unknownen
E-Fahrzeuge – der Durchbruch kommt

E-Fahrzeuge – der Durchbruch kommt

01-08-2018 | Artikel

In Verbindung mit strengeren Umweltschutzvorgaben ebnen neue Energiemanagement-Technologien und innovative Materialien den Weg für emissionsfreie Fahrzeuge. In der Zukunft werden die Elektrifizierung, das autonome Fahren und der «Shared Mobility»-Trend das Auto und die städtischen Verkehrssysteme insgesamt revolutionieren.

  • Thiemo Lang
    Thiemo
    Lang
    PhD, Senior Portfolio Manager, RobecoSAM Smart Mobility Strategy

Smog-Alarm

Luftverschmutzung ist ein drängendes globales Problem, das nicht nur Umweltschützer beschäftigt, sondern auch Regierungen und Unternehmen zunehmend aktiv werden lässt. Das Transportwesen ist für rund ein Viertel der weltweiten Treibhausgasemissionen verantwortlich, wobei 17% auf Personenfahrzeuge und andere Leichtkraftfahrzeuge entfallen1. In China geht die Luftverschmutzung zu einem Drittel auf das Konto von gas- und dieselbetriebenen Motoren. In Indien wie auch in China sterben jedes Jahr eine Million Menschen an den Folgen der Luftverschmutzung – Tendenz steigend.2 Die Industrie- und Schwellenländer stehen vor ähnlichen Krisen.3 Nach Angaben der Europäischen Umweltagentur ist unreine Luft für den vorzeitigen Tod von fast einer halben Million EU-Bürger verantwortlich.

Die Verschlechterung der Luftqualität führt zu höheren wirtschaftlichen und sozialen Kosten. Die weitere Zunahme von Bevölkerungswachstum und städtischer Dichte verschärft ein Problem, das schon jetzt nicht mehr zu kontrollieren ist.

Bis 2060 werden sich die Gesamtkosten der Luftverschmutzung auf 1% des globalen BIP belaufen (verglichen mit 0,3% im Jahr 2015).4 Überall auf der Welt nehmen Regierungen im Kampf gegen die Luftverschmutzung den Autoverkehr ins Visier. China fördert die E-Mobilität mit massiven Subventionen für E-Autos und Nutzungsbeschränkungen für Autos mit Verbrennungsmotor in stark smogbelasteten Städten. Ähnliche Massnahmen werden in anderen Ballungsräumen weltweit ergriffen. Sie beschleunigen den Niedergang der konventionellen Fahrzeuge (Abb. 1).

Obwohl die Kraftstoffeffizienz und Abgastechnologien konventioneller Fahrzeuge schrittweise verbessert werden, steigen die Gesamtkosten für die Einhaltung von CO2-Verordnungen. Mit der Verschärfung der Auflagen für Verbrennungsmotoren und dem wachsenden öffentlichen Bewusstsein für den Klimawandel richtet sich die Aufmerksamkeit zunehmend auf E-Fahrzeuge als mögliche Lösung zur Bekämpfung der Umweltverschmutzung.

Abb. 1: Emissionsstandards fördern die Durchsetzung von E-Fahrzeugen

Quelle: RobecoSAM, ICCT, 2018
Schätzungen auf Basis der Annahme, dass sich die Kraftstoffeffizienz von Fahrzeugen mit konventionellem Antrieb um 1% p.a. verbessert, und 47g/CO2 pro 100 km für Plug-in Hybrid EVs

Lithium und Leichtbau

Ohne gesteigerte Batterieleistung werden sich E-Fahrzeuge nicht durchsetzen. Die Massenfertigung kostengünstigerer und leichterer Lithium-Ionen-Batterien mit einer höheren Energiedichte ist eine unerlässliche Voraussetzung für das Zeitalter der E-Mobilität. RobecoSAM-Schätzungen zufolge wird die Autoindustrie bis 2020 rund die Hälfte der Lithium-Produktion abnehmen. 2016 lag der Anteil erst bei rund 18%. Hinter diesem Trend steht vor allem die steigende Produktion von E-Fahrzeugen. Der Anteil der Batterien an den Gesamtkosten eines E-Fahrzeugs beträgt durchschnittlich rund ein Drittel. Damit sind die Batteriekosten auch dafür verantwortlich, dass E-Fahrzeuge teurer als konventionelle Autos sind.

Abb. 2: Kosten der Batterieproduktion sinken weiter

Quelle: Samsung SDI, BNP Paribas, 2016

Aus rein ökonomischer Perspektive werden E-Fahrzeuge erst dann stärker gefragt sein als herkömmliche Autos, wenn die Preise sinken. Durch Innovationen und Skaleneffekte sind die durchschnittlichen Batteriekosten bereits auf ein Fünftel der 2010 üblichen Kosten gesunken und die Analysten sind zuversichtlich, dass die Batterien schon bald noch deutlicher günstiger sein werden.5 Tatsächlich dürften «Early Mover» wie Samsung und Tesla ihre Kosten bis 2020 nochmals halbieren (auf USD 100 pro kWh) (Abb. 2). Die Kostenparität von E-Fahrzeugen mit herkömmlichen Fahrzeugen soll dann erreicht sein, wenn die Akkupreise auf USD 125-150/kWh gesunken sind. Der Wendepunkt nähert sich also rasch.6

Lithium ist nicht der einzige Rohstoff, der gebraucht wird, um der E-Mobilität zum Durchbruch zu verhelfen. Zur Maximierung der Kraftstoffeffizienz müssen die zu grossen Teilen aus Stahl bestehenden Komponenten heutiger Autos durch leichtere Materialien wie Aluminium und Polymer-Verbundwerkstoffe ersetzt werden. Die Gewichtsreduktion ermöglicht längere Fahrten mit weniger Kraftstoff und hilft, Platz für andere wichtige Teile wie grössere Batterien, Elektromotoren, Sicherheitsausrüstung und Bordsteuerungssysteme zu schaffen, die an externe Netzwerke angebunden werden.

Abb. 3: Weniger Gewicht für grössere Entfernungen— Fahrzeuge bestehen zu immer grösseren Teilen aus

Quelle: McKinsey, RobecoSAM

Elektrifizierung des Fahrzeugs Teil 1— neue Antriebssysteme

E-Fahrzeuge sind deutlich sauberer und energieeffizienter als Autos mit Benzinmotor — beides attraktive Eigenschaften, die sich im Verlauf der Zeit und im Zuge des technologischen Fortschritts weiter verbessern werden. Doch die geringeren Kraftstoffkosten und Emissionen sind nicht die einzigen Vorzüge aus Sicht des Konsumenten. Dank eines komplett überarbeiteten Antriebssystems sinken zudem die Produktions- und Wartungskosten. Der Antriebsstrang ist das Herzstück des E-Fahrzeugs, über das der Elektromotor seine Energie aus der Batterie bezieht.

Der Antriebsstrang von E-Fahrzeugen ist einfacher aufgebaut und leichter als bei herkömmlichen Autos. Das macht die Montage effizienter und reduziert die Produktionskosten (siehe Abb. 4). Und mit der Skalierung der Produktion sinken die Kosten. Durch den einfacheren Aufbau gibt es auch weniger Teile, die kaputt gehen können und gewartet werden müssen, so dass die Instandhaltungskosten über die Lebensdauer des Fahrzeugs insgesamt geringer sind.

Abb. 4: Einfach & schlank statt komplex & klobig

Quelle: Tesla, Audi

Vorteile wie diese machen E-Fahrzeuge preislich wettbewerbsfähig und attraktiver für den Massenmarkt. Daher ist es auch keine Überraschung, dass die Autohersteller über alle Produktlinien hinweg ehrgeizige Ziele für die Einführung neuer E-Modelle angekündigt haben. Durch das Zusammenwirken dieser positiven Kräfte könnten E-Autos bereits Anfang des nächsten Jahrzehnts ihren Durchbruch feiern.7

Elektrifizierung des Fahrzeugs Teil 2—mehr als nur Mobilität

Die Elektrifizierung wird die Mobilität im wahrsten Sinne des Wortes von innen heraus revolutionieren – von der Konstruktion des Fahrzeugs an sich bis hin zu seiner Interaktion mit einem breiter aufgestellten Verkehrssystem.

Entscheidend für diese zweite Entwicklungsphase sind die IT-Technologien, die es den Autos ermöglichen, Informationen an zentrale Datenknotenpunkte zu übertragen, um Probleme zu verhindern und die Fahrleistung zu optimieren. In der Zukunft wird die Vehicle-to-Vehicle-Kommunikation (V2V, Fahrzeug-zu-Fahrzeug) die Sicherheit der Autoinsassen erhöhen und die Verkehrsbelastung reduzieren, während Vehicle-to-Grid-Anwendungen (V2G, vom Fahrzeug zum Netz) Besitzern von E-Fahrzeugen die Möglichkeit geben werden, die Gebühren zu optimieren, und zur Stabilisierung des Energienetzes beitragen werden. Software, Sensoren und Halbleiter stehen im Mittelpunkt dieses Übergangsprozesses. In E-Fahrzeugen sind bereits zehn Mal so viele Halbleiter verbaut wie in konventionellen Fahrzeugen (Abb. 5).

Abb. 5: Mehr Schaltungen und Halbleiter im Auto

Quelle: RobecoSAM, Unternehmensangaben (ohne ADAS Semiconductors)

Fazit

Mit der Akzeptanz und zunehmenden Durchsetzung des autonomen Fahrens werden die Nachfrage nach E-Fahrzeugen und ihre technischen Vorteile weiter zunehmen. Letztlich werden sich die Fahrzeugarchitektur, -herstellung und -technik komplett verändern. Statt Mechanik, Hydraulik und Kohlenwasserstoff werden Schaltungen, Silicon und Software künftige Fahrzeuge kennzeichnen – das Auto der Zukunft ist ein ‚Computer auf Rädern’, der entscheidend dazu beitragen kann, die Umweltverschmutzung zu reduzieren und das urbane Leben und die städtische Infrastruktur zu verbessern.

1Credit Suisse Connection Series, «Drive Train to Supply Chain,” 14. April 2016, S. 40
2Financial Times, «India air pollution deaths posed to exceed China’s», 14. Februar 2017
3OECD Policy Highlights, Economic Consequences of Outdoor Air Pollution, 2018
4Ibid
5Bloomberg, «Electric cars may be cheaper than gas guzzlers in 7 years», 22. März 2018
6Howell D. et al, 2016, Overview of the US Dept of Energy VTO Advanced Battery R&D program. Online unter https://www.energy.gov/sites/prod/files/2016/06/f32/es000_howell_2016_o_web.pdf
7Bloomberg New Energy Finance, Electric Vehicle Outlook 2017

Disclaimer RobecoSAM

Die auf diesen Seiten bereitgestellten Informationen richten sich ausschliesslich an qualifizierte Investoren gemäss der Definition im Schweizer Kollektivanlagengesetz vom 23. Juni 2006 («KAG») mit Sitz in der Schweiz, professionelle Kunden gemäss der Definition im Anhang II der EU-Richtlinie über Märkte für Finanzinstrumente II («MiFID II») mit Sitz in Liechtenstein, Österreich, Deutschland, Schweden, dem Vereinigten Königreich, Frankreich, den Niederlanden oder Italien, die Halter einer Vertriebslizenz sind oder hiermit in ihrer Eigenschaft als professionelle Kunden entsprechende Informationen zu Produkten und Dienstleistungen anfordern.
Einige Fonds, über die auf diesen Seiten informiert wird, fallen nicht unter das Schweizer Kollektivanlagengesetz vom 23. Juni 2006 («KAG») und sind daher auch nicht von der Schweizer Finanzmarktaufsicht (FINMA) lizenziert oder zugelassen, bzw. müssen nicht von der FINMA lizenziert/zugelassen werden. Einige der auf dieser Website genannten Fonds sind im Land Ihres Hauptsitzes möglicherweise nicht erhältlich.
Für eine Übersicht über die Robeco/RobecoSAM-Produkte, die in Ihrem Land zum Vertrieb zugelassen/erhältlich sind, gehen Sie bitte zum entsprechenden Fondsselektor und wählen Sie das Land Ihres Hauptsitzes aus. Die auf dieser Website bereitgestellten Informationen und geäusserten Meinungen stellen weder eine Aufforderung noch ein Angebot oder eine Empfehlung zum Erwerb oder Verkauf von Anlageinstrumenten, zur Tätigung sonstiger Transaktionen oder zur Beanspruchung einer Anlageberatung oder Dienstleistung dar. Bevor eine Anlage in ein Produkt von Robeco oder RobecoSAM getätigt wird, sollten alle relevanten rechtlichen Dokumente wie Satzung, Verkaufsprospekte, Jahres- und Halbjahresberichte gelesen werden, die von den Robeco-Niederlassungen in den Ländern, in denen die Gesellschaft vertreten ist, kostenlos erhältlich sind.

Durch das Anklicken von «Ich stimme zu» bestätigen Sie, dass Sie/das von Ihnen vertretene Unternehmen einer der oben genannten Kategorien von Adressaten zuzuordnen ist und dass Sie die Nutzungsbedingungen für diese Website gelesen, verstanden und akzeptiert haben.

Ablehnen