Emobility – Zukunft oder Sackgasse?
Elektromobilität (Emobility) umfasst alle Fortbewegungsmittel, die von mindestens einem Elektromotor angetrieben werden und weder leitungs- noch schienengebunden sind. Die volle Spanne reicht also vom Elektrorad (E-Bike) bis zum Motorsegler mit Solarzellen.
Praktische Bedeutung haben vor allem das Elektro-Fahrrad und Autos mit reinem Elektroantrieb bzw. Hybridantrieb. Die Elektromobilität ist ein zukunftsweisender Teil der Technologien zur Schonung fossiler Energieträger.
Die Renaissance des Fahrrads
Fahrräder mit Elektromotoren sind mit sehr unterschiedlichen Antriebs- und Steuerungskonstruktionen ausgerüstet, weshalb es keine einheitliche Bezeichnung gibt. Dient der Motor nur zur (limitierten) Tretunterstützung, nennt man diese Zweiräder meist Pedelecs. Erst bei einem autonomen E-Motor spricht man von einem Elektrorad, das im Extremfall einem Leichtkraftrad entspricht und gesetzlich einem solchen gleichgestellt ist.
Ein Kernelement der Elektromobilität ist die Batterie, die vor allem bei einem Elektrorad nicht zu groß und zu schwer ausfallen darf. Technisch ausgereift und preisgünstig ist die Nickel-Cadmium-Technik (NiCd) mit hohen Ladezyklen, aber mit deutlich geringerer Kapazität als die teurere Nickel-Metallhybrid-Technik. Die Lithium-Ionen Batterie hat die höchste Kapazität im Verhältnis zu Gewicht und Größe, ist aber die teuerste Variante und teilweise auch durch Brand- und Explosionsgefahr belastet. Neueste Varianten der Lithium-Ionen Batterie, Hybride mit Lithium, Mangan, Nickel, Aluminiumoxiden und anderen Metall-Mixes müssen sich noch in der Praxis bewähren.
Komfort und Reichweiten der Elektromobilität
Bei der Kombination Fahrrad und E-Motor ist der Haushalt die Stromtankstelle und die Reichweite spielt in aller Regel eine untergeordnete Rolle. Bei einem Elektroauto muss die Traktions-Batterie sehr viel mehr leisten. Reichweiten von deutlich über hundert Kilometer erforderten bisher einen hohen technischen und finanziellen Aufwand, z.B. beim Tesla Roadster, dessen Lithium-Ionen Batterie gesondert gekühlt werden muss.
Das Reichweitenproblem lag meist am grobmaschigen Netz von Stromtankstellen, nicht kompatiblen Steckersystemen und langen Ladezeiten ohne Drehstromanschluss. Während ein E-Bike in den Niederlanden beinahe schon zur Normalität gehört und in China ein Status-Symbol ist, blieb das reine Elektro-Auto ein Nischenprodukt.
Die Umweltfreundlichkeit von Elektroautos ist nach der Well-to-Wheel Berechnung hoch. Die Effizienz im Fahrzeug (Tank-to-Wheel) ist sehr hoch. Verlustenergie, die typischerweise beim Bremsen entsteht, kann teilweise elektrisch zurück verwandelt werden (Nutzung der negativen Beschleunigung). Der Umweltfaktor bei der Stromversorgung (Well-to-Tank) ist allerdings stark von der Vernetzung oder Eigenversorgung abhängig. Im Nahpendler-Verkehr (Arbeit, Einkauf, Auslieferung) haben sich Elektroautos auch im ländlichen Raum und hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit sehr gut bewährt. Durch komplette Neukonstruktionen, Leichtbauweise und Schnell-Ladezeiten an normalen Steckdosen können Reichweiten bis rund 200 Kilometer ohne Probleme erzielt werden.
Weitgehend noch im experimentellen Bereich findet man Elektroantriebe, die durch Brennstoffzellen versorgt werden, da die notwendige Technologie der Wasserstoffnutzung bzw. der Methanisierung nur zögerlich verfolgt wird. Eine berührungsfreie induktive Stromversorgung ist kaum mehr als ein Denkanstoß für die Elektromobilität.
Der Hybridantrieb – die Quadratur des Kreises ?
Die Automobil-Industrie setzt bei Pkws und Nutzfahrzeugen auf verschiedene Formen des Hybridantriebes. Dafür gibt es keine allgemeine Richtlinie, außer, dass mindestens ein Elektromotor für die Traktion verwendet wird. Eine typische Kombination besteht aus einem Verbrennungsmotor, der für bestimmte Einsatzbereiche zur Vermeidung von gefährlichen Emissionen von einem Elektromotor abgelöst wird. Im Normalbetrieb wird der Batterienblock bereits während der Fahrt nachgeladen. Je nach Konstruktion können der Verbrennungsmotor und der Elektroantrieb als Motor oder Generator parallel betrieben werden. Toyota hat weltweit mittlerweile mehr als drei Millionen Hybridfahrzeuge verkauft.
Hybridantriebe im Linienbusverkehr haben sich hinsichtlich der Umweltbilanz bewährt. Finanzielle Vorteile haben sie den Verkehrsbetrieben allerdings nicht beschert, da das Einsparpotenzial insbesondere im Winterbetrieb niedrig ausfällt.
Alle großen Automobilhersteller entwickelten Prototypen und Verkaufsmodelle, doch die Stückzahlen sind immer noch gering. Aber der Markt bewegt sich. Der französische Bushersteller Heuliez, der für Citroen, Peugeot, Renault und Opel E-Autos baute, verkaufte die Marke Mia und die Produktion des Mikrobusses bzw. Mikrovans (Kapazität 10.000 p.a.) an deutsche Investoren, die radikale Neuentwürfe durchsetzten. In China wird mit deutscher Beteiligung an einem Infrastruktur-Modell der Elektromobilität gearbeitet.
Die Großen der Branche produzieren für Messen und das Image, aber die Politik gewährt keine wirklichen Anreize. Dennoch glaubt man auch beim Fraunhofer-Institut an eine Zukunft der Elektromobilität, vor allem, wenn es Fortschritte bei der Energieversorgung gibt. Ein effizientes Fernstraßennetz mit induktiver Stromversorgung ist jedoch noch reine Zukunftsmusik.
