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(CC BY 2.0) Micheal Caven
(CC BY 2.0) Micheal Caven

Elektromobilität | Mehr Nachhaltigkeit bei Elektroautos

Elektroautos fahren ohne direkten Schadstoffausstoß, also „grün“ in ihrer unmittelbaren Umgebung. Doch in Sachen Nachhaltigkeit bleibt trotzdem noch reichlich Entwicklungsbedarf…

Mit Modellen wie dem Tesla oder dem schicken BMW i3 ist mittlerweile auch der Fahrspaß bei den Elektroautos angekommen. Selbst Harley Davidson, altehrwürdiger Hersteller von zweiträdrigen „Vierzylinder-Donnerbalken“, entwickelt ein Elektro-Motorrad. Allerdings wird dessen Reichweite wohl eher nicht für längere Touren über kurvenreiche Landstraßen reichen. Überhaupt sind Elektroautos modernen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor noch in vielerlei Hinsicht unterlegen. Das verhindert ihren Durchbruch. Viel muss noch entwickelt werden – und auch die Nachhaltigkeit von Elektroautos hat noch Tuning nötig.

Die geheimen Vorteile von Elektro-Autos

Elektroautos sind häufig Zweitwägen
Es beginnt damit, dass die Mehrzahl der elektrifizierten Autofahrer anders als erwartet nicht in Ballungszentren wohnt, sondern in Klein- und Mittelstädten. Das fand das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt in der Studie „Erstnutzer von Elektrofahrzeugen in Deutschland“ (siehe: Wer fährt Elektro-Autos?) heraus. Ursache könnte vor allem der mangelnde Ausbau des öffentlichen Personennahverkehrs in den kleineren Städten liegen.

„Wer den ÖPNV für seinen Weg in die Arbeit nutzt, wird vermutlich weniger auf ein Straßenfahrzeug und damit auch weniger auf ein Elektrofahrzeug umsteigen“, meint Ina Frenzel, die die Studie mit drei Kollegen durchgeführt hat. Haben staugeplagte Großstädter Angst, mit ihrem Elektroauto mitten in der Rushhour liegen zu bleiben? Bessere Batterien könnten zumindest dieses Image-Problem beheben.

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Das DLR fand auch heraus, dass die überwiegende Zahl der privat genutzten Elektroautos in Deutschland zur Kategorie Klein- bzw. Kleinstwagen vom Format Renault Twizy oder Daimler-Benz E-Smart gehört. Problematisch daran ist, dass sie – wie früher Mopeds oder Roller – vor allem als zusätzliche Fahrzeuge dienen. Die Besitzer, deren Kaufmotiv laut Ines Frenzel ein „besonderes Interesse an innovativer Fahrzeugtechnologie“ ist, haben also häufig noch eine konventionelle Karosse in der Garage stehen.

Schon hier muss man also mit der Frage nach der Nachhaltigkeit von Elektroautos beginnen: Weil viele „Stromer“ nur Zweitwägen sind, müsste man eigentlich auch die Herstellung und die Benutzung des Haupt-Autos (Benzin oder Diesel) in die Nachhaltigkeitsbilanz von Twizy, E-Smart oder Nissan Leaf einrechnen. Und die ist auch ohne das nicht makellos.

Halbes Kilo Seltene Erden pro Hybridauto
Elektroautos schonen die Umwelt dort, wo man sie fährt. Das heißt allerdings nicht, dass sie schon so nachhaltig sind, dass global denkende Menschen unbedenklich zugreifen können. Es hakt und zwickt noch in zwei Bereichen: Erstens ist die Herstellung extrem ressourcenfressend (siehe: Elektroauto-Rohstoffe werden knapp) und zweitens ist bei den Elektrischen der Treibstoff ein zentrales Thema.

Schon die Fertigung der Elektroautos ist aufwendig. Der Antriebsstrang gilt als höchst problematisch, so Jörg Grotendorst, Geschäftsführer von Siemens eCar Powertrain: „Die momentan verwendeten Elektromotoren brauchen die sogenannten Seltenen Erden, etwa Neodym oder Dysprosium. Diese lassen sich nur schwierig gewinnen und verarbeiten.“ Grotendorst, unter dessen Führung man an neuen Antriebs- und Ladekonzepten forscht, erklärt, dass der Abbau der Seltenen Erden die Umwelt massiv schädigt.

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„Für einen Hybridmotor wird beispielsweise je nach Leistung rund ein halbes Kilo an Seltenen Erden aufgewendet“, so Grotendorst. Diese Erden, die eigentlich Metalle sind und in Kleinstmengen in der Natur vorkommen, stellen ein besonderes Nachhaltigkeitsproblem dar: Will man an sie herankommen, braucht es mehrere hundert Arbeitsschritte. Bei jedem Schritt muss sehr viel Energie eingesetzt werden, auch fallen dabei große Mengen an giftigen, häufig sogar radioaktiven Rückständen an.

Eine weitere Achillesferse des Elektroautos ist die Batterie. „Beim Herstellungsprozess der Batterien, der rund 30 Prozent der Klimabilanz des Elektroautos ausmacht, wird extrem viel Energie verbraucht – etwa, um flüssige Werkstoffe auf Folie aufzubringen und zu trocknen“, so Florian Büngener, Pressesprecher bei Fiat Chrysler Automobiles.

Vom Institut für Energie- und Umweltforschung (IFEU) in Heidelberg weiß man, dass bei der Herstellung eines 24-Kilowattstunden-Stromspeichers für den Nissan Leaf rund drei Tonnen CO2 anfallen. Außerdem müssen in der Regel die Akkus im Laufe des Autolebens drei Mal ausgetauscht werden – auch das schadet der Umweltbilanz des Elektroautos.

Keine zuverlässigen Berechnungen
Weil die Autoindustrie derzeit nicht nur die Elektromobilität weiterentwickelt, sondern auch an anderen Antrieben arbeitet und auch Otto- bzw. Dieselmotoren längst noch nicht ausgedient haben, verlangsamt sich allerdings auch der Weg der „Stromer“ in Richtung Nachhaltigkeit. „Der Verbrennungsmotor hat noch Potential, er wird ökologisch immer effizienter“, sagt dazu Florian Büngener von Fiat, „Aber mit der Zeit wird sich der Elektroantrieb durchsetzen.“ Denn der „klassische“ Verbrennungsmotor kann zwar tatsächlich sparsamer werden, aber eben nie ohne fossilen Kraftstoff auskommen.

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Wie ressourcen- und damit umweltschonend speziell Fahrzeuge, die ausschließlich von einem Elektromotor angetrieben werden, im Vergleich dazu sind, lässt sich noch nicht zuverlässig sagen. An den großen Untersuchungen, etwa der des VCD (Verkehrsclub Deutschland) nehmen die reinen Elektrofahrzeuge mangels Verbreitung von Automobilen und öffentlichen „Zapfsäulen“ nicht teil. Andere Tests vergleichen mangels identischer Voraussetzungen meist Äpfel und Birnen. Außerdem werden bei den Verbrauchswerten von Otto-, Diesel- oder Hybridfahrzeugen bekanntermaßen mit legalen Mitteln die Verbrauchswerte durch die Hersteller und damit der Schadstoffausstoß so geschönt, dass auf den ersten Blick selbst dicke SUV ziemlich „grün“ wirken.

Unabhängige Wissenschaftler versuchen daher, die Frage nach der Nachhaltigkeit seriös zu beantworten. So simulieren Forscher von der University of Minnesota den Verkehrsalltag von Elektroautomobilen und rechnen dabei auch die spezifische Herstellung der Antriebsaggregate und der Batterien in ihr Modell mit ein. Ihr Ergebnis ist klar: Je „grüner“ der Strom, desto mehr spricht für die „Stromer“.

Fehlender grüner Strom ist das Problem
Doch noch sind die erneuerbaren Energien nicht so stark vertreten, wie sie sein müssten: Von den 272,5 Terawattstunden Strom, die im ersten Halbjahr 2015 in Deutschland erzeugt wurden, entfällt laut der aktuellen Studie des Fraunhofer Instituts für solare Energiesysteme ISE nur rund ein Drittel (94,6 TWh) auf Ökostrom aus Sonnenenergie, Windkraft, Biomasse oder Wasserkraft. Der Rest verteilt sich auf Kohle, Gas und Atomstrom.

Das heißt aber auch: Je besser wir die erneuerbaren Energien ausbauen, desto nachhaltiger kann und wird am Ende das Elektroauto sein. Hersteller wie Toyota oder BMW wittern bei der Umgestaltung des Energiemarktes bereits Chancen für ihr Unternehmen und die von ihnen angebotenen „Stromer“: BMW entwickelt beispielsweise in den Vereinigten Staaten einen Solar-Carport, der den Besitzer eines i3 oder i8 unabhängig von Energiekonzernen und der Art des Stroms macht.

BMW Welt11 _(CC 2.0)
BMW Welt11 _(CC 2.0)

„Mit dem Solar-Carport Concept haben wir einen holistischen Ansatz gewählt: Nicht nur das Fahrzeug selbst, sondern auch die Energieversorgung ist nachhaltig“, so Tom Allemeier, Projektverantwortlicher bei BMW Group Designworks USA. „Wir entwickeln eine neue Generation von Carports, in denen auf leichte und transparente Weise Energie gewonnen wird.“ Allemeier verweist auf Energieautarkie und auf die BWM i Wallbox, eine trendige Wandladestation für den Hausgebrauch: „Diese führt zu einer weiteren Optimierung der Ökobilanz unserer i-Modelle, sie liefert auch eine Auswertung der letzten Ladevorgänge, aus der der jeweilige Anteil von Solar- und Netzstrom hervorgeht.“

Die Zukunft wird elektrisch
An den Verbesserungen von Antrieb und Batteriesystem wird weltweit geforscht. Bei Siemens und in anderen Firmen arbeitet man zum Beispiel an Motoren, die ganz ohne Seltene Erden auskommen. Und der japanische Konzern Sekisui Chemical entwickelt derzeit eine Batterie, deren Energieaufwand bei der Produktion um 60 Prozent geringer ausfallen soll als bisher üblich.

Außerdem erhöhen sich sukzessive auch die Reichweiten der Energiespeicher, was den Einsatz von Elektroautos in allen Bereichen der Mobilität ermöglichen soll. Die Japaner sprechen von 600 Kilometern, die mit einer Füllung zurücklegbar sein sollen. Bei Tesla sind die Batterien angeblich schon heute für eine Gesamtlaufleistung von 200.000 Kilometern und mehr konzipiert.

Die Infrastruktur muss stimmen
Für mehr Nachhaltigkeit sorgen künftig laut Florian Büngener von Fiat und Jörg Grotendorst von Siemens sogenannte „Smart Grids“ bzw. „Intelligente Stromnetze“. So entwickelte die TU München gemeinsam mit BMW und anderen Partnern ein Energiespeicherhaus in Hallbergmoos bei München. Seit Januar diesen Jahres wohnt eine vierköpfige Familie in dem Gebäude, nutzt die üblichen Elektrogeräte, fährt einen BMW i3 und sorgt via Photovoltaik sowie einem innovativen Speichersystem für Effizienz und Unabhängigkeit.

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Aber das ist nur der Anfang: In nicht allzu ferner Zukunft sollen intelligente Vernetzungen speziell in den wachsenden Metropolen für Nachhaltigkeit sorgen: Denn dann werden nicht nur – wie in Hallbergmoos – Wohnbereich und Fahrzeug, sondern auch alle Orte, an denen sich Menschen aufhalten, miteinander verknüpft: Supermarkt, Fußballstadion, Flughafen, Open Air, Schule oder Unternehmen – man überträgt sich gegenseitig den nicht benötigten Strom, gewinnt ihn bei Bedarf wieder zurück und produziert keine Überkapazitäten (siehe Selbstfahrende Autos).

Elektroautos spielen dabei eine große Rolle, so Jörg Grotendorst: „Sie werden in der Lage sein, Energie nicht nur zu speichern, sondern bei Bedarf an das Smart Grid auch wieder abzugeben. Im Zusammenspiel mit erneuerbaren Energien werden sie so ihr ganzes Potenzial für den Klimaschutz entfalten.“

 

Quelle (Utopia)

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