Wenn wir uns heute mit Mobilitätskonzepten für die Zukunft beschäftigen, so scheint es einen breiten gesellschaftlichen Konsens zu geben, dass das Elektroauto diese Zukunft maßgeblich bestimmen wird. Fragt man etwas genauer nach, so ergeben sich recht einfache Vorstellungen: Der Verbrennungsmotor wird durch eine elektrische Maschine ersetzt, der Treibstoff im Tank durch eine geladene Batterie – alles andere kann im Wesentlichen so bleiben. Ist das wirklich so? Diese Frage stellt sich Prof. Dr. Peter Neugebauer, Leiter des Steinbeis-Transferzentrums Automotive Testing.
Mit diesen zu einfachen Vorstellungen unterschätzen wir den tiefgreifenden Wandel in unserer gesellschaftlichen, natürlichen und technischen Umwelt, den ein Umstieg auf Elektromobilität mit sich bringt, anders gesagt: Zukünftige Mobilität ist bei weitem nicht nur eine Frage der Technik. Es müssen noch weitere Herausforderungen gemeistert werden: Energiespeicher, urbane Infrastruktur sowie Kosten und Folgekosten.
Während sich Ingenieure aus dem Maschinen- und Automobilbau überwiegend einig sind, dass das Antriebsaggregat der Zukunft der Elektromotor ist, ist die Frage nach dem Energiespeicher offen. Grund dafür ist, dass fossile Energieträger eine bis heute unübertroffene Energiedichte aufweisen: Fossile Energieträger speichern mehr als zehnmal so viel Energie wie die besten Batterien. Um diesen Vorsprung aufzuholen, bedarf es auf Seiten der Batterieforschung nicht nur gradueller Verbesserungen, sondern substanzieller, neuer Techniken.
Es muss daher davon ausgegangen werden, dass sich in nächster Zeit vor allem Hybrid-Fahrzeuge durchsetzen werden, die zum Antrieb der Räder Elektromotoren verwenden, deren Energiespeicher aber konventionell bleibt. Als wichtiger Energieträger bietet sich Wasserstoff an, dessen Speicherung im Fahrzeug aber recht aufwendig ist. Gerade bei weitreichender Nutzung sogenannter „erneuerbarer“ Energien rücken Techniken in den Fokus, elektrolytisch gewonnenen Wasserstoff beispielsweise in Methan – einen Hauptbestandteil des Erdgases – umzuwandeln. Die Wirkungsgradkette ist dabei derzeit noch schlecht, wird aber durch die praktisch unbegrenzte Verfügbarkeit von Sonnen- und Windenergie aufgewogen.
In Deutschland gibt es derzeit rund 14.000 konventionelle Tankstellen. Für Wasserstoff sind weniger als 100 Tankstellen vorhanden, im Bau oder geplant. Auch ein flächendeckendes Netz von „Strom-Tankstellen“ ist nicht in Sicht. Während sich im europäischen Rahmen zumindest die Standardisierung des Lade-Steckers für Elektromobile abzeichnet, ist die Technik des induktiven (berührungslosen) Ladens mittlerweile nahezu serienreif und erlaubt ähnlich gute Wirkungsgrade wie das Laden über einen Stecker. Immer wieder werden batteriebetriebene Fahrzeuge selber als Energiespeicher in Spitzenzeiten ins Gespräch gebracht. Bedacht werden muss hierbei, dass unsere Stromnetze für die Verteilung der Energie von einem zentralen Erzeuger zum (dezentralen) Verbraucher konzipiert sind – und nicht umgekehrt. Der Aufbau sogenannter „Smart Grids“ ist vor diesem Hintergrund heute in jedem Fall Zukunftsmusik. Sowohl die technischen Neuerungen als auch der flächendeckende Umbau unserer Infrastruktur ist mit hohen Kosten verbunden. So schätzt der Automobilzulieferer Bosch, dass die Kosten eines Elektromobils etwa anderthalb mal so hoch sein werden wie die Kosten eines konventionellen PKW. Die nötige Infrastruktur wird umfangreiche Erdarbeiten bedingen und unseren Städten für lange Zeit immer wieder neue Baustellen bescheren. Zumindest beim Fahrzeugbesitz zeichnet sich aber längst eine Trendwende ab: Immer weniger junge Menschen besitzen ein eigenes Auto und setzen auf Nahverkehrs- und Car-Sharing-Konzepte. Vielleicht wird ja Mobilität in Zukunft ein eigenes Produkt, so dass wir die Beförderung von A nach B kaufen können, so wie wir heute schon eine Reise übers Internet buchen.
Professor Dr. Peter Neugebauer ist Leiter des Steinbeis-Transferzentrums Automotive Testing an der Hochschule Karlsruhe. Das Angebot des Unternehmens umfasst den Aufbau und Betrieb von HiL-Prüfständen, die Auslegung und Erstellung von Diagnose- Systemen sowie die Erstellung von Steuergeräte-Software, Prüfroutinen und Programmen für Steuergeräte.
Professor Dr. Peter Neugebauer
Steinbeis-Transferzentrum Automotive Testing (Reutlingen)