Schließung der Langlebigkeitslücke: Sind BEVs die Zukunft des langlebigen Transports?

Mehr als 17 Millionen Elektrofahrzeuge (EVs) wurden 2024 weltweit verkauft, was einem Anstieg von 25 % gegenüber dem Vorjahr entspricht und ein rekordverdächtiges Jahr für den globalen EV‑Verkauf markiert. 

Dieses Wachstum wurde durch Subventionen, Steuergutschriften, sinkende Batteriekosten, Wettbewerb unter den Herstellern und strenge Emissionsstandards angetrieben. EVs werden weltweit tatsächlich als vielversprechendes Mittel zur Reduzierung von Treibhausgasemissionen und zur Dekarbonisierung des Verkehrssektors angesehen. Batterielektrische Fahrzeuge (BEVs) gelten insbesondere als transformativ und bieten das Potenzial, fossile Brennstoffe vollständig durch erneuerbare Energie zu ersetzen.

Um jedoch die tatsächlichen Umweltvorteile dieser Fahrzeuge zu schätzen, müssen wir sie mit bestehenden Benzin- und Dieselfahrzeugen mit Verbrennungsmotoren (ICEVs) vergleichen, ihren gesamten Lebenszyklus berücksichtigen und wie die Vorteile über diesen verteilt werden.

Die Herstellung eines Elektrofahrzeugs ist zunächst ein ressourcenintensiver Prozess. Laut der IEA benötigen EVs im Durchschnitt das Sechsfache an kritischen Mineralien (Kupfer, Nickel, Mangan, Kobalt, Lithium und Graphit) im Vergleich zu herkömmlichen ICE‑Fahrzeugen. Das bedeutet, dass der ökologische Fußabdruck von EVs während der Produktion um 50 % höher ist als bei traditionellen Fahrzeugen. Zudem beträgt der Unterschied bei den Anschaffungskosten derzeit 12.000 $.

EVs bestehen jedoch, im Gegensatz zu benzinbetriebenen ICEVs, typischerweise aus wenigen Dutzend beweglichen Teilen, was bedeutet, dass der Verschleiß geringer ist und somit auch der Wartungsbedarf. Das Argonne National Laboratory schätzt die Wartungskosten für BEVs auf 0,06 $ pro Meile im Vergleich zu 0,10 $ pro Meile für ICEVs. 

Das bedeutet, dass EVs nicht nur leicht und kostengünstig über die durchschnittliche Lebensdauer eines ICEV hinaus auf der Straße bleiben können, sondern dass mit der Verbesserung der Technologie auch die Kosten und die Langlebigkeit von EVs zunehmen. 

Obwohl ein einzelnes EV möglicherweise das ist, was man kaufen muss, ist das Problem, dass diese Fahrzeuge noch neu sind und verfügbare Daten eher begrenzt sind. Tatsächlich gibt es nur wenige, die ein Jahrzehnt alt sind, was bedeutet, dass wir die genauen Grenzen ihrer Lebensdauer noch nicht ermittelt haben. 

Forscher untersuchen jedoch die wenigen vorhandenen Exemplare, um eine Vorstellung davon zu bekommen, wie lange diese EVs tatsächlich halten können. 

Bei der Langlebigkeit eines EVs sind Batterien der wichtigste zu berücksichtigende Faktor. Und ähnlich wie unsere Smartphones im Laufe der Zeit degradieren, tun dies auch batterielektrische Fahrzeuge (BEVs), jedoch ist der Austausch einer Autobatterie schwierig und die Ersatzteile sind teuer.

Die Kosten für den Austausch einer Batterie liegen tatsächlich zwischen 4.000 $ (für eine 30 kWh Nissan‑Batterie) und 10.000 $ (75 kWh Tesla (TSLA ) Model 3). Der Austausch eines ICEV‑Getriebes kostet hingegen zwischen 1.100 $‑3.400 $.

Dennoch behalten moderne Batterien nach einem Jahrzehnt den Großteil ihrer Leistung bei, während Flottenbetreiber durch Kosteneinsparungen bis zu 41 % sparen können. Eine ausreichende Ladeinfrastruktur, insbesondere in weniger urbanisierten Gebieten, bleibt jedoch eine große Herausforderung.

Das Gute ist, dass Batterien zu den aktivsten Bereichen gehören, die ständige Forschung und Entwicklung erfahren. Da an Batteriekemie und Managementsystemen gearbeitet wird, wird die Lebensdauer eines BEV weiter verbessert. 

Die Preise sinken bereits, und da die Reichweite weiter zunimmt, wird der Batteriewechsel immer machbarer, und die Langlebigkeit wird ebenfalls verbessert. 

Wie schneiden EV‑Batterien ab?

Das rasante Wachstum von EVs treibt die globale Nachfrage nach EV‑Batterien an, die stark zunimmt. Dies hat zu einem transformativen Wandel in der EV‑Batterieindustrie geführt, wobei Fortschritte bei Batterietypen, -chemien und -strukturen zu beobachten sind.

Obwohl die Batteriekosten in den letzten 15 Jahren um etwa 90 % gesunken sind, machen Batterien immer noch fast ein Drittel des Preises eines neuen EVs aus. Daher ist es wichtig, dass die Batteriekapazität steigt, damit EV‑Besitzer dieselben Fahrzeuge weiter nutzen können. Mehrere Studien deuten darauf hin, dass Batterien tatsächlich länger halten, als wir bisher angenommen haben.

Wie wir in einem Artikel Ende letzten Jahres teilten, ergab eine Studie des Batterie‑Diagnoseunternehmens AVILO, dass die meisten Batterien mehr als 80 % ihrer ursprünglichen Kapazität behalten und weit über die übliche Garantiezeit hinaus nutzbar sind. 

Geotab, ein Anbieter von Flottenmanagement‑Dienstleistungen, analysierte ebenfalls Daten von 10.000 EVs vor 2019 und berichtete, dass EV‑Batterien nur einen durchschnittlichen Rückgang von lediglich 1,8 % pro Jahr erfuhren, niedriger als zuvor berichtet wurde. Der Bericht des Unternehmens vom letzten Jahr zeigte zudem, dass 75 % der leichten Nutzfahrzeuge durch vergleichbare EVs ersetzt werden können, was pro Fahrzeug über die Lebensdauer hinweg 15.900 $ einsparen kann.

Alter, extreme Hitze‑ oder Kältebedingungen, Ladezustand, häufiges Schnellladen und Lade‑Entlade‑Zyklen wurden als häufige Faktoren identifiziert, die die Batterielebensdauer beeinflussen. Durch Befolgung bewährter Praktiken beim Laden und Gebrauch können EVs also weit über die Nutzungsdauer des Fahrzeugs hinaus halten. 

Eine aktuelle Forschung von Wissenschaftlern des SLAC‑Stanford Battery Center besagte jedoch, dass die Belastung der EV‑Batterien durch normale reale Nutzung sie etwa ein Drittel länger halten lassen kann, als Forscher prognostizierten. 

Daher sind Aktivitäten wie kurze Stadtfahrten, lange Autobahnfahrten, starker Verkehr und vorwiegend geparkt sein weitaus vorteilhafter für Batterien als die gleichmäßige, simulierte Nutzung, die neue Designs in Laboren erhalten. Laut der leitenden Studienautorin Simona Onori, außerordentliche Professorin für Energiesystemwissenschaften und -technik an der Stanford Doerr School of Sustainability:

“Wir haben EV‑Batterien nicht richtig getestet. Zu unserer Überraschung hilft echtes Fahren mit häufigen Beschleunigungen, Bremsen, die die Batterien leicht aufladen, Stopps zum Einkaufen und das mehrstündige Ruhen der Batterien, die Batterien länger haltbar zu machen, als wir aufgrund von industrieweiten Labortests angenommen hatten.”

Dies legt nahe, dass ein EV‑Besitzer seine teure Batterie möglicherweise nicht ersetzen oder sogar mehrere Jahre länger kein neues Auto kaufen muss.

Jetzt zeigen neue Forschungen, dass die Lebensdauer von EVs bereits mit der von ICE‑Fahrzeugen vergleichbar ist. Durch die Bereitstellung kritischer Einblicke in die Lebensdauer und die Umweltauswirkungen von EVs sagte Mitautor Dr. Viet Nguyen‑Tien von der London School of Economics:

“[Die Studie markiert] einen bedeutenden Schritt hin zu einer Netto‑Null‑Kohlenstoff‑Zukunft.”

BEVs seien laut ihm nicht mehr nur eine Nischenoption, sondern eine praktikable und nachhaltige Alternative zu herkömmlichen benzinbetriebenen Fahrzeugen. Die Studie zielt zudem darauf ab, Verbrauchern fundierte Entscheidungen zu ermöglichen und Regulierungsbehörden bei der Gestaltung ihrer Politik und Anreize zu unterstützen.

Und während BEVs höhere Anfangsemissionen bei der Produktion haben, bemerkte Professor Robert Elliott von der University of Birmingham, dass „ein langlebiges Elektrofahrzeug seinen CO₂‑Fußabdruck schnell ausgleichen kann und damit zum Kampf gegen den Klimawandel beiträgt.“

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Langlebigkeitslücke zwischen BEVs & ICE‑Fahrzeugen schließt sich schnell

Die neue Studie veröffentlicht in Nature¹ wurde von einem internationalen Forscherteam der London School of Economics, der University of Birmingham, der University of California und der University of Bern verfasst. 

Sie analysierte mehr als 300 Millionen MOT‑(Ministry of Transport)‑Testdatensätze von Diesel-, Benzin- und BEVs aus den Jahren 2005 bis 2022. Mit diesen frei zugänglichen Daten stellte die Studie fest, dass obwohl EVs eine geringere Zuverlässigkeit als ICEVs aufweisen, technologische Fortschritte neuere BEVs ermöglichen, vergleichbare Lebensspannen zu erreichen, selbst wenn sie intensiver genutzt werden. 

Im Vergleich zu 16,8 Jahren bei Dieselautos und 18,7 Jahren bei Benzinautos haben EVs eine Lebensdauer von etwa 18,4 Jahren. Diese Zahlen schließen Fahrzeuge aus, die in den ersten Produktionsjahren verschrottet wurden, was meist auf Verkehrsunfälle und nicht auf mechanische Defekte zurückzuführen ist.

Während die erwartete Lebensdauer von Benzinfahrzeugen etwa 0,3 Jahre länger ist als die von EVs, wurden sie als weniger robust befunden, wobei EVs rund 124.207 Meilen über ihre erwartete Lebensdauer erreichen, im Gegensatz zu Benzinfahrzeugen, die etwa 116.000 Meilen zurücklegen. 

Es ist jedoch zu beachten, dass die schnelle technologische Verbesserung bedeutet, dass die erwartete Lebensdauer von EVs, die nur ein Jahr auseinander produziert wurden, erheblich unterschiedlich sein kann. 

Neben der Lebensdauer zeigten BEVs auch die größte Verbesserung der Zuverlässigkeit im Laufe der Zeit. Die Ausfallrate von EVs wurde als 12 % niedriger befunden als bei den im Vorjahr hergestellten. Das bedeutet, dass die Wahrscheinlichkeit ihres Ausfalls mit jedem weiteren Produktionsjahr um zweistellige Prozentpunkte sinkt, im Gegensatz zu einem bloßen Rückgang von 1,9 % bei Dieselfahrzeugen und einer Verbesserung von 6,7 % bei Benzinfahrzeugen.

Obwohl die Daten vielversprechende Ergebnisse für EVs liefern, weist die Studie darauf hin, dass aufgrund des noch jungen EV‑Marktes und der begrenzten Datenverfügbarkeit weitere Forschung erforderlich ist.

Mit diesen aufschlussreichen und wertvollen Ergebnissen betont die Studie die ökologischen und wirtschaftlichen Vorteile von BEVs und wie sie bei Verbraucher‑ und Politikentscheidungen helfen können. Darüber hinaus kann die Forschung die Prognose von Automobilverkäufen und Flottenersatzstrategien unterstützen und die Planung der Entsorgung von Fahrzeugen am Lebensende erleichtern.

Die Studie stellte außerdem fest, dass Lithium‑Ion‑Batterien, die nach wie vor die dominierende Technologie für EVs sind, eine unsichere Lebensdauer aufweisen. Derzeit erhalten die meisten EVs Garantien von 8 Jahren und 100.000 Meilen für ihre Batterien.

Insgesamt verdeutlichen die Studienergebnisse das schnelle Tempo der technologischen Verbesserung, das zu effizienteren und langlebigeren Modellen führt und zur Schaffung einer nachhaltigen Zukunft beitragen kann.

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Führende EV‑Unternehmen 

Während Marken wie Toyota (TM ), Volkswagen und Honda (HMC ) verkaufen die meisten Autos weltweit, Audi und Skoda führen in Bezug auf die Langlebigkeit von Benzin‑ und Dieselfahrzeugen. Schauen wir uns nun Unternehmen an, die im Bereich Elektroautos Spitzenleistungen erbringen.

1. Tesla

Wie die Forschung feststellte, führt Tesla bei der BEV‑Langlebigkeit. Elon Musks Elektroautohersteller führt zudem bei der Anzahl verkaufter Fahrzeuge. Im Jahr 2024 lieferte Tesla etwa 1,79 Millionen Fahrzeuge, ein Rückgang von 1,1 % gegenüber dem Vorjahr und der erste Jahresrückgang seit 2011. Die Model‑3‑Limousine und das Model‑Y‑Crossover machten zusammen etwa 95 % der globalen Fahrzeugverkäufe von Tesla im letzten Jahr aus.

Investoren erwarten jedoch, dass das Unternehmen Innovationen bei selbstfahrenden Autos und KI liefert und von Musks enger Verbindung zum Präsidenten Donald Trump profitiert. Der Tech‑Milliardär spendete etwa 277 Millionen $ an Trumps Präsidentschaftskampagne und leitet nun das brandneue Department of Government Efficiency (DOGE).

Neben rein elektrischen Fahrzeugen stellt Tesla auch Systeme zur Energieerzeugung und -speicherung her. Zu seinen Lithium‑Ion‑Batteriespeicherprodukten gehören Powerwall und Megapack. Das Unternehmen meldete, im vergangenen Jahr 31,4 GWh Energiespeicher eingesetzt zu haben.

Mit einer Marktkapitalisierung von 1,3 Billionen $ ist Tesla das 11. größte Unternehmen der Welt, während sein Eigentümer, Musk, der reichste Mann der Welt ist. Zum Zeitpunkt der Erstellung werden die Aktien des Unternehmens bei 402,02 $ gehandelt, ein Anstieg von 0,19 % YTD. Das EPS (TTM) beträgt 2,04 und das KGV (TTM) liegt bei 198,64.

Für das vierte Quartal 2024 meldete Tesla einen Umsatz von 25,71 Milliarden $, ein Anstieg von 2 % gegenüber dem Vorjahr, während das bereinigte Ergebnis je Aktie 73 Cent betrug. Der Umsatz im Automobilbereich sank um 8 % (gegenüber 4Q23) auf 19,8 Milliarden $, wovon 692 Millionen $ aus regulatorischen Gutschriften stammten. Der Umsatz aus Energieerzeugung und -speicherung belief sich im letzten Quartal auf 3,06 Milliarden $, ein massiver Anstieg von 113 % gegenüber demselben Zeitraum des Vorjahres.

Der operative Gewinn von Tesla sank ebenfalls um 23 % gegenüber dem Vorjahr auf 1,6 Milliarden $, wobei als Hauptgrund die gesunkenen durchschnittlichen Verkaufspreise seiner Modelle genannt wurden, während betont wurde, dass „Erschwinglichkeit für Kunden nach wie vor oberste Priorität hat“. Der Nettogewinn fiel um satte 71 % auf 2,32 Milliarden $, bedingt durch den einmaligen nicht zahlungswirksamen Steuervorteil von 5,9 Milliarden $, den das Unternehmen im letzten Jahr erhielt.

Was die Auslieferungen im Quartal betrifft, meldete Tesla 495.570 Einheiten, während etwa 459.000 Fahrzeuge produziert wurden. Im selben Zeitraum setzte das Unternehmen einen Rekord von 11,0 GWh Energiespeicherprodukten um.

Für dieses Jahr erwartet das Unternehmen, dass sein „Fahrzeuggeschäft wieder wachsen wird“, und bekräftigt Pläne, schließlich die „unsupervised FSD‑Option“ freizuschalten. Zudem plant es, später im Jahr 2024 in Teilen der USA seinen fahrerlosen Ride‑Hailing‑Dienst zu starten.

2. BYD

Teslas größter Konkurrent ist der chinesische EV‑Hersteller BYD, der im letzten Jahr etwa die gleiche Anzahl reiner Elektrofahrzeuge wie Tesla verkaufte. Neben der Herstellung von Transportausrüstung, Elektronikbauteilen und Automobilen ist das Unternehmen auch in der Produktion von wiederaufladbaren Batterien und Photovoltaikprodukten tätig.

Mit einer Marktkapitalisierung von 112 Milliarden $ werden die Unternehmensaktien zum Zeitpunkt der Erstellung zu 35,02 $ gehandelt, ein Anstieg von 3 % YTD. Das EPS (TTM) beträgt 1,66 und das KGV (TTM) liegt bei 21,10, während die Dividendenrendite 1,25 % beträgt.

Angetrieben durch die steigende Nachfrage auf dem heimischen Markt, staatliche Inzahlungnahme‑Programme und ein erhöhtes Verbraucherinteresse aufgrund von Jahresendrabatten, erzielte BYD 2024 Rekordverkäufe, obwohl es einem zunehmenden Wettbewerb im Inlandsmarkt gegenüberstand. Das Unternehmen verkaufte im gesamten letzten Jahr 4,27 Millionen New‑Energy‑Vehicles (NEVs), die sowohl BEVs als auch Plug‑in‑Hybrid‑Fahrzeuge umfassen.

Diese Zahlen stellen einen Anstieg von 41,26 % gegenüber dem gleichen Zeitraum des Vorjahres dar und übertrafen zudem das vorherige Ziel. Der BEV‑Verkauf stieg insbesondere um 12,08 % auf 1,76 Millionen Fahrzeuge, fast auf Teslas Niveau. Gleichzeitig sprang der Verkauf von NEV‑Personenfahrzeugen um 41,07 % auf 4,25 Millionen Einheiten im Jahr 2024, und der Verkauf von PHEV‑Personenfahrzeugen stieg um 72,83 % auf 2,49 Millionen Einheiten. 

Durch staatliche Subventionen haben chinesische Hersteller wie BYD ihre Autos weltweit zu stark reduzierten Preisen verkauft. Sie sehen sich jedoch nun mit Zöllen in den USA, Kanada und Europa konfrontiert, die kurzfristig zu einer möglichen Verlangsamung führen können. Das Unternehmen ist auf Kurs, seine 1‑Milliarden‑$‑Fabrik in Indonesien bis Ende dieses Jahres fertigzustellen, um einen neuen Markt zu dominieren.

Derzeit gehört BYD zu den Top‑10‑Automobilherstellern weltweit, da es ein herausragendes Wachstum von über 250 % in den USA und Europa erzielte. Mit einem Volumenzuwachs von 41,8 % war BYDs Wachstum im Jahr, in dem die Mehrheit der Automobilhersteller (Toyota, Volkswagen, Hyundai‑Kia, General Motors (GM ), Stellantis(STLA ), und Honda Motor) einen Rückgang erlebten, unübertroffen.

Was BYDs Installation von Leistungsbatterien betrifft, lag sie in den ersten drei Quartalen des letzten Jahres bei 98,5 GWh, was einen globalen Marktanteil von 16,4 % im EV‑Batteriesektor bedeutet.

Fazit

Plug‑in‑Fahrzeuge wie batterielektrische Fahrzeuge (BEVs) bieten die Möglichkeit, fossile Brennstoffe vollständig durch kohlenstoffarme Elektrizität aus erneuerbaren Quellen wie Solar, Gezeiten, Wind und Geothermie zu ersetzen. Je länger ein EV auf der Straße bleibt, desto größer sind seine Umweltvorteile.

Obwohl BEVs noch eine neuere Technologie sind und traditionell als weniger zuverlässig angesehen wurden, haben sie seit ihren Anfängen, als sie teuer und mit begrenzter Lebensdauer und Nutzung waren, große Fortschritte gemacht. Die neuesten Erkenntnisse zeigen ein völlig anderes Bild – BEVs entwickeln sich rasant, und von den neuesten Modellen kann erwartet werden, dass sie die durchschnittlichen ICEVs überdauern.

So kann mit wachsendem Umweltbewusstsein, technologischen Fortschritten und unterstützenden politischen Maßnahmen, die bereits den Wandel von herkömmlichen Verbrennungsmotoren zu diesen saubereren EVs vorantreiben, die erhöhte Langlebigkeit dieser Fahrzeuge im Vergleich zu ihren traditionellen Gegenstücken ihre Akzeptanz weiter steigern und uns helfen, eine Netto‑Null‑Kohlenstoff‑Zukunft zu erreichen!

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