Porsche: Neue Pläne mit E-Autos, Batterien und E-Fuels

, 18.10.2021


Porsche, Performance und ein hohes Umweltbewusstsein: Das klingt wie ein Widerspruch - und doch lässt sich all das für eine nachhaltige Zukunft vereinen. Mehr noch: Statt defekte Batterien von Elektroautos komplett auszutauschen, werden diese repariert, was zudem erheblich günstiger ist, wie ein Vergleich zeigt. Darüber hinaus beteiligt sich Porsche aus gutem Grund nicht an dem Wettrüsten der immer größeren Batterien für E-Autos. Und wer seinen Verbrenner weiterfahren möchte: Porsche produziert bald in riesigen Mengen umweltfreundlich und künstlich hergestellte, flüssige Kraftstoffe, sogenannte E-Fuels. Der sportliche Weg von Porsche in die nachhaltige Zukunft steht fest und geht mit passioniertem Fahren einher.

CO2-Ausstoß von 0 Gramm: Porsche will es schnell und lässt es sich einiges kosten

Die Zielsetzung von Porsche ist klar: Bis 2025 investiert Porsche 15 Milliarden Euro in die Elektromobilität und die digitale Transformation. Mehr als 800 Millionen Euro davon gehen pro Jahr in die Digitalisierung. Für das Jahr 2030 strebt Porsche die bilanzielle CO2-Neutralität in der gesamten Wertschöpfungskette an. Im Klartext: Unterm Strich bedeutet dies einen CO2-Ausstoß von 0 Gramm. Bis 2030 sollen sogar 80 Prozent der hergestellten Porsche einen Elektroantrieb besitzen. Die entscheidende Rolle bei diesen Zielen spielt dabei der Fortschritt in der Elektromobilität.

Batterien: Reichweite, Performance und Nachhaltigkeit im Einklang

Fast die Hälfte aller CO2-Emissionen im Lebenszyklus eines Elektroautos entstehen heute, so Porsche, bei seiner Herstellung. Dies schließt die Rohstoffgewinnung und -verarbeitung mit ein. Als zweitgrößter Faktor erweist sich der Betrieb, der vom Energiemix, der Lade- und Fahrzeugeffizienz sowie von der Fahrweise bestimmt wird. Verwertung und Recycling am Ende des Zyklus weisen das geringste CO2-Aufkommen auf.

Von den Einzelfaktoren besitzt vor allem die Antriebsbatterie im Lebenszyklus einen großen Einfluss auf die CO2-Emissionen: Rund 40 Prozent des Kohlendioxids, das bei der Herstellung eines einzelnen Porsche Taycan entsteht, sind auf die Batterie zurückzuführen. Anders ausgedrückt: Die Größe des Energiespeichers ist wesentlich mitverantwortlich für die Emissionsbilanz eines Elektrofahrzeugs.

Ein Vergleich: Werden immer größere Batterien überhaupt benötigt?

Porsche analysierte die Wünsche seiner Kunden, die einen großen Wert auf die Fahrdynamik legen und sich gleichzeitig bei Langstreckenreisen kurze Fahrzeiten und ein schnelles Nachladen wünschen. Über 95 Prozent der Kunden fahren täglich weniger als 200 Kilometer. Die Erhebungen von Porsche zeigen außerdem, dass etwa 80 Prozent der in einer Woche gefahrenen Strecken unter 450 Kilometer betragen.

Fahrdynamik wird oft mit einer großen Antriebsbatterie gleichgesetzt. Die Simulation von Rundenzeiten auf der 20,832 Kilometer langen Nürburgring-Nordschleife kommt allerdings zu ganz anderen Ergebnissen: Referenz der Berechnungen war ein virtueller Porsche Taycan Turbo S, der mit einer 85,1 kWh großen Batterie insgesamt 2.419 Kilogramm wiegt. In dieser Konfiguration legt die Elektro-Limousine eine Runde auf der Nordschleife in 7:39,5 Minuten zurück.

Wird die Batteriekapazität auf 70 kWh verringert, reduziert sich das Gesamtgewicht zwar auf 2.310 Kilogramm, aber aufgrund der geringeren Batterieleistung absolviert der Taycan die Runde um sieben Zehntelsekunden langsamer. Durch das geringere Gewicht verringert sich die Beschleunigungszeit von 0 auf 100 km/h nur um kurze 0,02 Sekunden auf 2,90 Sekunden. Um Tempo 200 zu erreichen, benötigt der Taycan jedoch mit 9,51 Sekunden rund acht Zehntelsekunden länger. Die Gewichtseinsparung kompensiert also nicht die verringerte Leistungsfähigkeit der Batterie.

Mit einem 100 kWh-Stromspeicher macht sich dagegen das Mehrgewicht von rund 107 Kilogramm bemerkbar. Trotz höherer Leistungsfähigkeit der Batterie verlängert sich die Rundenzeit auf 7:42,4 Minuten, der Spurt 0-100 km/h auf 3,04 Sekunden und auf 9,71 Sekunden in der Disziplin 0-200 km/h. Noch deutlicher zeigt sich der Gewichtseinfluss bei einer 130 kWh-Batterie, die das Gesamtgewicht auf rund 2.743 Kilogramm erhöht. Die Rundenzeit liegt dann bei 7:48,2 Minuten, die Beschleunigungszeiten liegen bei 3,28 Sekunden für 0-100 km/h und 20,48 Sekunden für 0-200 km/h.

Ergebnis: Das geringere CO2-Aufkommen bei der Produktion spricht für eine kleine, die Fahrdynamik für eine mittelgroße Batterie. Große Batterien werden häufig mit großer Reichweite und damit kürzeren Reisezeiten gleichgesetzt. Doch dank 800-Volt-Technik und hocheffizientem Gleichstromladen kann der Porsche Taycan bereits in fünf Minuten Energie für weitere 100 Kilometer Fahrstrecke speichern, so dass Porsche eine schnelle Ladezeit wichtig ist.

Während andere Autohersteller bei ihren Elektroautos auf immer höhere Batterien setzen, geht Porsche einen eigenen Weg und setzte seinen Fokus auf eine Batteriegröße von etwa 100 kWh und eine Reichweite von rund 500 Kilometern als optimale Balance zwischen Reichweite, Performance und Nachhaltigkeit. Die künftige Entwicklung soll sowohl die Fahrdynamik weiter verbessern als auch die Ladezeiten weiter verkürzen. Noch größere Fortschritte sind in der Verringerung der CO2-Emissionen zu erwarten.

Die zweite Generation von Elektrofahrzeugen, die mit dem neuen, vollelektrischen Porsche Macan 2023 vor ihrer Markteinführung steht, wird in ihrem Lebenszyklus 26 Prozent weniger Kohlendioxid freisetzen. Der hohe Recycling-Anteil bei der Batterieproduktion senkt zudem den Bedarf an Rohstoffen. Darüber hinaus werden neue Zelltechnologien den Energieverbrauch verringern und höhere Ladeleistungen die Effizienz nochmals verbessern.

Batterie defekt? Kein Problem: Batterie-Reparatur beim Porsche-Händler

Viele meinen, die großen Hochvolt-Batterien von elektrifizierten Autos müssten bei einem Defekt komplett ausgetauscht werden, was in der Tat nicht nachhaltig wäre. Aber weit gefehlt: Qualifizierte Porsche-Zentren können defekte Batterien reparieren, was die Ressourcen schont. Bereits 2024 sind weltweit 173 Hochvolt-Stützpunkte bei Porsche-Händlern geplant, ergänzt um 57 mobile Hochvolt-Experten. So lassen sich zum Beispiel unbrauchbare Zellmodule identifizieren und austauschen oder Kabelbrüche beheben. Ist allerdings eine Zelle durch einen Crash geöffnet, treten chemische Stoffe aus, so dass sich in diesem Fall keine Reparatur durchführen lässt.

Porsche gibt auf seine Akkus eine Garantie von 8 Jahren oder 160.000 Kilometern. Ist ein Komplettaustausch der Batterie unvermeidbar, kann das so teuer wie ein klassischer Motoraustausch sein - beim Porsche Taycan Turbo S rund 30.000 Euro. Deutlich ressourcenschonender und preiswerter - insbesondere für den Endkunden nach Ablauf der Garantie - erweist sich die Batterie-Reparatur, die eher bei etwa 6.000 Euro liegen dürfte, wenn Zellmodule vom Austausch betroffen sind, so Peter Reck (Produktmanager Aftersales bei Porsche) und Christian Brügger (Product Engineering Aftersales Elektrik bei Porsche).

Ältere Elektroautos erhalten künftig bei Bedarf sogar eine aufbereitete Batterie mit ausgetauschten Komponenten. Zellmodule, die funktionsfähig sind, aber sich nicht mehr für einen Einsatz im Fahrzeug eignen, lassen sich wiederum für ein zweites Leben in stationäre Energiespeicher verbauen.

E-Fuels: Die umweltfreundliche Rettung von Benzinmotoren

Porsche ist klar, dass es weltweit noch lange einen großen Bestand an Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor geben wird. Doch die Fahrer eines Porsche 911, eines Klassikers, eines anderen Sportwagens und selbstverständlich auch herkömmlicher Autos mit Benzinmotor sollen in der Zukunft weiter fahren dürfen. Und das geht umweltfreundlich, wenn erneuerbare Energien die fossilen Rohstoffe zur Herstellung von flüssigem Kraftstoff ersetzen, wie es bei E-Fuels der Fall ist. Dazu baut Porsche mit einigen Partnern wie Siemens in Chile eine Großanlage zur Produktion der nahezu CO2-neutralen E-Fuels, die 2022 ihren Betrieb mit einer Pilotphase aufnimmt.

E-Fuels benötigen für ihre Herstellung grundsätzlich nur die beiden Rohstoffe Wasser (H2O) und Kohlendioxid (CO2). Um Wasserstoff per Elektrolyse zu gewinnen, wird Gleichstrom durch Wasser geleitet, wodurch am Minuspol (Kathode) Wasserstoff abgespalten und aufgefangen wird. Das Kohlendioxid als weiterer wichtiger Baustein für E-Fuels zieht die Anlage direkt aus der Luft. Aus H2 (Wasserstoff) und CO2 (Kohlendioxid) entsteht per Methanol-Synthese zunächst E-Methanol (CH3OH) und daraus wiederum über die sogenannte MtG-Synthese synthetisches Rohbenzin.

In einem weiteren Schritt veredelt das System den nahezu CO2-neutral gewonnenen Kraftstoff durch Blending so, dass dieser der aktuellen Kraftstoffnorm DIN EN 228 entspricht und direkt in jedem Fahrzeug mit Benzinmotor eingesetzt als auch fossilem Kraftstoff beigemischt werden kann. Durch geringe Modifikationen könnte die Anlage in Chile aus dem E-Methanol auch E-Kerosin für Flugzeuge herstellen.

Der Grund zum Bau der Produktionsanlage von E-Fuels in Chile

Die Prozesse zur Gewinnung von E-Fuels benötigen einen hohen Energieaufwand. Doch im südamerikanischen Chile, genau genommen in der Provinz Magallanes, weht konstant ein starker Wind. Am Standort der E-Fuels-Produktion in Chile läuft ein Windrad durchschnittlich 270 Tage im Jahr mit Volllast. In Deutschland sind es hingegen nur rund 80 Tage im Jahr. Dazu ermöglichen in Chile die niedrigen Kosten von nur 15 Euro pro Megawattstunde für regenerativ erzeugte Energie eine schnelle Wettbewerbsfähigkeit von E-Fuels.

2022 soll die Anlage in Chile während der Erprobungsphase mit einem Windrad rund 130.000 Liter E-Fuel erzeugen. Diese Menge will Porsche komplett abnehmen und zunächst unter anderem in der Rennserie „Porsche Mobil 1 Supercup 2022“ und in „Porsche Experience Centern“ zum Einsatz gelangen. 2024 sollen 55 Millionen Liter E-Fuel im Jahr entstehen und 2026 bereits 550 Millionen Liter; dazu sind etwa 700 Windräder erforderlich. Über den Seeweg gelangt der synthetisch hergestellte Kraftstoff nach Europa. Statt mit Schweröl erfolgt der Betrieb der Schiffe in absehbarer Zeit mit E-Methanol, um auch hier die CO2-Emissionen niedrig zu halten.

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