Warum haben Elektroautos so geringe Reichweite (oder: warum der Verbrennungsmotor deutlich weiter mit einer Tankfüllung kommt)

Trotz intensiver Forschung ist es nach wie vor so, dass ein Elektroauto deutlich weniger weit mit einer Akkuladung kommt, als ein gleich starkes Fahrzeug mit Verbrennungsmotor mit einer Tankfüllung fahren kann. Und das obwohl der Akku deutlich schwerer ist und ein Vielfaches an Volumen im Fahrzeug braucht als der Benzintank. Warum ist das so?

Der Akku eines Elektroautos wiegt zwischen ca. 300 und 800 kg. Für 100 km Fahrt werden ab etwa 15 kWh an Energie benötigt, das entspricht mit heutiger Technik etwa 150 Kilogramm Akkugewicht. Der Tank eines Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor reicht für 400 bis 800 km Fahrstrecke und hat dafür zwischen 40 und 100 Liter Inhalt, das entspricht 30 bis 75 Kilogramm Benzin (Diesel ist etwas schwerer), also deutlich weniger als ein Akku für 100 km Fahrstrecke wiegen würde.

Was bei derartigen Betrachtungen jedoch immer vergessen wird (und ich habs noch in keinem Artikel in den letzten 20 Jahren gelesen): das Fahrzeug mit Verbrennungsmotor nutzt den unfairen Vorteil, nicht den vollständigen Betriebsstoff ständig mitschleppen zu müssen. Benzin brennt ja bekanntlich nicht – sondern nur in Luft gelöste Benzindämpfe brennen. Für die vollständige (also möglichst rückstandsfreie) Verbrennung von 1 Kilogramm Benzin* benötigt man etwa 14,8 Kilogramm Luft. Da Luft sehr leicht ist, entspricht das etwa 12,3 Kubikmetern Luft (1m³ Luft hat unkomprimiert auf Meereshöhe bei 20°C etwa 1,2041 kg). Um einen fairen Vergleich der beiden Technologien zu ermöglichen, müssten wir also für jeden Kilogramm Benzin 14,8 Kilogramm Luft mit im Fahrzeug haben. Und wenn man mehr als ein Kilogramm Benzin verbrennen möchte – etwa 30 kg, so viel passen in den 40-Liter-Tank eines Kleinwagens – müsste man 444 Kilogramm Luft mitnehmen, das entspricht etwa 369 Kubikmetern (wiederum bei 20°C und Normalluftdruck). Selbst auf 50 bar komprimiert würde das Volumen mit 7,4 m³ immer noch um ein Vielfaches größer sein als das Fahrzeug selbst!

Dass also die Atmosphäre den Großteil des Betriebsstoffes zuliefert und wir diese Mengen nicht mit im Fahrzeug haben müssen – das war der Grund, warum Verbrennungsmotoren die letzten 120 Jahre das Transportwesen dominiert haben. Und wenn man diesen Vorteil des Verbrennungsmotors mit in die Überlegungen einbezieht, dann sind heutige Akkus tatsächlich Wunderwerke der Technik mit extrem hoher Energiedichte.

Das Artikelbild stammt aus den 1920er-Jahren aus dem Buch “Ohne Chauffeur – Handbuch für den Motorradfahrer und Automobilisten”**, wo dieser Zusammenhang dem Leser ebenfalls schon erklärt wurde. Wenn die E-Auto-Fans das in die Diskussion mit Motorheads mit einbeziehen würden, wäre das Bashing der E-Mobilität wesentlich schwerer.

* Die Berechnungen würden übrigens für Diesel ähnlich aussehen, mit dem Unterschied dass Diesel etwas schwerer als Benzin ist, dafür nur 14,5 Kilogramm Luft zur vollständigen Verbrennung benötigt. Die Verhältnisse bleiben also nahezu gleich.

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