Leichtbau bei Elektroautos: Potential ist da, Kosten aber sehr hoch (Studie)

Deutschland soll Leitmarkt für die Elektromobilität werden, das hat Bundeskanzlerin Angela Merkel trotz aller Hemmnisse auf der Nationalen Konferenz der Bundesregierung zur Elektromobilität einmal mehr herausgestellt. Welcher Forschungs- und Entwicklungsbedarf dabei noch im Bereich des Leichtbaus besteht, zeigt eine neue Studie der Forschungsplattform Forel auf. Die Forscherinnen und Forscher haben 240 Wirtschafts- und Wissenschaftsexperten aus verschiedenen Branchen befragt. 97 Prozent der Teilnehmer sind demnach überzeugt, dass durch neue Entwicklungen die Werkstoffvielfalt in der Karosserieherstellung noch weiter zunehmen wird.

Die Umfrageergebnisse zeigen die hohe Relevanz des Leichtbaus für ressourceneffizienten Fahrzeugbau. Gerade bei Elektroautos muss eine leichtere Karosserie die relativ hohe Masse der Batterie ausgleichen, um den Stromverbrauch gering zu halten. Durch neue Werkstoffe wie höchstfeste Stähle, Aluminium oder faserverstärkte Kunststoffe ist es gelungen, die Fahrzeugmasse im Vergleich zur konventionellen Stahlkarosserie immer weiter zu reduzieren und die Bauteile dabei zunehmend widerstandsfähiger zu machen. Diese weisen trotz ihrer Leichtigkeit sehr gute Crasheigenschaften auf, was zur Sicherheit der Fahrzeuge beiträgt.

Herausforderungen dieser Mischbauweise liegen vor allem in der Fügbarkeit der Werkstoffe, also der Technik zur Verbindung der unterschiedlichen Materialien, und in der Formbarkeit der Bauteile. Als problematisch schätzen die Befragten den Kostenfaktor ein: Die Verbindung vieler verschiedener Werkstoffe mache die Mischbauweise sehr viel aufwändiger, die Preise für einige Rohstoffe liegen sehr hoch.

Weiteres Entwicklungspotenzial gebe es bei der Wiederverwertbarkeit: Obwohl eine große wirtschaftliche Relevanz durch die Befragten bestätigt wird, spiele das Thema Recycling beim Großteil der Befragten bisher nur eine untergeordnete Rolle. Als Hemmnisse werden u. a. unzureichende Informationen und Qualität der Recyclingware sowie noch nicht ausgereifte Fertigungsprozesse gesehen.

Die Forel-Studie wurde unter Leitung des Instituts für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) der TU Dresden in Zusammenarbeit mit dem Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik der Universität Paderborn, dem Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaft der Technischen Universität München und dem Institut für Aufbereitungsmaschinen der Technischen Universität Bergakademie Freiberg entwickelt. Sie soll den technologischen Fortschritt in der Elektromobilität vorantreiben, indem der Industrie, Automobilherstellern und Zulieferern mögliche Entwicklungspotentiale aufgezeigt werden.