan hergestellt und dann in die drei internationalen Batteriewerke des Autobauers geliefert – um dort erst zu Batteriezellen und später zu kompletten Batterieeinheiten weiterverarbeitet zu werden. Auf dieser Mutterrolle sind rund zwei Kilometer Elektrodenmaterial aufgewickelt. Das reicht für sieben Elektroautos. Quelle: Nissan
Vor der Verarbeitung werden die Rollen für Anoden und Kathoden genau kontrolliert und später in etwa Rechtecke von der Größe eines Din-A5-Hefts geschnitten. Bis es soweit ist, muss sich das Material aber erst „aklimatisieren“. Bevor es in die Zellenfertigung – einen rund 8.000 Quadratmeter großen Reinraum – darf, müssen die Rollen auf Zimmertemperatur kommen und in der trockenen Luft jegliche Feuchtigkeit abgeben. Diese würde genauso wie Staub den chemischen Prozess in der Batterie verschlechtern. Quelle: Nissan
Die Zellenfertigung selbst ähnelt eher einem Labor als einer Autofabrik. Im Dezember 2014 hat Nissan erstmals eine Journalistengruppe in die hermetisch abgeriegelte Halle gelassen. Aber nur in Kleingruppen: Zu viele Menschen auf einmal in dem Reinraum würden die Produktion beeinflussen. Bei jedem Atemzug verlieren wir etwas Flüssigkeit, die genauso wie die Körperwärme das Klima im Raum verändert. Bei einer Besuchergruppe von zehn Menschen kommt die Klimaanlage des Reinraums an ihre Grenzen. Quelle: Nissan
Das ist auch einer der Gründe, warum die meisten Prozesse in der Zellproduktion von Maschinen erledigt wird. Die Mitarbeiter im Reinraum warten und befüllen die Maschinen – und kontrollieren in jedem Schritt die Qualität. Fehlerhafte Zellen werden sofort in der Fabrik analysiert, um einen möglichen Fehler in der Produktion so gering wie möglich zu halten. In dieser Maschine werden die Materialrollen in passende Stücke geschnitten und in fünf Lagen miteinander zu einer Zelle verbunden: Außen jeweils eine schützende Folie, innen dann die Anoden- und Kathodenschicht, die wiederum von einem sogenannten Separator getrennt werden. Quelle: Nissan
Diese Zellen aus den fünf Schichten kommen nun zum kritischsten Arbeitsschritt: dem Befüllen mit der Elektrolytflüssigkeit. Ohne diese würde in der Zelle kein Strom fließen. Der Schritt wird in einem weiteren, noch stärker kontrollierten Raum durchgeführt. Diesen dürfen nie mehr als fünf Arbeiter gleichzeitig betreten – und auch nur mit Atemmaske, um keine Feuchtigkeit in den Raum zu bringen. Gelänge in diesem Schritt Feutchtigkeit oder Staub in die Zelle, würde sie nicht funktionieren. Quelle: Nissan
Ist die Zelle befüllt, dicht verschlossen und durch das sogenannte Altern der chemische Prozess in Gang gesetzt, sind die kritischsten Punkte der Produktion überstanden. Im nächsten Schritt werden nach einer weiteren Qualitätskontrolle jeweils vier Zellen in einem Metallgehäuse zu einem Modul verbunden. Quelle: Nissan
Die Module werden nach einer weiteren Kontrolle auf zwei Produktionsstraßen aufgeteilt: Die eine bereitet die Module für den Export nach Barcelona vor, wo sie zu einem Batteriepack zusammengebaut werden und später den Strom im Lieferwagen eNV200 speichern. Der Großteil der Module wird aber in Sunderland selbst zu Batterien verbaut, die dann in einem Nissan Leaf landen. Quelle: Nissan

Um die Kontra-Argumente zu widerlegen, hat Nissan jetzt einige Nutzerdaten seiner Elektroautos veröffentlicht. Seit 2010 haben die Japaner rund 150.000 Exemplare ihres Elektroautos Leaf verkauft, ungefähr 31.000 davon in Europa. Bis Anfang Dezember 2014 sind so insgesamt eine Milliarde elektrisch gefahrene Kilometer zusammengekommen.

Der Zweitwagen wird wie das Erstauto genutzt

Erstaunlicher als die Zahl von einer Milliarde Kilometern ist die wöchentliche Laufleistung der erfassten Leafs: Im Schnitt wurden die E-Autos in sieben Tagen 361 Kilometer weit bewegt – also weit entfernt vom Klischee des kaum praxistauglichen Elektromobils. So kommen beim Durchschnitts-Leaf immerhin mehr als 16.000 Kilometer pro Jahr zusammen.

„Drei Viertel unserer Kunden haben den Leaf als Zweitwagen für ihren Haushalt gekauft. Genutzt wird der Wagen allerdings meist wie das erste Auto“, sagt Jean-Pierre Diernaz, Direktor Elektromobilität bei Nissan Europe. „Die Praxiserfahrungen der Kunden lassen die Hemmnisse schwinden.“ Nach kurzer Eingewöhnung sei auch die Lade-Organisation kein großes Problem mehr.

Die größten Hersteller von Elektroautos in Deutschland

Für Diernaz steht die Elektromobilität kurz vor dem Wendepunkt. 2010 hätten nur überzeugte Umweltschützer ein Elektroauto gekauft. Heute würden sich auch viele Pragmatiker einen Leaf entscheiden – weil es in der Summe für sie günstiger sei. Mit dem Wandel von der Nische zu einem frühreifen Markt ist das Potenzial für Elektroautos ungleich gestiegen. „Wir fischen heute in einem viel größeren Pott als 2010“, sagt der Nissan-Manager.

Doch dieser Pott ist in jedem Land unterschiedlich groß. Während der Leaf in Norwegen – nicht zuletzt wegen einer staatlichen Förderung und einem dichten Netz an Schnellladesäulen – zwischenzeitlich das meistverkaufte Auto in dem skandinavischen Land war, gibt es in anderen Teilen Europas keine derartigen Anreize für den Kauf eines Elektroautos. Zum Beispiel in Deutschland.

Verband bettelt um Starthilfe

Dass diese fehlen, hat nun die 2010 ins Leben gerufene „Nationale Plattform Elektromobilität“ (NPE) erkannt und Kanzlerin Merkel Anfang Dezember in ihrem Zwischenbericht mitgeteilt. Nur 24.000 Elektrofahrzeuge sind auf deutschen Straßen unterwegs, die Planzahl für 2014 lag bei 100.000.

Dass aus dem großen Projekt von einer Millionen Elektroautos bis 2020 am Ende nichts werden und das Elektroauto in seiner Nische steckenbleiben könnte, davon will der NPE-Vorsitzende Henning Kagermann nichts wissen. „Die Grundlage für den Markthochlauf ist gelegt“, sagt er und meint damit sprunghaft wachsende Verkaufszahlen bei Elektromobilen.

Ganz ohne staatliche Hilfe wird es aber auch nicht gehen. „Die Politik muss ihren Beitrag leisten“, sagt der ehemalige SAP-Chef. Schließlich sei sie ein Teil der Plattform, die vor vier Jahren als Beratungsgremium der Bundesregierung gegründet wurde.

Die NPE will vom Staat Geld für die E-Auto-Förderung sehen. Ihr Vorschlag: Gewerbetreibende sollen im ersten Jahr 50 Prozent des Kaufpreises ihres Elektroautos von der Steuer absetzen können. Dem Bund würden so laut der Plattform rund 200 Millionen Euro Steuereinnahmen fehlen.

Weil die Technik bei Elektroautos noch längst nicht ausgereift ist, muss auch weiter geforscht werden. In den nächsten Jahren seien 360 Millionen Euro jährlich an Fördergeld nötig – für Fahrzeuge, Batterien und die Infrastruktur.

Dobrindt will Schnelllade-Netz errichten

Zumindest beim letzten Punkt will die Regierung offenbar eingreifen: Laut Verkehrsminister Alexander Dobrindt soll eine Infrastruktur aufgebaut werden, die den Autofahrern die Sorge nehmen soll, mangels Ladesäulen unterwegs liegenzubleiben.

„Auf den Bundesautobahnen werden wir deutschlandweit an Raststätten rund 400 zusätzliche Ladesäulen errichten“, sagte der CSU-Politiker der Zeitung „Die Welt“. „Künftig soll es möglich sein, mit einem Elektrofahrzeug von der Nordseeküste bis zur Zugspitze zu fahren.“

So wird der BMW i3 produziert
BMW i3 startet in die Serienproduktion: Ab heute rollen am Standort Leipzig die Produktionsbänder für den Elektro-Kleinwagen i3 an. Das Produktionsnetz für BMWs i-Modelle umfasst außerdem Standorte in Moses Lake (Washington, USA), Wackersdorf, Landshut und Dingolfing, an denen die wesentlichen Komponenten für den BMW i3 hergestellt werden. Für die i3-Fertigung wurde allein das Leipziger Werk für rund 400 Millionen Euro erweitert und 800 neue Arbeitsplätze geschaffen. Quelle: Presse
Erfolgsrezept des i3 soll ein "ganzheitlicher" Entwicklungsansatz, etwa zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs sein. So besteht beispielsweise die gesamte Außenhaut des i3 aus einem carbonfaserverstärkten Kunststoff (CFK), der erstmalig in der Automobilindustrie in Großserie verwendet wird und den Elektroflitzer zum absoluten Leichtgewicht macht. Durch Verwendung der ultraleichten Kohlefaser kann das Mehrgewicht der Batterie für den elektrischen Antrieb kompensiert werden. Quelle: Presse
Der Elektroantrieb und der Energiespeicher des i3 werden ebenfalls im Produktionsnetzwerk der BMW Group entwickelt und im Werk Landshut bzw. Dingolfing produziert. Quelle: Presse
Der Motor des BMW i3 verfügt über eine Leistung von 125 kW/170 PS, der Lithium-Ionen-Hochvoltspeicher über eine Reichweite von 130 bis 160 Kilometern. Maximal rennt der i3 elektronisch begrenzte 150 km/h - in erster Linie aus Stromspargründen. Gegen Aufpreis übernimmt ein kleiner Verbrennungsmotor die Funktion eines Range Extenders. Mit dem Benziner kann die Reichweite auf bis zu 300 Kilometer ausgedehnt werden. Quelle: Presse
Die "Hochzeit": In der Montagehalle erhält der i3 alle kundenspezifischen Ausstattungswünsche, bevor die ultraleichte CFK-Fahrgastzelle mit dem Elektromotor des i3 eine Verbindung fürs Leben eingehen. Die Außenhülle aus Kohlefaser wird dazu mit der Aluminium-Chassis des Motors verklebt und verschraubt statt verschweißt. Quelle: Presse
Bislang galt Karbon eher als ungeeignet für Großserien, da es teuer und schwer zu verarbeiten ist. BMW wagt nun erstmals die Serienproduktion mit dem Wunderstoff. Nach ersten Erfahrungen liegt die Produktionszeit des i3 deutlich unter der bisheriger Serienmodelle, da sich Karbon deutlich leichter lackieren lässt und nur geklebt statt geschweißt werden muss. Diese Zeitersparnis im Fertigungsprozess macht den Einsatz von Karbon im Automobilbau letztlich wirtschaftlich. Quelle: Presse
Das Finish: Neben der Fertigung des Elektrofahrzeuges laufen in Leipzig auch Modelle mit Verbrennungsmotor vom Band. Quelle: Presse

Der Plan klingt verlockend, würde bei 400 Säulen reich rechnerisch fast jede Autobahnraststätte zur Ladestation werden – die Schnellladesäulen sollen das Laden innerhalb einer halben Stunde ermöglichen. Doch entscheidende Fragen – wann die Säulen aufgestellt werden, wer das finanziert, was das Laden kostet und welche Lade-Technologie eingesetzt wird – sind „noch nicht abschließend geklärt“, wie Dobrindt sagt.

Das Interesse am E-Auto ist da

Derzeit konkurrieren noch mehrere Schnellladesysteme. Tesla hat seinen „Supercharger“-Standard entwickelt, ein japanisches Konsortium setzt auf sein „CHAdeMO“-Konzept, die europäischen Autobauer auf das „Combinded Charging System“ CCS.

Dass es ohne Unterstützung aus der Politik kaum geht, kann auch Ferdinand Dudenhöffer von der Universität Duisburg-Essen bestätigen. Der Professor für Automobilwirtschaft betreibt das Elektroauto-Carsharingprojekt RuhrautoE. Das Interesse aus der Bevölkerung ist da, denn statt der geplanten 300 bis 400 Menschen nutzen inzwischen über 1.500 Bewohner im Ruhrgebiet das Elektroauto zum Mieten.

„Je stärker sich die Städte kümmern, desto besser läuft es. Ein positives Beispiel ist Bochum, wo sich die Oberbürgermeisterin sehr stark für das Projekt engagiert. Seit dem hat Bochum die meisten Buchungen“, sagt Dudenhöffer. „In Duisburg stellt sich die Stadtverwaltung quer, deshalb tut sich unser Projekt dort sehr schwer.“

Mit der Hilfe aus Berlin könnte Dobrindts Schnellladenetz einen großen Sprung bedeuten. Mit den derzeit etwa 4800 konventionellen Stromladesäulen belegt Deutschland international „nur einen Platz im Mittelfeld“, so die NPE. Bei den Elektro-Serienmodellen sei die deutsche Industrie hingegen auf dem Weg an die Spitze. Derzeit seien 17 Modelle im Angebot, 12 weitere kämen nächstes Jahr hinzu.

Daimler stellt einzige Batteriezellen-Produktion ein

Der IG-Metall-Vorsitzende und NPE-Sprecher Detlef Wetzel kritisiert, dass es derzeit in Deutschland keine Batteriezellen-Produktion gibt. Die Befürchtungen der Verbände und der Politik: Die deutschen Autobauer verlassen sich bei der wichtigen Batterietechnik nur auf Zulieferer – und geben so eine wichtige Schlüsseltechnologie aus der Hand.

Die Elektromotoren sind stark genug, doch mit dem Fortschritt bei der Batterie-Technologie und der damit einhergehenden höheren Reichweite steht und fällt der Erfolg der Elektroautos. Auch für den Profit der Hersteller ist die Batterie nicht unbedeutend: Sie macht bis zu 40 Prozent der Wertschöpfung eines Elektroautos aus.

Erst Mitte November hatte Daimler angekündigt, die einzige Produktion von Batteriezellen bei dem Tochterunternehmen LiTec im sächsischen Kamenz Ende 2015 einzustellen. Der Grund: Die Fertigung der Akkuzellen für Elektro- und Hybridautos sei auf absehbare Zeit nicht wirtschaftlich. Das Produkt sei zwar absolut wettbewerbsfähig, werde aber nicht in ausreichender Stückzahl nachgefragt, so der Konzern.

Nissan fertigt seine Batterien selbst

Die meisten LiTec-Angestellten sollen zur ebenfalls zu Daimler gehörenden Deutschen Accumotive wechseln – ebenfalls in Kamenz. Dieses Unternehmen fertigt die Batterien für Elektroautos – künftig dann aus zugekauften Zellen aus Asien. Auch BMW bezieht für sein Elektroauto i3 die Akkus vom koreanischen Großkonzern Samsung.

Dieses Problem hat Nissan nicht. Die Japaner haben seit den ersten Planungen ihres Elektro-Projekts im Jahr 2006 auf eine eigene Batteriefertigung bestanden. „Nur mit unserer eigenen Technik können wir die Kosten, die Zuverlässigkeit und die Kapazität der Batterien langfristig kontrollieren“, sagt Nissan-Manager Diernaz. Bislang seien rund vier Milliarden Dollar in das Batterieprogramm geflossen.

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Heute fertigt Nissan an drei Standorten seine Stromspeicher – sowohl die Batteriestapel als auch die einzelnen Zellen: im japanischen Zama in der Nähe von Yokohama, in Smyrna im US-Bundesstaat Tennessee und im nordenglischen Sunderland.

Nach Jahren der Geheimhaltung hat Nissan jetzt erstmals Journalisten durch die hochmoderne Produktionsstätte in Sunderland geführt. Eindrücke aus einem der größten Reinräume Europas finden Sie hier.

Rund 60.000 Batterien pro Jahr könnte Nissan in Sunderland produzieren. Zur derzeitigen Auslastung des 2013 eröffneten Batteriewerks will der Autobauer keine genauen Angaben machen – aber ganz offenbar ist noch Luft nach oben.

150.000 Kilometer mit einer Batterie

Insgesamt 192 Zellen, jede in etwa so groß wie ein Din-A-5-Heft, werden in einem Leaf verbaut – und bleiben dort im Normalfall ein Fahrzeugleben lang. Bisher musste Nissan nur drei fehlerhafte Batterien austauschen.

Selbst unter extremer Belastung scheint die oft infrage gestellte Zuverlässigkeit der Batterien kein Problem zu sein. Zehn Leafs haben im Amsterdamer Taxi-Betrieb bereits mehr als 150.000 Kilometer zurückgelegt. Die Kapazität der Akkus hat trotz der häufigen Schnellladungen in dieser Zeit nur acht Prozent seiner Kapazität verloren.

Auto



Einige der Vorurteile gegen die Elektromobilität scheinen nach den ersten Jahren der Serienfertigung nicht haltbar – bis auf die begrenzte Reichweite. Diese gilt neben den langen Ladezeiten als einer der Bremsklötze der Elektromobilität. Mehr als 200 Kilometer ist bei einem aktuellen Modell kaum drin, lediglich das Tesla Model S schafft mehr als 400 Kilometer.

Doch auch hier will Nissan offenbar nachziehen. In einem Interview mit einem japanischen TV-Sender deutete Renault-Nissan-Chef Carlos Ghosn an, vor der Einführung einer neuen Batteriegeneration zu stehen. Auf die Rückfrage in dem nicht online verfügbaren Interview, ob er von einer Reichweite von mehr als 400 Kilometern spreche, antwortete Ghosn offenbar mit einem knappen „Ja“.

Wenn der Preis stimmt, könnte das der Durchbruch sein.

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