Das Elektroauto

(Mit zwei Nachträgen vom 26.07.2010)

Bei einem Elektroauto erfolgt der Antrieb durch einen Elektromotor. Der benötigte Strom kommt aus einer Batterie oder Brennstoffzelle.
Die Vorteile eines Elektroautos gegenüber einem mit Benzin oder Diesel betriebenen Auto sind, dass es ohne Abgase (also emissionsfrei) und geräuscharm fährt. (Die Feinstaubentwicklung durch den Abrieb der Gummireifen bleibt allerdings bestehen.) Das Elektroauto wäre also ideal vor allem für den innerstädtischen Verkehr. Trotz dieser Vorteile sieht man heute jedoch kaum elektrisch angetriebene Autos im Straßenverkehr.

Insbesondere die deutsche Autoindustrie hat u. E. bisher die Entwicklung von Elektroautos nur halbherzig betrieben. Da wurden ein paar Vorzeigemodelle gebaut und auf Automessen vorgeführt und das war´s.

Woran könnte das liegen?

Wie man gute Autos und Elektromotoren baut, ist schon länger bekannt. Das Problem ist die Stromversorgung. In Frage kommen - wie oben gesagt - Brennstoffzellen oder aufladbare Batterien.

Nach dem heutigen Stand der Technik kommen u. E. Brennstoffzellen nicht in Frage, weil diese noch nicht effektiv genug arbeiten, nicht ausreichend robust sind und Brennstoffzellen ähnlich wie Benzinautos einen Treibstoff benötigen (am besten Wasserstoff, aber auch Kraftstoffe wie Alkohol oder Methangas aus nachwachsenden Rohstoffen wären denkbar). Stünden geeignete Brennstoffzellen zur Verfügung, wären die Vorteile: Weniger schädliche Emissionen, weniger Lärm und evtl. spurtfreudige Autos im Stadtverkehr. Allerdings wird dann auch eine flächendeckende Versorgung mit diesen Kraftstoffen benötigt.

Derzeit einsetzbar sind also nur aufladbare Batterien.

Sehr robust sind inzwischen die bekannten Bleiakkus, die seit jeher in Autos verwendet werden. Ihre Nachteile jedoch sind, dass sie zu schwer sind und ihr Wirkungsgrad gering ist. Man muss also immer große Massen im Auto herum fahren und kommt damit nicht weit.

Verwendbar wären auch Nickel-Metallhydrid Batterien, wie sie z. B. in Fotoapparaten verwendet werden, aber auch diese sind zu schwer und zu teuer.

Wesentlich effektiver arbeiten Lithium-Ionen-Batterien. Sie können im Vergleich zum Bleiakku etwa die 4-fache Strommenge aufnehmen und haben nur wenig Energieverlust. Lithium-Ionen-Batterien werden z. B. bereits in Laptops verwendet.
Ihre heutigen Nachteile: Sie enthalten leicht entzündliches Material (dies ist gefährlich bei Unfällen oder bei technischem Versagen) und sie sind sehr teuer. Dabei schlägt nicht nur ihre Erst-Anschaffung zu Buche, sondern auch ihre geringe Lebensdauer von ca. 3 Jahren. D. h. alle 3 Jahre müsste ein neuer Lithium-Ionen-Batteriesatz gekauft werden. Der hohe Preis ist wohl auf den sehr komplizierten Aufbau dieser Batterien und weniger auf die Ausgangsmaterialien zurückzuführen. Ein Nachteil ist auch die lange Ladezeit, so dass unterwegs ein Nachladen kaum möglich ist. Deshalb ist es sehr wichtig, dass das Elektroauto mit einer Batteriefüllung möglichst weit fahren kann. Hier haben die Entwickler noch erhebliche Forschungsarbeit zu leisten.

Aber es sind nicht nur die Batterien, die die Einführung von Elektroautos hemmen. Um Gewicht einzusparen, müssten die Autos kleiner und in Leichtbauweise gefertigt werden und trotzdem müssen die Sicherheitsstandards eingehalten werden. Außerdem dürfen Elektroautos keine 20 000 bis 30 000 Euro mehr kosten als ein entsprechendes herkömmliches Auto. Doch solche Autos passen weder so richtig in die Modell-Palette der deutschen Autobauer, noch scheint die Einsicht in der Bevölkerung so weit zu sein, sich ein kleines, aber sogar teureres Auto insbesondere für den Stadtverkehr anzuschaffen. Und so haben sich insbesondere die deutschen Autobauer bisher weitgehend darauf beschränkt, in ihre eigentlich dafür ungeeigneten Karosserien einen Elektroantrieb einzubauen. Vermutlich geht es dabei mehr darum, ihr „Umweltbewusstsein“ zur Schau zu stellen, als ernsthaft ein eigenständiges Elektroauto bauen zu wollen. Wenn aber die deutschen Autobauer erst gar kein geeignetes Elektroauto anbieten, kann der Kunde logischerweise auch keins kaufen. Selbst wenn so ein Elektroauto nur 150 km mit einer Batteriefüllung und maximal nur 100 km/h schnell fahren könnte, wäre es als Zweitauto für eine große Käuferschicht geeignet.

Inzwischen ist die Markteinführung von Elektroautos von den großen Autofirmen geplant, von Stromanbietern gern gesehen und von einigen Politikern befürwortet. So plant Opel einen kleinen „City-Stromer“ (und erwartet dazu staatliche Hilfe, s. u.), auch Mercedes und Audi wollen dabei sein. Einen anderen Weg geht die Fräger-Gruppe in Grebenstein (Kreis Kassel): Sie kauft einen chinesischen Kleinwagen ohne Antrieb und baut dann in Deutschland den kompletten Elektroantrieb ein. Ende April 2010 soll die Produktion des kleinen „Benni“ /Link/ beginnen.

Ein weiteres Problem: Der Strom zum Aufladen der Batterie muss zunächst erzeugt werden. Bei einer Stromerzeugung aus fossilen Brennstoffen werden ähnlich viele Schadstoffe frei wie bei einem Dieselauto. Dies bedeutet, dass z. B. die gesamte CO2-Bilanz von Elektroautos bei heutiger Technik nicht wesentlich besser wäre als bei den herkömmlichen Autos. Allerdings würden die Schadstoffemissionen vor allem im dichten Stadtverkehr nicht so konzentriert auftreten. Interessant wird es erst, wenn der Strom aus anderen – vor allem regenerativen – Energiequellen erzeugt werden kann.

Der Bund und auch die Länder wie z. B. NRW wollen die Forschung in Sachen Elektromobilität mit hohen Subventionen (vorgesehen sind ca. 500 Millionen Euro) vorantreiben. Wir bitten die verantwortlichen Politiker, vernünftig zu entscheiden, so dass diese Subventionen wirklich voll in die Forschung (auch innerhalb der Automobilindustrie) fließen und nicht zu Arbeitsbeschaffungsmaßnahmen in der Automobilindustrie missbraucht werden können oder indirekt ins Ausland fließen, z. B. durch Auslagerung von Arbeitsplätzen vornehmlich in Billiglohnländer. Ein Beispiel für misslungene Subvention war u. E. die Abwrackprämie, wo ein großer Teil der Gelder ins ferne Ausland geflossen ist anstatt die Konjunktur in Deutschland anzukurbeln; zurückgeblieben ist eine höhere Staatsverschuldung.

Opel-Chef Nick Reilly hat angekündigt, einen elektro-angetriebenen Kleinwagen entwickeln zu wollen und hofft auf Unterstützung von den europäischen Staaten. Bundeswirtschaftsminister Brüderle (FDP) warnt u. E. zu Recht, dass daraus kein europaweiter „Subventionswettlauf“ werden dürfe. Die Politiker sollten also auf der Hut sein: Es ist zwar unbedingt notwendig, dass in Sachen Elektroauto geforscht wird, aber es ist auch unbedingt darauf zu achten, dass keine Firma bevorzugt wird oder dass Länder in der EU gegeneinander ausgespielt werden. Vernünftig wäre sicherlich, über eine gemeinsame Steuerpolitik (z. B. über einen ermäßigten Mehrwertsteuersatz) für Elektroautos nachzudenken /Link/.

Neben der reinen Forschung wird man auch auf die Einführung von Normen und rechtlichen Vorschriften achten müssen. Immerhin existiert schon die Vision eines Steckersystems für ganz Europa für das Aufladen der Akkus an Tankstellen /Link/. Weiterhin könnte man, um Ladezeiten unterwegs zu vermeiden, an einen schnellen Austausch der Batterien an einer Tankstelle denken. Das Verfahren dazu müsste genau und für alle Automodelle in gleicherweise festgelegt werden. Die Batterien würden dann in so einem Austauschsystem nicht mehr verkauft, sondern nur ausgeliehen. Diese Maßnahmen – genormtes Steckersystem mit kurzen Ladezeiten oder Austauschsystem zusammen mit einer genügenden Dichte solcher „Tankstellen“ – sind eine wesentliche Voraussetzung für den Einsatz batteriebetriebener Fahrzeuge, vor allem auf längeren Wegstrecken. Andernfalls sind Elektro-Autos nur für kurze Wege praktikabel, z.B. im innerstädtischen Verkehr.

Leider sieht es zurzeit so aus, dass jeder Autobauer - mit Ausnahme von Opel - seine eigenen Lithium-Ionen-Batterien entwickeln will. Meist in Kooperation mit einer chinesischen Firma. Es gilt allgemein: Einerseits sollte die Einführung von Normen (=Vorschriften wie ein Produkt zu bauen ist) den Fortschritt nicht hemmen, andererseits stellt nur die Normung sicher, dass Produkte in großer Stückzahl und damit billiger hergestellt werden können, man auch später noch Ersatzteile bekommt und man nicht an eine Marke gebunden ist. Hierfür sollte ein Teil der staatlichen Förderung eingesetzt werden. Dies setzt aber voraus, dass in Deutschland das Know-how, wie man Lithium-Ionen-Batterien baut, erhalten bleibt. Das geht auf Dauer nur, wenn zumindest ein Teil der Lithium-Ionen-Batterien komplett in Deutschland gebaut und nicht nur aus Einzelteilen, die im fernen Osten hergestellt worden sind, zusammengesetzt werden.

Zur Markteinführung von Elektroautos wäre auch eine Prämie beim Kauf eines Elektroautos denkbar. Wir sehen aber den reflexartigen Vorstoß der Grünen, ab 2010 eine 5000-Euro-Prämie für den Kauf eines Elektroautos zu zahlen, als verfrüht an. Erst müssten mehrere wirklich geeignete Modelle von verschiedenen Herstellern existieren, bevor eine solche Maßnahme angedacht werden sollte. Sonst ist - ähnlich wie bei der Abwrackprämie - eine Menge Geld verpufft, ohne dass etwas Nachhaltiges bewirkt wird. Neben einer Prämie gibt es auch noch andere Möglichkeiten, Anreize für den Kauf eines Elektroautos zu schaffen, z. B. ein Gesetz, dass bei Smog nur noch Elektroautos fahren dürften. Auch ein weiter steigender Preis für Erdöl oder höhere Steuern für Benzin und Diesel, jedoch nicht für Strom, könnten ein Kaufanreiz sein. Überzeugen könnten auch geringere Wartungskosten von Elektroautos.

Zum Schluss sollten hier noch Autos mit Hybridantrieb erwähnt werden. Diese Fahrzeuge besitzen einen elektrischen und einen „normalen“ Antrieb (Benzin- oder Dieselmotor). Sinn dieser doppelten Antriebstechnik soll sein, in Städten elektrisch und abgasfrei fahren zu können. Um das zu erreichen, muss dann auf längeren Strecken mit Benzin/Diesel gefahren und dabei der Akku wieder aufgeladen werden. Bei sehr kurzen Fahrstrecken reicht auch das Aufladen an der Steckdose zu Hause aus (wenn der Hersteller das überhaupt vorgesehen hat). Dies wäre eine Alternative, solange es nicht gelingt, Batterien mit genügend großer Ladekapazität und geringer Ladedauer zu entwickeln. Der Vorteil wäre, dass zumindest die Innenstädte sauberer werden. Wir glauben aber, dass, wenn überhaupt, nur für eine kleine Käuferschicht der Hybridantrieb Vorteile bieten wird. Die Nachteile sind nämlich, dass immer zwei Motoren und der Akku im Auto transportiert werden müssen und dass im Normalbetrieb erst ein Teil des Benzins in Strom umgewandelt wird, der dann zum Fahren benutzt wird. Die Folge sind ein höherer Treibstoffverbrauch und höhere Anschaffungskosten als bei einem reinen Benziner.

Siehe auch als weiterführendes Infomaterial: „LEIFI“ /Link/.
27.03.2010 gr

Nachträge vom 26.07.2010:
Fahrzeuge, die mit Elektromotoren ausgestattet sind – Hybrid-, Brennstoffzellen- und Batterieantrieb – besitzen allerdings den Vorteil, dass ein Teil der Energie, die normalerweise beim Abbremsen verloren geht, zurückgewonnen werden kann, indem sie in elektrische Energie umgewandelt und im Akku gespeichert wird, wodurch Treibstoff eingespart werden kann. Fahrzeuge mit Brennstoffzellenantrieb müssen dann jedoch zusätzlich mit einem Akku ausgestattet werden.
26.07.2010 g

Aus unserer Sicht müsste das Elektroauto auch mit einer Heizung ausgestattet sein. Viele werden sogar in ihrem Auto eine Klimaanlage erwarten. Hierzu wird zusätzliche Energie benötigt, die u. E. kaum mit Strom aus Batterien bereitgestellt werden kann. D. h. man wird hierfür doch wieder auf einen Treibstoff zurückgreifen müssen. – Ein wesentlicher Punkt bei den von staatlicher Seite angestoßenen Forschungsvorhaben ist, einen möglichst optimalen Umgang mit der im Elektroauto eingesetzten Energie zu erreichen.
26.07.2010 r

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