Rein batterieelektrisch betriebene Pkw (Battery Electric Vehicle, BEV) werden vollständig von einem Elektromotor angetrieben.

Der Elektromotor bezieht die Energie aus einer Batterie, die über ein Ladekabel an einer öffentlich zugänglichen Ladesäule oder einer Wallbox aufgeladen wird.

BEVs fahren sehr energieeffizient, emissionsfrei und geräuscharm.  

Mehr zur Umweltwirkung

Inhalt

Zusammenfassung

  • Batterieelektrische Pkw werden von einem Elektromotor angetrieben, ihre Batterie wird mit einem Ladekabel mit Strom aufgeladen.
  • BEVs stoßen beim Fahren keine CO2-Emissionen und Luftschadstoffemissionen (Abgase) aus.
  • Die Herstellung von Ladestrom kann Treibhausgase verursachen, wenn dafür fossile Energieträger eingesetzt werden. In Deutschland besteht der Ladestrom (Strommix) schon heute zu weit über 50 Prozent aus erneuerbaren Energiequellen.
  • BEVs sind aufgrund ihres deutlich höheren Wirkungsgrads bereits heute klimafreundlicher als vergleichbare Verbrenner und werden diesen Vorteil im Zuge des Ausbaus der erneuerbaren Energien weiter ausbauen.
  • Die Anzahl von Modellen batterieelektrischer Pkw nimmt stetig zu. BEVs erreichten im Jahr 2023 einen Anteil von 18,4 Prozent an allen Pkw-Neuzulassungen in Deutschland (+11,4 Prozent gegenüber dem Vorjahr).

Funktionsweise

Ein batterieelektrischer Pkw wird von einem Elektromotor angetrieben. Die Energieversorgung erfolgt aktuell meist durch eine im Fahrzeug verbaute Lithium-Ionen (Li-Ion) oder eine Lithium-Eisenphosphat-Batterie (LiFePO4). Wird diese mit Strom aus erneuerbaren Quellen wie Windkraft- oder Solaranlagen geladen, lassen sich batterieelektrische Pkw klimaneutral betreiben. Aber auch mit dem heutigen durchschnittlichen Strommix in Deutschland ergibt sich ein deutlicher Klimavorteil.

Höhere Energieeffizienz durch hohen Wirkungsgrad  

Der Wirkungsgrad eines BEV ist deutlich höher als der eines Pkw mit einem Verbrennungsmotor. Das heißt, dass mehr elektrische Energie aus der Batterie in mechanische Energie, also Bewegung, umgewandelt wird. Während konventionelle Pkw mit Verbrennungsmotor (Benzin- und Dieselmotor) die ihnen zugeführte Energie zu ca. 30 Prozent in Bewegung umsetzen können, beträgt der Wirkungsgrad bei einem Elektromotor rund 85 Prozent. Wie Hybridfahrzeuge können auch BEV beim Bremsen bis zu zwei Drittel der dabei freigesetzten Energie zurückgewinnen, als Strom der Batterie zuführen und so ihren Gesamtwirkungsgrad nochmal steigern.

 

Auf der obenstehenden Abbildung ist der Aufbau eines BEV schematisch dargestellt: Über ein Ladekabel wird die Batterie im Fahrzeug mit Strom aufgeladen und dort gespeichert. Im Fahrbetrieb wird der Strom aus der Batterie an den Elektromotor weitergeleitet und dort in mechanische Energie (Antriebsenergie) umgewandelt. Wird gebremst, so wird durch Bremsenergierückgewinnung (Rekuperation) Strom erzeugt und in der Batterie gespeichert. Bei diesem Vorgang wird der Elektromotor als Generator benutzt und die Bewegungsenergie des Fahrzeugs in elektrische Energie umgewandelt. 

Reichweite

Die Größe der Batterie beeinflusst die Reichweite und Umweltbilanz eines BEVs erheblich. In den vergangenen Jahren hat die Entwicklung von Batterien für den Antrieb von Kraftfahrzeugen (sog. Traktionsbatterien) große Fortschritte gemacht. Durch die Erhöhung der Energiedichte der Traktionsbatterien sind bei ähnlicher Batteriegröße die Reichweiten der Elektrofahrzeuge deutlich angestiegen. Parallel wurden in den neuen Pkw-Modellen zunehmend größere Batterien verbaut. BEVs haben im Pkw-Bereich heute Batteriekapazitäten von bis zu 100 kWh. Der VW ID.3 kann im Jahr 2024 beispielsweise mit einer 82 kWh Batterie ausgestattet werden. Im Vergleich dazu hatte der VW e-Golf im Jahr 2014 noch eine Batteriekapazität von 20 kWh - das entspricht einer Vervierfachung innerhalb von 10 Jahren. Im ADAC Ecotest für Elektrofahrzeuge wurden durchschnittliche, reale Reichweiten von knapp 400 km und maximale Reichweiten von über 600 km erreicht. Laut Herstellerangaben, welche auf dem WLTP-Prüfverfahren beruhen, können einige Fahrzeuge bereits über 800 km erreichen – bis zu 1.000 Kilometer sind angekündigt.

Die tatsächliche Reichweite eines Elektrofahrzeugs ist neben der Batteriegröße vom Energieverbrauch pro gefahrenem Kilometer abhängig, der insbesondere vom Fahr- und Routenprofil (Topographie, Geschwindigkeit, Beschleunigungsverhalten) sowie den Umgebungstemperaturen und Witterungsbedingungen beeinflusst wird. Während die optimale Außentemperatur für die Batterie bei 20-25°C liegt, nimmt die Reichweite der Fahrzeuge bei besonders hohen oder niedrigen Temperaturen ab.

Zudem können weitere Energieverbraucher im Auto wie eine Klimaanlage, die Heizung oder Infotainmentsysteme die Reichweite beeinflussen. Studien zeigen, dass diese Einflussfaktoren die tatsächliche Reichweite einer vollgeladenen Fahrzeugbatterie um bis zu 50 Prozent reduzieren können.

Neben der Reichweite, die eine volle Batterieladung bietet, ist für Nutzer im Alltag vor allem die Möglichkeit eines schnellen Nachladens relevant. Auch hier hat sich die Technologie in den letzten Jahren stark weiterentwickelt. Unter den Top 10 der 2023 meistverkauften batterieelektrischen Fahrzeuge in Deutschland können die meisten Fahrzeuge innerhalb von zehn Minuten mehr als 200 Kilometer Reichweite nachladen.

Zum Thema Reichweiten und Infrastruktur

Lebensdauer

Neben einer ausreichend hohen Kapazität und Ladefähigkeit sollte beim Kauf auch die angegebene Lebensdauer der Batterie berücksichtigt werden. Verschiedene Hersteller garantieren bis zu 8 Jahre Mindestnutzungsdauer bzw. 160.000 Kilometer Laufleistung mit einer Batterie beim Kauf eines Neuwagens. In der Regel bedeutet dies, dass die Kapazität der Batterie innerhalb dieses Zeitraumes nicht unterhalb von 70 Prozent der Ausgangskapazität fallen darf.

Im April 2024 stimmte der Europäische Rat dem Vorschlag der Europäischen Kommission zur Abgasnorm „Euro-7“ zu, die am 29. Mai 2024 in Kraft trat. Sie gilt ab dem 29. November 2026 für neue Fahrzeugtypen (M1) und ab dem 29. November 2027 für alle neu zugelassenen Pkw. Die Euro-7-Norm sieht auch Vorgaben zur Haltbarkeit von Elektroauto-Batterien vor: Nach fünf Jahren oder 100.000 Fahrkilometern darf die Speicherkapazität der Batterie nicht unter 80 Prozent des ursprünglichen Werts fallen. Die inzwischen ermittelten Alltagserfahrungen der Nutzerinnen und Nutzer zeigen, dass diese garantierten Werte in der Realität überschritten werden, die Batterien also wesentlich länger eine hohe Kapazität behalten.

 

Modellangebot

Die Anzahl von Modellen batterieelektrischer Pkw nimmt stetig zu. Allein die deutschen Fahrzeughersteller (OEM) bieten inzwischen knapp 100 verschiedene Modelle in allen wichtigen Segmenten an. Im Ranking der meist zugelassenen Elektromodelle entfallen acht der Top-10-Modelle auf deutsche Konzernmarken. BEVs erreichten im Jahr 2023 einen Anteil von 18,4 Prozent an allen Pkw-Neuzulassungen in Deutschland (+11,4 Prozent gegenüber dem Vorjahr). Die deutschen Hersteller (OEMs) werden bis 2027 voraussichtlich 44 neue Pkw-Modelle auf den Markt bringen, darunter 39 rein batterieelektrische Fahrzeugmodelle (BEV) und 5 Plug-in-Hybride (PHEV).

Kosten

Die Kosten von Fahrzeugen mit batterieelektrischen Antrieben setzen sich vorrangig aus den Anschaffungskosten sowie den Betriebskosten zusammen. Zu letzteren gehören die Energiekosten („Ladekosten“), Wartungs- und Reparaturkosten sowie die Versicherung und Kfz-Steuer. 

Anschaffungskosten

Die Anschaffungspreise von Pkw und leichten Nutzfahrzeugen mit batterieelektrischem Antrieb liegen aktuell durchschnittlich 30 Prozent über denen von vergleichbaren Fahrzeugen mit Benzin- oder Dieselmotoren. Im Kleinwagensegment sind in Deutschland Pkw mit batterieelektrischem Antrieb bereits ab 16.900 Euro erhältlich. Ein wesentlicher Anteil der Kosten entfällt derzeit auf die Batterie. Obwohl der Preis von Fahrzeugbatterien im Laufe des letzten Jahrzehnts rapide gesunken ist, bleibt die Batterie auch künftig das kostspieligste Bauteil eines BEV. Nach Auffassung von Expertinnen und Experten ist jedoch davon auszugehen, dass die Fahrzeugpreise in den nächsten Jahren aufgrund steigender Produktions- und Verkaufszahlen (Skaleneffekte) und fortschreitender Batterietechnologieentwicklung (sinkende Kosten pro 100 KWh Batteriekapazität) weiter sinken und sich den Preisen von Verbrennern weiter annähern.

Oft können die höheren Anschaffungskosten von BEVs durch niedrigere Betriebskosten, steuerliche Vergünstigungen und niedrige Wartungskosten bereits nach einigen Jahren Nutzung ausgeglichen werden. Der Pkw-Kostenrechner ermöglicht die genaue Berechnung der Kostenvorteile im Betrieb von neuen Pkw-Modellen und damit eine begründete Auswahlentscheidung beim Neuwagenkauf.

Zum Pkw-Kostenrechner

Betriebskosten  

Für BEVs, die bis zum 31. Dezember 2025 neu zugelassen werden, müssen bis zum 31. Dezember 2030 keine Kfz-Steuern gezahlt werden. Danach richtet sich die Steuerhöhe nach dem Gewicht des Fahrzeugs. Leichte und daher tendenziell kleinere Autos werden weniger stark besteuert als schwere, große Fahrzeuge. Der Wartungsaufwand bei batterieelektrischen Fahrzeugen ist niedriger als bei vergleichbaren Verbrennungsmotoren, unter anderem aufgrund der geringeren Anzahl an Verschleißteilen im Antriebsstrang, dem Wegfall von Flüssigkeiten (bspw. Getriebe- oder Motoröl) sowie dem geringeren Bremsenverschleiß durch die Rekuperation.

Energiekosten und Energieverbrauch  

Der größte Anteil der Betriebskosten für BEVs wird durch die Strom- bzw. Ladekosten verursacht. Diese sind abhängig von den Strompreisen und dem Stromverbrauch. Bei einem durchschnittlichen Verbrauch von 15,7 Kilowattstunde (kWh) pro 100 Kilometer in der Kompaktklasse und einem Haushaltsstrompreis von 0,375 Euro/kWh ergeben sich Kosten von rund 5,89 Euro pro 100 Kilometer für das Laden zuhause. Vergleicht man dieses Beispiel mit einem benzinbetriebenen Kompaktwagen, der einen durchschnittlichen Verbrauch von 6 Liter pro 100 Kilometer aufweist, so ergeben sich bei einem Benzinpreis von 1,85 Euro/l dagegen rund 11,10 Euro pro 100 Kilometer. Damit wäre eine Fahrt mit einem Benziner in diesem Rechenbeispiel teurer als mit einem batterieelektrischen Fahrzeug. Darüber hinaus können Besitzerinnen und Besitzer von E-Autos, die ihr Fahrzeug nachweislich auch zuhause laden, Treibhausgas-Zertifikate weiterreichen und so derzeit etwa 100-300 Euro pro Jahr einnehmen.

Damit fallen die Energiekosten bei einem batterieelektrischen Pkw im Vergleich zu Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor meist niedriger aus. Zu berücksichtigen ist, dass die Preise für den Strom abweichen können, je nachdem, wo geladen wird. Das Laden an öffentlichen Ladestationen ist teurer als an einer privaten oder betrieblichen Ladestation. Die Anbieter von Ladetarifverträgen berechnen für das Normalladen in der Regel zwischen 40 und 60 Cent pro Kilowattstunde. Die Preise für das Schnellladen beginnen bei etwa 60 Cent pro Kilowattstunde. Zuhause und in Verbindung mit einer eigene Photovoltaikanlage dagegen kann auch zum Nulltarif geladen werden.

Umweltwirkung

Fahrzeuge, die rein batterieelektrisch angetrieben werden, stoßen beim Fahren weder CO2 noch andere Abgase aus und sind bei niedrigeren Geschwindigkeiten (unter 25 km/h) geräuschärmer als Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor. Es werden lediglich, wie bei jedem anderen Fahrzeug, Feinstaubemissionen durch Reifen- und Bremsabrieb verursacht, wobei letzterer durch Rekuperation niedriger ausfällt als bei Verbrennern.

Da für die Zuordnung der CO2-Klassen im Pkw-Label die Emissionen im Fahrbetrieb als Bemessungsgrundlage dienen, werden rein batterieelektrisch angetriebene Fahrzeuge immer der besten CO2-Klasse A zugeordnet und mit 0 g CO2/km ausgewiesen.

Mehr zu CO2-Klassen

Batterieelektrische Fahrzeuge haben trotzdem einen CO2-Fußabdruck. Treibhausgasemissionen entstehen zum einen bei der Fahrzeug- und Batterieproduktion von BEVs. Zum anderen ist auch der Betrieb von BEVs nicht klimaneutral, wenn dabei Strom verbraucht wird, bei dessen Erzeugung fossile Energieträger wie Kohle oder Erdgas eingesetzt wurden. Schon beim heutigen Strommix ist die Gesamtbilanz eines Batteriefahrzeugs in Deutschland jedoch um durchschnittlich etwa 45 Prozent besser als die eines Verbrennungsfahrzeugs, und das umso mehr, je früher es ein Verbrennungsfahrzeug ersetzt.

Umweltbelastungen der Batterieproduktion entstehen durch Ressourcenverbrauch und toxische Auswirkungen auf Böden in Abbauregionen für Mineralien und Metalle. Zukünftig ist zu erwarten, dass die Umweltwirkungen aufgrund effizienterer Herstellungsverfahren, neuen Batterietypen mit geringerem Bedarf an kritischen Rohstoffen sowie Verbesserungen beim Recycling der Batteriekomponenten geringer werden.  

Wird der gesamte Lebenszyklus eines batterieelektrischen Pkw betrachtet, so fahren diese unter Berücksichtigung des deutschen Strommix im Schnitt nach 60.000 Kilometer klimaschonender als vergleichbare Fahrzeuge mit Benzinmotoren. Bei einer durchschnittlichen Fahrleistung von 15.000 Kilometer im Jahr fährt ein Elektroauto somit schon nach 4 Jahren CO2-ärmer als ein Verbrenner. Entscheidend für den Vergleich ist die Gesamtbilanz über den gesamten Lebenszyklus, der bei Pkw im Durchschnitt mehr als 10 Jahre und mehr als 200.000 Kilometer umfasst. Batterieelektrische Fahrzeuge schneiden hier erheblich klimafreundlicher ab. Durch den Ausbau der erneuerbaren Energien und der damit voranschreitenden Dekarbonisierung des Stromsektors wird sich der Klimavorteil zukünftig noch früher im Betrieb einstellen. Bereits heute liegt der Anteil erneuerbaren Stroms im Strommix bei über 50 Prozent – ein Plus von ca. 35 Prozent gegenüber 2014 – bis 2030 plant die Bundesregierung eine Erhöhung auf 80 Prozent.

Weitere Informationen zum Thema Umweltwirkungen von BEVs finden Sie hier: Umweltvorteile von Elektroautos

Mehr zu den Umweltvorteilen von Elektroautos
Gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie Deutsche Energie-Agentur GmbH

Rechtlicher Hinweis

Die Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena) informiert im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz mit dieser Informationsplattform zur Verkehrs- und Mobilitätswende. Darüber hinaus erhalten Hersteller und Händler Informationen zur Umsetzung der novellierten Pkw-Energie­verbrauchs­kennzeichnungs­verordnung (Pkw-EnVKV). Dabei handelt es sich um allgemeine Hinweise, die nicht rechtsverbindlich sind. Für konkrete Fragen ist ggf. eine Rechtsberatung einzuholen. Die dena übernimmt keine Haftung für die Richtigkeit der mittels des Online-Tools zur Erstellung eines Pkw-Labels berechneten Ergebnisse. Entscheidend sind u. a. die Herstellerangaben.

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