Elektromobilität – ein Konzept für die Zukunft

Klimaschutz und die Abkehr vom Öl

Elektrofahrzeug sollen hohe Erwartungen erfüllen – damit sie im Alltag ankommen können, müssen einige Probleme gelöst werden

 „Bis 2050 kann der Verkehr in Städten überwiegend ohne fossile Brennstoffe auskommen“, so heißt es im „Nationalen Entwicklungsplan Elektromobilität“, das im August 2009 vom Bundeskabinett verabschiedet wurde. Im Jahr 2020 sollen dem Papier zufolge eine Million Elektrofahrzeuge auf Deutschlands Straßen unterwegs sein. Das Papier beschreibt eine Strategie zur Einführung der Elektromobilität in Deutschland. Vor allem zwei Gründe sprechen dafür: 

Elektroautos fahren unabhängig vom Öl, dessen Vorräte zur Neige gehen. Und sie sollen helfen, den Klimawandel zu stoppen. Rund 14 Prozent der CO₂-Emissionen gehen heute auf den Pkw-Verkehr zurück. Elektroautos könnten dazu beitragen, diese Emissionen zu reduzieren. Voraussetzung dafür ist, dass sie mit Strom aus erneuerbaren Energien fahren. Sind sie in Ballungszentren und Innenstädten unterwegs, haben sie einen weiteren Vorteil: Unabhängig von der Herkunft des Stroms bringen sie – da selbst emissionsfrei – weniger Feinstaub mit sich und machen keinen Lärm.

Die Achillesferse der Elektromobilität

Doch bevor die leisen Flitzer an jeder Straßenecke stehen, sind einige Hürden zu nehmen. Leistungsfähige, zuverlässige und kostengünstige Batterien fehlen ebenso wie eine flächendeckende Infrastruktur zum Aufladen der Fahrzeuge. Die Batterien sind die „Achillesferse der Elektromobilität“, schreibt die Deutsche Akademie der Technikwissenschaften (acatech) in ihrem Positionspapier zur Elektromobilität. Sie sind nicht nur verantwortlich für rund 40 Prozent der Kosten eines Elektroautos. Sie begrenzen auch dessen Reichweite, die heute in der Regel jener „Restentfernung“ entspricht, „die Autofahrer zum Anlass für den nächsten Tankstellenbesuch nehmen, nämlich 80 bis 150 Kilometer“, gibt die acatech in ihrem Positionspapier zu bedenken.

Wissenschaft und Forschung arbeiten intensiv daran, Batterien zu verbessern. Als aussichtsreichste Kandidaten gelten heute Litium-Ionen-Batterien. Für Anwendungen in der mobilen Unterhaltungselektronik entwickelt, müssen sie nun an die Anforderungen des Automobils angepasst werden. Gefragt sind bessere Energie- und Leistungsdichten, die Ladezeiten müssen verkürzt, und die Lebensdauer muss verlängert werden. Erforscht werden auch neue Materialkombinationen für das Innere der Batterie, da Rohstoffe wie etwa Kobalt nicht ausreichend vorhanden sind, um Millionen von Elektroautos mit Batterien zu versorgen. Der Bedarf an Lithium soll nicht zuletzt durch Recycling der Batterien gedeckt werden.Neben den Energiespeichern muss auch der Fahrzeugantrieb optimiert und von Verbrennungsmotoren und Schaltgetrieben auf Elektroantriebe umgestellt werden.

Aufbau einer Infrastruktur

Ebenso wichtig wie die Arbeiten am Fahrzeug selbst sind die Entwicklung und der Aufbau einer Infrastruktur. Damit die strombetriebenen Fahrzeuge nicht auf der Strecke bleiben, müssen zuhause, aber auch unterwegs Ladestationen bereitstehen. Mit einem Stromanschluss in der Garage des Einfamilienhauses scheint das noch einfach realisierbar. Doch wie sollen die Autos der Innenstadtbewohner in Mehrfamilienhäusern aufgeladen werden, wo doch gerade dort das bevorzugte Einsatzgebiet der leisen Flitzer liegt? Gefragt sind auch einheitliche Standards für Anschlüsse und Ladevorgänge, damit unabhängig von Ort, Hersteller und Stromanbieter die Batterien aufgeladen werden können.

Schließlich müssen neue Angebotsstrukturen und Geschäftsmodelle entwickelt werden, in denen das Elektroauto mit seiner begrenzten Reichweite am Ende vielleicht als eines von mehreren Mobilitätsangeboten zur Wahl steht.

Umweltfreundlich mit Strom aus erneuerbaren Energien

Als wichtigstes Argument für die Einführung des Elektroautos sehen viele den Klimaschutz. Wirklich umweltfreundlich sind Elektroautos nur dann unterwegs, wenn sie Strom aus erneuerbaren Energien tanken. Dann könnten sie künftig vielleicht nicht nur zu einer neuen Form der Mobilität, sondern auch zur Stabilisierung der Stromnetze beitragen: Erneuerbare Energien stehen nicht kontinuierlich zur Verfügung, sondern liefern fluktuierende Beiträge. Nicht zuletzt deshalb ist es schwierig, sie in ein Stromnetz einzubinden. Elektroautos könnten Abhilfe schaffen. Bläst etwa der Wind besonders stark, werden die Batterien aufgeladen, sie fangen damit die Angebotsspitzen ab und der Strom der erneuerbaren Quelle geht nicht verloren. Denkbar ist auch die umgekehrte Richtung. Besteht eine besonders große Nachfrage, so könnten die Autobatterien Strom ins Netz zurückspeisen. Dieses Vorgehen wird von Experten teils kritisch beurteilt. Es könnte – nicht zuletzt angesichts der begrenzten Lebensdauer der Batterien, die unter anderem von der Anzahl der ausgeführten Ladezyklen abhängt – auch bei den Verbrauchern auf Skepsis stoßen. Ohne ein intelligentes Netzmanagement ist eine Netzstabilisierung durch Autobatterien nicht denkbar. Auto, Ladesäule und Netz müssen miteinander kommunizieren. So genannte Smart Grids, intelligente Netze, sollen den Ladebedarf der Batterien und das Stromangebot der Netze in Einklang bringen, ohne dabei die Interessen der Fahrer aus den Augen zu verlieren. 

Auch wenn noch viele Probleme zu lösen sind – darüber, dass Elektrofahrzeuge in Zukunft eine wichtige Rolle spielen, scheint in Wissenschaft, Wirtschaft und Politik Einigkeit zu bestehen. Viele Länder, darunter die USA, China und Japan, unterstützen die Entwicklung der Elektromobilität mit groß angelegten Förderprogrammen. Die Bundesregierung fördert im Rahmen des Konjunkturpaktes II mit 500 Millionen Euro die Forschung in diesem Bereich.

Gut ein Fünftel davon, 115 Millionen Euro, fließen in den Förderschwerpunkt „Modellregionen Elektromobilität“. In insgesamt acht Modellregionen werden der Einsatz von Elektrofahrzeugen unter Alltagsbedingungen sowie der Aufbau und der Betrieb einer Infrastruktur erprobt.

Und so gibt es neben Klimaschutz und Unabhängigkeit vom Öl in Deutschland einen weiteren Grund, bei der Einführung der Elektromobilität den Anschluss nicht zu verpassen. 5,4 Millionen Arbeitsplätze hängen von der Automobilindustrie ab. Will man diese Arbeitsplätze erhalten, muss man sich rechtzeitig auf Strukturänderungen einstellen.  (urs)