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Wie hat sich der Markt für Elektrofahrzeuge in Deutschland in den vergangenen Monaten entwickelt?
Christopher Hecht: Der Markt für Elektrofahrzeuge hat ab etwa Mitte 2020 ein exponentielles Wachstum erlebt. Zwischen Anfang und Ende 2020 hat sich die Anzahl an Elektroautos im Bestand beispielsweise etwa verzweieinhalbfacht. Auch wenn das Wachstum in absoluten Zahlen seitdem weiterhin hoch war, ist die Wachstumsgeschwindigkeit etwas zurückgegangen. Während sich die Zahlen von 2020 auf 2021 verdoppelt haben, zeigte das erste Halbjahr 2022 lediglich ein Wachstum von knapp 22 Prozent im Vergleich zum Vorjahr. Setzt man dieselbe Wachstumsrate für das Gesamtjahr an, entspräche dies lediglich 48 Prozent Wachstum (siehe auch Abbildung 1). Bis Anfang des Jahres war das Verhältnis zwischen rein batterieelektrischen Fahrzeugen und Plug-In-Hybriden im Bestand zunächst ausgewogen. In 2022 wurden anteilig jedoch mehr batterieelektrische Fahrzeuge zugelassen. Brennstoffzellenfahrzeuge spielen im PKW-Markt noch immer eine nahezu vernachlässigbare Nischenrolle und eine Änderung ist aufgrund der Dynamik in der batterieelektrischen Sparte nicht abzusehen.
Haben sich dabei der Mangel an Chips und die allgemeinen Lieferprobleme weltweit bemerkbar gemacht?
Jan Figgener: Die Lieferzeiten von Elektrofahrzeugen liegen mittlerweile bei bis zu 18 Monaten. Hier kommen natürlich eine hohe Nachfrage und einige Probleme zusammen, aber der weltweite Chipmangel ist mit Sicherheit ein großer Faktor. Elektrofahrzeuge benötigen mehr Steuerungselektronik im Vergleich zu einem Verbrenner und sind somit an dieser Stelle besonders betroffen. Aber auch unabhängig von den Lieferproblemen ist eine solche Steigerung der Produktion Jahr für Jahr natürlich herausfordernd für die gesamte Produktionskette. Die langen Lieferzeiten bedeuten aber im Umkehrschluss auch, dass viele Fahrzeuge, die im Laufe des nächsten Jahres ausgeliefert werden, heute schon bestellt wurden. Ohne Liefermängel könnte der Fahrzeugbestand dementsprechend schon deutlich höher sein.
Grafik: RTWH Aachen
Was glauben Sie, wie lange der Markt dadurch beeinträchtigt ist und wirkt sich das auf die Preise aus?
Hecht: Der Hochlauf der Elektromobilität erfordert zugleich einen Hochlauf sämtlicher Zuliefererketten. Die Produktion von elektronischen Chips ist allerdings ein hochautomatisierter Prozess, der vergleichsweise wenig Flexibilität bietet. In vielen anderen Produktionsketten können kurzfristige Nachfragespitzen beispielsweise über das Einrichten eines Mehrschichtbetriebs oder zusätzliche Produktionslinien abgefangen werden. Bei einer vollautomatisierten Fabrik, wie sie bei der Chipfertigung zum Einsatz kommt, sind die Möglichkeiten zur Produktionssteigerung deutlich geringer. Der Bau neuer Fabriken wiederum kostet Jahre. Aus diesem Grund ist im Bereich der Chipproduktion auch weiterhin mit einem sehr knappen Markt zu rechnen. Verschärfend dazu gibt es mittlerweile auch Berichte, dass der Chipmangel wiederum dazu führt, dass Akteure wertvolle Chips horten. Dadurch wird die Nachfrage vermutlich zusätzlich angekurbelt. Neben dem Chipmangel kann es auch temporär zur Knappheit in den Fertigungsketten für Batterien kommen. Hier sind Fertigungskapazitäten in der Größenordnung von hunderten von Gigawattstunden pro Jahr geplant. Da aber parallel auch die Nachfrage massiv steigt, bleibt abzuwarten, ob Angebot und Nachfrage in einem passenden Verhältnis stehen. Dazu gehören alle Bereiche der Lieferketten bis hinein in die Rohmaterialien. Insbesondere die Ausweitung von Bergbaukapazitäten braucht Zeit. Insgesamt werden diese Entwicklungen dafür sorgen, dass die Preise für Elektrofahrzeuge nicht so schnell fallen werden, wie es ansonsten möglich wäre.
Langfristig werden jedoch noch deutlich sinkende Preise für Batterien erwartet. Ist dieser Trend weiter intakt?
Foto: Peter Winandy
Figgener: In diesem Jahr haben wichtige Rohstoffe wie Nickel und Kobalt hohe Preisspitzen erreicht, auch wenn sich die Märkte mittlerweile wieder etwas beruhigt haben. Beim Lithium hingegen haben wir gerade deutlich angezogene Preise am Weltmarkt. Ein direkter Übertrag auf die Batteriepreise ist aber durch parallel existierende bilaterale Lieferverträge mancher Hersteller nicht ohne weiteres möglich. Die Gesamtsituation hat nach einigen Angaben aus der Industrie jedenfalls zu erhöhten Batteriepreisen geführt. Das ist insofern bemerkenswert, da wir zuvor ausschließlich Preisdegressionen gesehen haben.
Liegt das nicht auch daran, dass die Nachfrage das Angebot gerade deutlich übersteigt?
Figgener: Es gibt derzeit einen absoluten Anbietermarkt und die Zellhersteller können ihre Marktmacht im Moment dazu nutzen, gute Preise durchzusetzen. Langfristig existieren aber gerade durch weitere Skaleneffekte, den vermehrten Einsatz von günstigen Zellchemien wie Lithium-Eisenphosphat oder perspektivisch auch Technologien auf Natrium-Basis noch Kostensenkungspotenziale. Dazu kommt durch den Einstieg neuer Akteure und den Aufbau weiterer großer Produktionskapazitäten ein verstärkter Wettbewerb. Aufgrund des exponentiellen Wachstums sowohl auf Angebots- als auch auf Nachfrageseite bleiben die konkreten Entwicklungen der nahen Zukunft aber spannend.
Wieviel Kilowattstunden Batteriekapazität rollen denn bereits über deutsche Straßen?
Hecht: Mittlerweile sind bereits über 50 Gigawattstunden an Batteriekapazität in elektrischen PKWs in Deutschland verbaut. Obwohl nur die Hälfte der PKWs reine Elektroautos sind, entfallen 41 Gigawattstunden auf diese Gruppe und übertreffen die Kapazität in deutschen Pumpspeicherkraftwerken mit etwa 39 Gigawattstunden deutlich. Im Schnitt sind damit 52 Kilowattstunden in einem batterieelektrischen PKW verbaut. Zum Vergleich: Ein handelsüblicher Photovoltaik-Heimspeicher hat selten mehr als 10 Kilowattstunden verbaut. Ein Blick in den Koalitionsvertrag verrät, dass die Bundesregierung sich das Ziel von 15 Millionen batterieelektrischen Fahrzeugen in 2030 bei einem Marktanteil von 80 Prozent der Neuzulassungen im gleichen Jahr gesetzt hat. Legt man heutige Batteriekapazitäten zugrunde, kommt man damit auf 780 Gigawattstunden, wobei dieser Wert vermutlich noch zu niedrig angesetzt ist, weil die Batteriekapazität pro PKW immer weiter steigt. Ein solches Potenzial ist ein Novum in der Energieversorgung und bietet gewaltiges Potenzial für die Integration von erneuerbaren Energien und eine Stabilisierung der Netze. Hier besteht dringender Handlungsbedarf, um das Potenzial zu heben.
Grafik: RTWH Aachen
Was muss sich ändern, damit die Elektroautos auch zur Stabilisierung des Stromnetzes beitragen können? Und wann wird das aus ihrer Sicht soweit sein?
Figgener: Rein technisch sind viele Hersteller schon extrem weit. Im Frühjahr wurde der wichtige Kommunikationsstandart ISO 15118-20 definiert, der Fahrzeuge und Ladestationen dazu befähigt, komplexe Ladepläne festzulegen. Auch die in vielen Fahrzeugen verbaute Hardware ist zumeist grundsätzlich dazu in der Lage, intelligent oder sogar bidirektional zu laden. Intelligent bedeutet dabei zum Beispiel, dass der PKW Überschussstrom aus der eigenen Photovoltaik-Anlage lädt oder die Ladung zu Zeiten günstiger Strompreise durchführt. Bidirektionales Laden führt diesen Gedanken noch einen Schritt weiter und ermöglicht es, das Fahrzeug zu entladen, wenn zum Beispiel die Strompreise besonders hoch sind oder, wenn man den eigenen Photovoltaik-Strom im Haus verbrauchen möchte. Es gibt bereits einige Pilotversuche, wie solche Konzepte umgesetzt werden können. Wir erwarten den Start des Markthochlaufs gegen Ende diesen oder Anfang nächsten Jahres – zumindest für Anwendungen, die heutigen Photovoltaik-Heimspeichern ähnlich sind. Bis Konzepte rund um die Stromnetzstabilisierung wirklich in der breiten Masse ankommen, vergehen vermutlich noch ein paar Jahre, da die Regulatorik hier der Technik hinterherhinkt.
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Dynamische Tarife gibt es heute bereits… ich kann davon bereits sehr profitieren, insbesondere seitdem die Börsenpreise im Oktober wieder deutlich heruntergegangen sind. So habe ich mit meiner dazu passenden relativ preiswerten Wallbox (go-e charger) schon viele Stunden für günstige 11 Cent pro kWh laden können. Ganz wichtig ist es aus meiner Sicht, dass endlich die Politik solche dynamischen Tarife in den Fokus nimmt, Netzentgelte und Merit Order sind nach wie vor hohe Barrieren mit teilweise extremen Preisspitzen bei der lohnenswerten Netzdienlicheit sowohl für den eigenen Geldbeutel als auch für die Gesellschaft. Es spart von vorneherein ungemein viel Extraspeicher und wir erhalten mit der (bestenfalls lokalen) Direktnutzung einen zeitlichen Puffer für den Leitungsausbau… so sind aktuell die dynamischen Tarife auch wegen der mangelnden Verfügbarkeit von Smartmetern seitens awattar oder Tibber leider noch kalt gestellt, das muss sich unbedingt schnell ändern.
Im Prinzip glaube ich auch, dass man die Mobilitäts-Akkus gut für die Netzstabilisierung einsetzen könnte. Das Rückspeichern erscheint mir allerdings von untergeordneter Wichtigkeit. Es wird schon nicht so schlecht sein, wenn man das Nachladen der Akkus netzdienlich hinbekommt. Noch besser würde es natürlich funktionieren, wenn die Autos gar nicht so riesige Batteriepakete mit sich rumschleppen, sondern eher kleine, die aber dafür häufig und flott ausgetauscht werden. Die Tauschanlagen können dann einen Teil ihrer meist nicht benötigten Akkus zeitweise für das Rückspeichern zur Verfügung stellen. Aber wegen der paar ct (ich brauche z.B. über Nacht gerade mal 2 kWh), die ein einzelner Haushalt täglich sparen kann, wenn man seinen Auto-Akku teilentlädt, wird das niemand programmieren. Das macht man ein paar Wochen, wenn der erste Euro Ersparnis geschafft ist, wird man nachlässiger, schließlich lässt man es ganz bleiben.
Der wesentliche Nachteil des Rückspeichern ist, dass dann anschließend umso schneller wieder nachgeladen werden muss, und der Strom muss auch erst mal da sein. An den Ladesäulen wird Schnellladestrom besonders teuer sein, und das hat seine Gründe.
Eher unwahrscheinlich, dass ich mir aus meinem E-KFZ Strom entnehmen lasse. Es sei denn, ich in in Urlaub oder ich weiß zu 100 %, dass ich vor den nächsten Nutzung wieder aufladen kann.
… kommt auf viele Dinge an. Zum einen natürlich die Vergütung, ich fänd im Gegenzug die Aufnahme von (nahezu) Gratis Überschüssen gut. Ich denke, die Hersteller werden passende Akkus, zum Beispiel Eisenphosphat mit bis zu 10000 Zyklen für die tägliche V2H Anwendung vorsehen. Dann wären auch erweiterte Garantieleistungen vom Hersteller locker möglich… wäre jedenfalls für das Vertrauen sehr von Vorteil, von mir aus auch in der letzten Instanz mit Garantien vom Staat. Und selbstverständlich gehören dazu komfortable Einstellungsmöglichkeiten, beispielsweise die Vorgabe maximaler Energiemengen, eines minimalen Akkustands oder die Angabe von Bereichen z.B. zwischen 35 und 75% SOC, um die Energie hin und herzuschaufeln. Dann ist auch die Degradation sehr sehr niedrig. Die Leistungsanforderung ist ohnehin gegenüber der mobilen Anwendung lächerlich und ich denke, die Menge an Energie ist dabei eher klein, es geht ja im Wesentlichen um die kurzfristige (wertvolle) Regelenergie zum Ausgleich.
Also V2H muss meines Erachtens defintiv sehr attraktiv sein… auch für die Ängstlicheren, ansonsten wird das nichts. Ich persönlich wäre da aber vermutlich schon früher „käuflich“ 🙂
Aber eigentlich ist es sowieso sinnvoll, zunächst mit V2H und der Versorgung des Hauses anzufangen… und so wird es ja auch wegen den viel einfacheren Regeln sein. Es würde mich wundern, wenn das nicht vielzählig gerne angenommen würde.
kleine Korrektur, die ersten zwei Erwähnungen meinte ich natürlich V2G, nicht V2H…
V2G ist eine Todgeburt, seit 14 Jahren wird diskutiert, aber keiner gönnt dem anderen Teilnehmer etwas. Außerdem zu komplex in der Umsetzung und teuer, für den PV Dachbesitzer und eMobilisten keine Option.
V2H schon eher, es ist heute umsetzbar. Es gibt keine regulatiorischen oder technischen Probleme – nur eines: Es gibt (fast) keine Hersteller, die entsprechende DC- BiDi Wallboxen anbieten. Oder nur für ein einzelnes eAutomodell.
Zum Verständnis: Das eAuto verhält sich dann wie ein AC Speicher im Hausnetz, keinen Deut anders. Und es gibt keine Dritten im „Vertragsverhältnis“, alles endet am Zähler – „Behind the Meter“.
Und die aller, aller wenigsten eAuto’s sind von Sonnenaufgang bis -untergang, an 7 Tagen die Woche unterwegs. Und dann bitte einmal selber rechnen:
– Stromverbrauch im 4 Pers. Haushalt, Sommerhalbjahr: ca. 8 kWh, davon nachts ca. 4 kWh.
Jedes eAuto kann diese Energie locker für die Nacht bereitstellen.
Und damit werden die fossilen Energieträger, zumindest bei dieser Verbrauchergruppe, von Ostern bis Oktober auch nachts rausgedrückt.
Ganz schnell – Schritt für Schritt – muß der Umbau zu 100% EE kommen und jeder macht entsprechend seinen Möglichkeiten mit: => Macht die Dächer voll !
Wenn das E-Auto tagsüber unterwegs ist, und nachts noch etwas Strom ins Hausnetz abgeben soll: Wann wird es dann geladen? Auf dem Parkplatz des Arbeitgebers?
„Auf dem Parkplatz des Arbeitgebers?“
so ist es, denke ich… auf dem mit PV überdachten Parkplatz, die Energiequelle kann dann auch Windkraft aus PPA Verträgen sein. Schön wäre es, wenn der Arbeitgeber den Strom (ggf. nahezu) umsonst verteilt, dann steht dem boom nichts im Wege… er kann ja zukünftig auch noch für sich einen großzügigen Pufferakku bzw. Bidirektionalität einbringen, wenn die techn. Voraussetzungen dafür gegeben sind. Dann kann er das doppelt nutzen und die teuren kurzfristigen Lastspitzen in der Produktion vermeiden helfen…
Das bidirektionale Laden führt zu deutscher Reduzierung des Stromkauf vom Energieversorger. Hier geht es nicht nur um die Versorgung des Hauses bei Nacht, also wenn überhaupt kein Strom vom Dach kommt, sondern auch tagsüber. Meine Wallbox schaltet sich beim Überschussladen immer dann weg, wenn weniger als 1200 Watt Leistung vom Dach zur Verfügung stehen. Dann zieht das Haus wieder Strom aus dem Netz, zb. wenn eine Maschine läuft oder mehrere Geräte parallel laufen. Wenn also durch Wolken oder Regenwetter tagsüber nur 500 Watt vom Dach kommen, ich aber 2000 Watt für die Waschmaschine und ca. 250 Watt fürs Haus brauche, bleiben immer noch ca. 1750 Watt, die ich aus dem Netz kaufen muss. Das passiert bei wechselhaften Wetterbedingungen mehrfach am Tag. Wenn in diesen Phasen die Stromdifferenz auch aus der Autobatterie kommen würde, hätte ich einen monatlichen Strombezug, der gegen null tendieren würde. Dadurch würde eine riesige Menge an C02 eingespart (weltweit).
Ob damit CO2 gespart wird, hängt davon ab, ob das E-Auto geladen wird, wenn viel Erneuerbarer Strom im Netz ist, oder nicht. Diejenigen, die ihr Auto oft brauchen, laden eher nachts, und da überproportional mit Kohlestrom. Diese Nutzer verlängern sogar den wirtschaftlichen Betrieb der Kohlekraftwerke.
Ich bin davon überzeugt, dass Volatilität in allen Bereichen zum Geschäftsmodell wird, sowohl innerhalb der Industrie bei Kälte oder Wärme als auch auf den Kunden bezogen mit innovativen Gerätschaften… denn es ist nun mal absurd günstig, den überschüssigen Strom ohne Speicher möglichst direkt zu nutzen. Insofern gehe ich stark davon aus, dass es beispielsweise zukünftig Schnell- und Schnarchlader geben wird, die mit stundenaktuellen Preisschildern versehen sein werden. Auch für das Heim, sogar für Mieter werden sich aus meiner Sicht vielzählig Geschäftsmodelle entwickeln, die ein zeitversetztes Laden honorieren… oder beim bzw. für den Arbeitgeber ergeben sich wie bereits erwähnt einige Möglichkeiten.
Jede neue Technik wird bei uns grundsätzlich negativ beschrieben. Warum sollten wir das E-Auto als Speicher nicht einbeziehen? Sonnen schaltet die heimspeicher seiner Kunden als virtuelles Kraftwerk zusammen und verdient damit viel Geld. Der einzelne Kunde wurde im Jahr mit 119 € für die Dienstleistung bezahlt. Die Akkus hatten durch die schonende Beladung und Entladung bessere Werte als ohne diese Dienstleistung. Das größte Gift für den Akku ist Stillstand. Dies gilt genauso für das Auto. Wenn ich als Rentner mit 50 Kilowattstunden Akku am Wochenende mal zwei Stunden ins Blaue fahren und vielleicht noch einen Einkaufstag habe, warum sollte ich dann meinen Akku nicht zur Verfügung stellen? Wie oft muss ich denn meinen Akku laden auch wenn ich auf die Arbeit fahre. Die Fahrleistung pro Tag liegt im Durchschnitt unter 30 km. Also muss ich eigentlich nur alle 14 Tage laden. Ich kann immer selber bestimmen wie viel Leistung ich noch im Akku brauche und wann ich diese Leistung brauche. Was ganz wichtig ist, dass E-Autos bisher mit Abstand die billigsten Akkus eingebaut haben. Für 100 $ ist hier eine Kilowattstunde Speicherkapazität zu haben. Großspeicher verursachen hier noch das Vierfache an Kosten und Speicher im Haus das Achtfache. Deshalb werden die Speicher im Auto eher größer als kleiner werden. Warum sollen in einem 70 Kilowattstunden Akku im Monat nicht 1000 Kilowattstunden Regelenergie Batterie schonend hin und her bewegt werden. An der Ladesäule kann dieser Akku theoretisch 250 Kilowatt in der Stunde aufnehmen. Da wird die Abnutzung des Akkus sicherlich messbar sein. Die Einspeisung ins Haus gehört genauso zu den Sektoren, auch wenn ich nur zwei kWh Nachtstrom brauche. Was ist wenn ich fünf Tage im Winter nur Regen und Sturm und Schnee habe? Ich bekomme über mein Auto 50 kWh oder mehr billigen Strom aus überlasteten Windrädern. Detlef gibt in seinem Kommentar den Strompreis mit 11 Cent pro kWh an. Da kann sogar die Wärmepumpe mehr Energie als üblich in den Speicher bringen. So passt alles zusammen und es wird kommen mit oder ohne bedenken! An JCW. Sie wollen kleinere Akkus und dafür Wechselstationen. Soll ich vielleicht 10 km weit zur Wechselstation fahren um einen Akku mit 30 Kilowattstunden zu bekommen? Das würde sich zeitlich überhaupt nicht wohnen. Zweitens gehen Sie davon aus dass hier nur zehn oder zwölf Schrauben gelöst werden müssen. Sie vergessen aber dass bei diesem wechseln auch fünf oder sechs Stromkreise teils mit 800 Volt gelöst und wieder verbunden werden müssen. Wie lange sind diese vertikalen Verbindungen dicht und sicher? Es werden auch mehr Akkus benötigt um die Leistung bereitzustellen. Ein System das sich nie durchsetzen wird, da an der Ladesäule bereit 100 Kilowattstunden in einer halben Stunde geladen werden. Wozu soll ich dann die seltenen, teuren Stationen aufsuchen?
Ich denke es ist kein technisches Problem, sondern wie sooft ein Monäteres.
Mich würde außerdem interessieren, wie sich das in Relation (am besten graphisch) setzten lässt … 🙂
„An normalen Tagen braucht Deutschland eine Kapazität von 65 bis 70 Gigawatt“
„Obwohl nur die Hälfte der PKWs reine Elektroautos sind, entfallen 41 Gigawattstunden auf diese Gruppe“
Sind das nicht großartige Möglichkeiten welche ungenutzt bleiben?