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DLR

Die im Rahmen des Förderprogramms "STROM“ (Schlüsseltechnologien für die Elektromobilität) mit 1,7 Millionen Euro vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unterstützte Studie "STROMbegleitung" des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) und des Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie (WI) hat umfassend Technologien, Perspektiven und Ökobilanzen von Elektroautos unter die Lupe genommen.

Die Studie sollte nicht nur einen detaillierten Einblick in den aktuellen Stand der Technik gewähren, Trends identifizieren und die Ökobilanz unterschiedlicher Fahrzeugkonzepte analysieren, sondern auch die Aktivitäten der deutschen Wirtschaft und Forschung im Bereich Elektromobilität in einen globalen Kontext einordnen.

Für die "STROMbegleitung"-Studie haben DLR-Wissenschaftler eine Datenbank entwickelt, die alle Elektroautos bzw. elektrifizierte PKW – von Serienfahrzeugen bis zu Prototypen – erfasst und bis auf Bauteilebene analysiert. Für den Zeitraum 2000 bis 2013 kamen die Wissenschaftler auf über 500 elektrifizierte Pkw-Konzepte weltweit.

Bei der Entwicklung marktreifer Fahrzeugmodelle sowie der Produktion erfolgreichster Modelle nehmen laut Studie die Automobilindustrien in Japan und den USA die Vorreiterrolle ein. Zudem wurden von den weltweit 210.000 Elektroautos und Plug-in-Hybriden, die 2013 verkauft wurden, etwa die Hälfte allein in den USA abgesetzt, dem aktuell größten Elektromobilitäts-Markt.

Deutschland bei Forschung und Entwicklung im Rückstand

 

Während japanische Unternehmen besonders im Bereich Leistungselektronik die Technologieentwicklung vorantreiben, sei Deutschland im Hintertreffen, was die Forschung und Entwicklung der Schlüsseltechnologien betreffe, wie Matthias Klötzke, Projektkoordinator der Studie beim DLR-Institut für Fahrzeugkonzepte in Stuttgart, erklärt:

"Die Leistungselektronik spielt eine zentrale Rolle im Elektroauto: Sie steuert und lenkt den elektrischen Energiefluss im Fahrzeug und ist ausschlaggebend, um den Antriebsstrang weiter zu optimieren. Die Forschung zu Bauteilen und Materialien für die Leistungselektronik sollte deshalb in Deutschland verstärkt gefördert werden.“

Bei der Aufbau- und Verbindungstechnik sowie der Systemintegration sei Deutschland hingegen stark aufgestellt. Auch die enge Zusammenarbeit zwischen Forschungseinrichtungen, Herstellern und mittelständischen Unternehmen gelte es weiter zu fördern. Tatsächlich weise Deutschland bereits heute die höchsten Investitionen in die Forschung und Entwicklung im Bereich Elektromobilität in ganz Europa auf.

Knappe Rohstoffe erfordern alternative Materialien

 

Da bei Seltenerdmetallen, die häufig in Permanentmagneten für Elektromotoren zum Einsatz kommen, und Lithium die Rohstoffengpässe bereits absehbar sind, sollten entsprechende Maßnahmen getroffen werden:

"Um beim Ausbau der Elektromobilität Versorgungsengpässe zu verhindern, müssen wir über alternative Maschinentypen nachdenken, Recyclingverfahren für besonders knappe Rohstoffe entwickeln und nach alternativen Materialien suchen“, fordert Matthias Klötzke hinsichtlich der Seltenerdmetalle.

Für Lithium, das derzeit in rund 80 Prozent der Batterien für Elektrofahrzeuge zum Einsatz kommt, gelte Ähnliches. Da die meisten Elektrofahrzeug-Akkus auch künftig auf Lithium basieren werden und die Nachfrage nach Lithium in allen betrachteten Elektromobilitätsszenarien der Studie eine kritische Dimension erreichte, rechnen die Forscher mit steigenden Kosten und höheren Umweltbelastungen bei der Lithium-Förderung.

Neben der Erforschung alternativer Batterietechnologien sollten daher auch Recyclingverfahren für Lithium weiterentwickelt und großflächig eingesetzt werden, so die Wissenschaftler.

Die gesamte Studie kann hier eingesehen werden.

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