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10. Februar 2012

Elektro-Auto: Kilometer-Flatrate vom Energiekonzern

 Von Christian Meier
Öffentliche Ladesäule: ein Elektroauto vor der Geschäftsstelle des Bundesverbandes eMobilität in Berlin-Mitte.  Foto: dapd/Maja Hitij

Elektromobilität ist mehr als ein neues Antriebskonzept. Sie wird die Mobilität und Stromversorgung radikal verändern - auch wenn manche Experimente heute noch an Jules Verne erinnern.

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Renaissance der Elektromobilität

Zahlreiche Elektroautos fuhren bereits vor mehr als 100 Jahren durch die Städte. In den USA waren mehr als ein Drittel der Autos Elektroautos. Doch mit der Zeit setzten sich Benzin und Diesel durch, weil diese Treibstoffe bezogen auf den Energieinhalt am leichtesten sind.

Wegen des hohen Treibstoffpreises und der CO2- Problematik könnte in den nächsten Jahren das Elektroauto die Straßen zurückerobern. Doch die Konzepte dafür sind noch nicht ausgereift. Damit die Elektromobilität funktioniert, müssen sich die Mobilitätsgewohnheiten sowie die Stromversorgung stark verändern.

Die Vorteile des Elektromobils sind gewichtig. So bringt der Elektromotor bei jedem Tempo seine volle Leistung auf die Straße, nicht wie ein Verbrennungsmotor erst bei einer bestimmten Drehzahl. Deshalb beschleunigen Elektroautos schon aus dem Stand sehr gut. Ein Ganggetriebe und damit das Hochschalten sind überflüssig. Außerdem machen Elektroautos keinen Lärm und stinken nicht. Elektromotoren haben darüber hinaus einen sehr hohen Wirkungsgrad. Sie wandeln mehr als 90 Prozent der elektrischen Energie in Antriebsenergie um. Ein Benzinmotor hingegen verwandelt nur etwas mehr als ein Viertel der im Benzin gespeicherten Energie in Tempo.

Das Schnarren des Kettenantriebs geht fast im Verkehrslärm der angrenzenden Straße unter. Horst Schultz lenkt ein elektrobetriebenes Dreirad, das einem Jules-Verne-Roman entsprungen sein könnte, vor der Fassade des Museums Autovision in Altlußheim bei Hockenheim hin- und her. Mitarbeiter des Museums haben das erste straßentaugliche Elektrofahrzeug der Welt rekonstruiert. Die britischen Professoren William Edward Ayrton und John Perry hatten im Jahr 1881 ein dreirädriges Fahrrad mit Elektromotor, Batterie und Kettenantrieb versehen. Sie präsentierten ihr Elektromobil, das immerhin 14 Stundenkilometer erreichte und mit einer Batterieladung 40 Kilometer weit kam, auf Elektrizitätsmessen in den europäischen Metropolen.

Elektrizität war damals en vogue, und auch im Straßenverkehr machte sich das bemerkbar: Um die Jahrhundertwende gab es nicht nur elektrisch angetriebene Straßenbahnen. „In den USA wurden 38 Prozent der Autos von Elektromotoren angetrieben“, sagt Schultz, Geschäftsführer des Museums. Benzinmotoren fanden sich laut Schultz nur in 22 Prozent der Fahrzeuge. Dampfkraft setzte die restlichen Autos in Bewegung. „Allein die Firma Detroit Electric hat bis Ende der 20er-Jahre rund 50 000 Elektroautos gebaut“, illustriert Schultz die Dimensionen der damaligen Elektromobilität.

Was die deutsche Bundesregierung vorhat, sprengt diese Dimensionen allerdings bei weitem. In acht Jahren sollen eine Million und bis 2030 sechs Millionen Elektrofahrzeuge auf Deutschlands Straßen unterwegs sein. Weil Benzin und Diesel unweigerlich immer teurer werden, bestehen gute Chancen, dass diese Ziele erreicht werden. Es gebe einen Stimmungsumschwung bei der Kaufbereitschaft, teilte der Hightech-Verband Bitkom kürzlich nach einer repräsentativen Umfrage mit. Demnach können sich fast 70 Prozent der Deutschen den Kauf eines Elektroautos vorstellen. Ein Jahr zuvor waren es erst knapp 40 Prozent gewesen.

Doch einfach vom Benziner ins E-Mobil umzusteigen, wie Jahre zuvor von der Film- zur Digitalkamera, reicht nach Expertenmeinung nicht. „Die Elektromobilität ist mehr als nur ein neues Antriebskonzept“, sagt Holger Hanselka, Koordinator des Fraunhofer-Verbundprojekts Systemforschung Elektromobilität. Sie bringe tiefgreifende Änderungen der Stromversorgung und Mobilität mit sich.

Dass die Welt vor rund 100 Jahren den Weg zu Benzin und Diesel einschlug, lag am Gewicht. So schleppte um 1900 der sogenannte Lohner-Porsche eine über 400 Kilogramm schwere Bleibatterie mit sich herum, deren Energie aber nur für 50 Kilometer reichte. An diesem Minuspunkt für die Elektromobilität hat sich bis heute wenig geändert. Für eine Reichweite von 500 Kilometern braucht ein Auto gute 70 Kilogramm Diesel. Für die gleiche Reichweite bräuchte es eine aufgeladene Lithium-Ionen-Batterie von knapp 1 400 Kilogramm. Es gibt keinen Treibstoff, der so viel Energie in so wenig Masse und Raum packt, wie Benzin und Diesel.

Zwar arbeiten Forscher an Lithium-Sauerstoff- und Lithium-Schwefel-Batterien, die auf gleichem Raum bis sechsmal so viel Energie speichern wie herkömmliche Akkus. „Aber auch mit ausgereifter Batterietechnologie werden Elektroautos zukünftig maximal 300 Kilometer Reichweite haben“, sagt Hanselka. Die knappe Reichweite lässt daran zweifeln, dass einmal Elektroautos die Straßen so dominieren könnten wie heute Autos mit Verbrennungsmotor. Doch sie ist offenbar gar kein so großes Manko: Denn 95 Prozent aller Autofahrten sind kürzer als 50 Kilometer.

Die Städte erobern

Elektroautos, Elektrofahrräder, oder Elektro-Roller werden daher zuerst die Städte erobern, meinen Experten. Daneben gilt der Wirtschaftsverkehr als erstes Einsatzfeld der Elektromobilität, also etwa Paketlieferdienste. „Für eine Reise zum Gardasee hingegen ist ein rein batteriebetriebenes Elektroauto nicht unbedingt optimal“, sagt Hanselka. Denn es müsste auf der Strecke mehrmals aufgeladen werden, was jeweils mindestens 50 Minuten dauern würde.

Geeigneter sei hier ein Hybridfahrzeug, bei dem ein eingebauter Verbrennungsmotor die Batterie während der Fahrt nachlädt. „Der Autofahrer von heute wird zum Mobilitätskunden von morgen, der sich für jeden Zweck das passende Fahrzeug auswählt, das Stadtauto, das Urlaubsauto oder das Dienstreiseauto“, sagt Hanselka.

Das hätte zur Folge, dass Car-Sharing an Bedeutung gewinnen würde. Auch das mehrmalige Wechseln der Verkehrsmittel etwa zwischen Elektroauto und Bahn werde zur Normalität gehören. Es könnte aber auch eine Art Kilometerflatrate geben, meint Hanselka. „Beispielsweise könnte ein Energieversorger seinen Kunden 10 000 oder 20 000 Kilometer Mobilität verkaufen, die dieser wahlweise mit dem Auto, mit der Bahn, oder mit beidem zurücklegt“, sagt der Forscher. Auch auf Individualität müsse der Reisende nicht verzichten. „Schon mit heutiger Technologie ist es möglich, dass der Kunde per Smartphone Daten für die Sitzeinstellung an den Anbieter übermittelt“, sagt Hanselka. Wenn er in das Auto einsteige, seien alle Einstellungen bereits passend.

Einfach aufladen

Die Frage, die sich automatisch stellt, wenn die Rede von Elektromobilität ist, lautet: Woher kommt der Strom? Ein allzu großes Ding scheint das allerdings gar nicht zu sein: „Selbst wenn alle Autos in Deutschland elektrisch fahren würden, benötigte man nur rund 15 Prozent mehr Strom als heute“, schreibt Günther Ebert vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme in Freiburg. Regenerativ erzeugten Strom gibt es genug. Die von der Regierung angestrebten eine Million Elektroautos würden nur wenige Prozent verbrauchen. Das Problem ist eher: Wie bekommt man die elektrische Energie fürs Elektroauto dorthin, wo sie gebraucht wird. „Heute befinden sich die großen Energieerzeuger in den Industriezentren“, sagt Hanselka. „Unser Stromnetz ist für die Bedürfnisse der Vergangenheit ausgelegt.“ In Zukunft werde der Strom in der Nord- oder Ostsee von Windkraftanlagen erzeugt werden und müsse dann zu den Verbrauchern gebracht werden. Um ins Elektroauto zu kommen, brauche es aber mehr als nur einige Fernleitungen.

„Wenn in einer Wohngegend jeder ein Elektroauto an der Steckdose schnell, das heißt in einer Stunde, aufladen möchte, dann wird die Leitungskapazität des Haushaltsstromnetzes dafür nicht ausreichen“, gibt Hanselka zu bedenken. Auch wie eine öffentliche Ladeinfrastruktur aussehen könnte, wenn die meisten Reisenden mit Elektromobilen unterwegs sind, weiß heute niemand. „Wie soll etwa eine Stromtankstelle funktionieren, wenn jeder Tankende 50 Minuten braucht?“, fragt Hanselka.

Als Ausweg wird oft ein Netz von Akku-Wechselstationen vorgeschlagen, an denen der Fahrer seine verbrauchte Batterie gegen eine neue eintauschen kann. Doch dieses System würde nur gut funktionieren, wenn es eine Einheitsbatterie geben würde, was jedoch wegen der unterschiedlichen Bauarten von Elektrofahrzeugen unwahrscheinlich ist. Hanselka resümiert: „Die Konzepte sind noch nicht zu Ende gedacht.“

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