Elektromobilität Wie steht es um die Zukunft des Reisens?

Am 3. Mai traf sich Bundeskanzlerin Angela Merkel mit den Vorständen der deutschen Automobilbauer. Neben den Chefs von BMW, Daimler und Volkswagen nahmen unter anderem auch einige Bundesminister an diesem Elektromobilitätsgipfel teil. Ziel des Treffens war es, die Rahmenbedingungen zu klären, um Deutschland in den nächsten Jahren zu einer Spitzenposition beim Bau von Elektroautos zu verhelfen.

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Warum das Ganze?

Deutsche Autobauer haben die Entwicklung zukünftiger Autos verschlafen. Bestes Beispiel hierfür ist der Hybrid-Motor. Der Hybrid-Motor besteht aus einem Elektromotor und einem herkömmlichen Verbrennungsmotor. Versorgt wird er somit entweder mit Strom aus Akkus oder Benzin. Entwickelt wurde der Motor bereits in den 70er Jahren an der TU Aachen. In Deutschland wurde diesem Motor kein Interesse geschenkt, so dass Toyota diesen Motor zur Marktreife weiterentwickeln konnte und mit dem Toyota Prius das erste Auto mit einem Hybrid-Motor auf den Markt brachte. Der Erfolg blieb nicht aus und Deutschland hat seine Führungsrolle in dieser Technologie abgegeben. Wenn heute eine Tankstelle angefahren wird, weil der Tank mal wieder leer ist, muss tief in die Tasche gegriffen werden. Der Benzinpreis steigt seit 1990 kontinuierlich an. Ende der 80er kostete der Liter Benzin noch etwa 50ct. Heute zahlt man fast 150ct. Das entspricht einer Verdreifachung innerhalb von 20 Jahren. Es kann davon ausgegangen werden, dass diese Steigerung für die nächsten 20 Jahre noch steiler verläuft. Folglich wird das Fahren von Autos immer teurer und für manche gar nicht mehr finanzierbar.

 

Wie geht es weiter?

Auch vor dem Hintergrund, dass Erdöl eine endliche Ressource ist, müssen Alternativen auf den Weg gebracht werden. Eine gute Möglichkeit ist das Elektroauto. Hierbei wird ein Elektromotor mit elektrischer Energie aus Akkus versorgt. Der Elektromotor übernimmt die Aufgabe der herkömmlichen Verbrennungsmotoren. Alternativ können vier Motoren eingesetzt werden, wobei jeder Motor ein Rad antreibt. Das Laden erfolgt an einfachen Steckdosen oder Drehstrom-Steckdosen. Anstelle eines elektrochemischen Akkus kann ebenfalls Wasserstoff als Energieträger eingesetzt werden. Bei beiden Speichermöglichkeiten entstehen keine umweltschädigenden Emissionen.  Ein weiterer Vorteil von Elektromotoren ist die Effizienz. Der Wirkungsgrad eines Elektromotors kann bis zu 99% betragen, bei einem Verbrennungsmotor werden im Vergleich nur 40% (Otto-Motor) bzw. 50% (Diesel-Motor) erreicht.

Derzeit kommen die ersten reinen Elektroautos auf den Markt. Beispielsweise verkauft Tesla Motors seit 2008 den Tesla Roadster, einen elektronisch betriebenen Sportwagen. Die deutschen Automobilhersteller betreiben heute zusammen mit den Energieversorgern Pilotprojekte in verschiedenen deutschen Städten, um die Reife ihrer Autos zu erproben. Sollten diese Projekte gut verlaufen, steht der Markteinführung nicht mehr viel im Weg. Allerdings muss noch einige Forschungsarbeit geleistet werden damit die Mobilität, wie sie heute existiert, aufrecht erhalten werden kann.

 

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Was muss getan werden?

Um Elektroautos für die breite Masse bereitzustellen, muss die Akkutechnologie weiterentwickelt werden. Nur wenn Akkus mit einer ausreichenden Kapazität existieren, können Autos mit einer hohen Reichweite produziert werden. Der Tesla Roadster erreicht mit den serienmäßigen Akkus schon eine Reichweite von 350km. Allerdings geht aus Untersuchungen von infas und vom DLR hervor, dass ein Deutscher am Tag insgesamt eine Strecke von 39km zurücklegt. Selbst wenn diese Strecke vollständig mit einem Auto zurückgelegt wird, ist das mit der heutigen Akkutechnologie möglich. Hohe Akkukapazitäten werden folglich nur für lange Strecken benötigt. Ein weiterer Punkt ist die Sicherheit der Akkus. Diese dürfen im Fall eines Unfalls nicht in Brand geraten oder den Elektrolyt verlieren. Diese Gefahr lässt sich allerdings mit verhältnismäßig geringem Aufwand eindämmen. Das Problem mit der Sicherheit ist beim Wasserstoff deutlich brisanter. Wasserstoff ist nicht nur brennbar, sondern neigt auch stärker zur Explosion. Weil die Situation hier schwieriger ist, muss hier mehr Entwicklungsarbeit geleistet werden als beim elektrochemischen Akku.

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Für den Nutzer von Kraftfahrzeugen ist es enorm wichtig, wie schnell das Auto geladen werden kann. Viele Akkus müssen in ihrer Leistungsaufnahme beim Laden begrenzt werden, um die Lebenszeit nicht zu verkürzen. Hierdurch kommt es zu langen Ladezeiten. Um diese zu reduzieren, müssen die Akkus unempfindlicher gegen hohe Leistungen werden. Damit ein Elektroauto dieselbe Mobilität für den Nutzer zur Verfügung stellen kann, ist ein ausreichend gutes Tankstellennetz erforderlich. Dieses ist bei einer hohen Durchdringung von Elektroautos unabdingbar. Sobald eine hohe Durchdringung existiert, muss sich  der Frage nach einem Lademanagement gestellt werden.
Es könnte in diesem Moment zu einer Überlastung des Stromnetzes kommen, wenn alle Elektroautos gleichzeitig laden und nebenbei beispielsweise gekocht und ferngesehen wird. Um einer Netzüberlastung zuvor zu kommen, beschäftigen sich heute schon einige Forschungsinstitute mit der Frage eines Lademanagements. Hier könnte sich für den Energieversorger ein positiver Effekt einstellen. Wenn der Energieversorger Zugriff auf die Akkus hat, kann er diese Energie, natürlich in begrenztem Maß, als Regelleistung verwenden. Er muss weniger teure Regelleistung in seinen Kraftwerken vorhalten.


ElektromobilitätDer richtige Weg?

Ob der Weg der Elektroautos der richtige ist, lässt sich eigentlich mit dem Mangel an Alternativen erklären. Aus diesem Grund ist der Elektromobilitätsgipfel von Frau Merkel ein Schritt in die richtige Richtung gewesen. Zukünftig wird die Nachfrage nach Elektroautos steigen. Wenn die deutschen Automobilhersteller weiterhin einen großen Teil des Automobilmarktes einnehmen wollen, müssen sie schnell für eine breite Markteinführung ihrer Elektroautos sorgen. Das geht nur in Kooperation mit den Energieversorgern, die in der Pflicht sind, für eine ausreichende Infrastruktur zu sorgen. Hierbei ist es ebenfalls wichtig, dass die Energieversorger für mehr erneuerbare Energien im Netz sorgen. Der Grund hierfür liegt daran, dass bei der Stromerzeugung durch Kohle mehr CO2 emittiert als bei der direkten Verbrennung von Benzin bezogen auf die  Kilowattstunde. Allerding muss man erneut auf die besseren Wirkungsgrade der Elektromotoren hinweisen:
ein Elektroauto benötigt weniger Kilowattstunden Energie als ein Auto mit Verbrennungsmotor. Ein konsequenter Umstieg auf Elektroautos erfolgt allerdings  ur mit erneuerbaren Energien. Dieser Umstieg wird sicherlich in den nächsten Jahren erfolgen und die Automobilbauer können jetzt entscheiden, wann dieser stattfindet. Besser für unsere Umwelt, unser Klima und zuletzt auch für unseren Geldbeutel wäre ein schnellstmöglicher Ausbau der Elektromobilität. Die Startblöcke sind gesetzt. Nun gilt es schnell genug aus diesen zu kommen.