Donnerstag, 3. Juni 2010

Der Hype um Elektroautos

Derzeit werden Elektroautos als die Zukunftstechnologie für CO2-freie oder zumindest CO2-arme Mobilitätstechnik gehandelt. Ich sehe nicht, welche Probleme Elektroautos lösen können:

These 1: Elektroautos nutzen Primärengerie nicht effizienter als herkömmliche Autos

Die Effizienz eines Otto- bzw. Dieselmotors liegt bei ca. 35% bzw. 45%. Ein Elektromotor hat eine Effizienz von 95%. Das klingt vielversprechend.


Allerdings wird der dafür benötigte Strom heute überwiegend in Kohle oder Atomkraftwerken mit einem Wirkungsgrad von höchstens 50% erzeugt. Hinzu kommen noch Verluste durch Übertragung und Speicherung in Batterien, so dass ein Elektroauto bestensfalls auf den Gesamtwirkungsgrad von 30%-40% kommt, den auch schon herkömmliche Autos erreichen.

Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Wirkungsgrad

Da weder die Batterie noch der Elektromotor nennenswerte Mengen Wärme abgeben, muss in der kalten Jahreszeit (Herbst-Winter-Frühling) gespeicherter Strom in Heizwärme für den Fahrgastraum umgewandelt werden. Damit halbiert sich die Reichweite bzw. die Effizienz des Autos zusätzlich.

Das ist das eigentlich absurde: Zunächst wird der Strom in Großkraftwerken erzeugt, die 50% Abwärme in die Umwelt geben und nach vielen komplexen und teuren Übertragungs- und Speicherverfahren wir mit dem gespeicherten Strom im Auto der Fahrgastraum geheizt.

These 2: Es ist nicht sinnvoll Strom aus erneuerbaren Energien für Elektroautos zu verwenden

Der deutsche Strommix besteht zu rund 50% aus Kohle und Gas, 25% Atom und weniger 20% regenerative Energien (http://www.verivox.de/ratgeber/der-strommix-in-deutschland-42056.aspx). Den gleichen Strommix verwendet die Bahn.

Um die Umwelt zu entlasten ist es sinnvoll den Anteil der erneuerbaren Energien möglichst schnell in Richtung 100% auszubauen. Dies halten viele (und ich auch) bis 2050 für machbar. Die Bundesregierung hält dies nicht für machbar bzw. bezahlbar.

Solange jedoch die Verbraucher, die über bereits existierende Stromnetze angebunden sind nur zu einem sehr geringen Anteil mit erneuerbaren Energien versorgt werden können macht es wenig Sinn mobile Verbraucher wie das Elektoauto mit Öko-Strom zu versorgen.

Daher sollten Steuergelder und Technologien erst einmal in den Ausbau der erneuerbaren Energien fließen um Haushalte, Industrie, Gewerbe und die Bahn mit Öko-Strom zu versorgen. Wenn dieses Ziel 2050 vielleicht erreicht ist, macht es Sinn sich über die Öko-Strom-Versorgung von Elektoautos Gedanken zu machen.

These 3: Elektroautos eignen sich nicht für Speicher zur Stabilisierung der Stromnetze

Eine viel diskutierte Idee besteht darin, die schwankende Stromerzeugung von Wind und Solar durch die Batterien der Elektroautos zu verstetigen. Dabei sollen Millionen von Elektroautos als virtuelle Großbatterie Strom aufnehmen, wenn zu viel Angebot vorhanden ist und diesen wieder ins Netz speichern, wenn die Nachfrage das Angebot übersteigt.

Die Idee hat gleich mehrere Haken. Die Stabilisierung der Stromnetze ist Aufgabe der Netzbetreiber und Energieversorger. Diese haben jedoch keinen garantierten Zugriff auf die Batterien der Autos, wenn sie diesen benötigen.

Der Autonutzer wäre im übrigen ziemlich verärgert, wenn er spontan losfahren möchte aber dann feststellt, dass sein Energieversorger gerade seine Batterie entleert hat. Bei Ladezeiten von mehreren Stunden und den ohnehin nur geringen Reichweiten der Elektroautos hat niemand Interesse daran, dass der Energieversorger die Batterie ungehindert leert. Hinzu kommt, das Über-/Unterangebote sich über Tage und Wochen hinweg ziehen können.

Die Antwort auf dieses Problem dürfte daher der Ersatz von Großkraftwerken durch flexibel steuerbare Blockheizkraftwerke (siehe z.B. Lichtblick-Schwarmstrom) in Kombination mit der angebotsabhängigen Steuerung von Verbrauchern sein.

These 4: Das Elektroauto wird auf lange Zeit nur für spezielle Nutzungsszenarien wettbewerbsfähig sein

Die großen Probleme der Elektroautos für den Nutzer sind

  • sehr hohen Kosten der Batterien
  • geringe Reichweiten
  • lange Ladezeiten
  • geringe Batterielebensdauer
Technologisch wird sich da vielleicht noch viel entwickeln. Aber wollen wir denn wirklich entlang der Straßen der Wohngebiete, an Parkplätzen, Einkaufsmärkten etc. alle 5 Meter Ladestationen aufstellen? Oder wollen wir von Tankstelle zu Tankstelle fahren um zu fragen, ob gerade vollgeladene Austauschbatterien verfügbar sind?

These 5: Elektroautos sind nicht aus Umweltliebe sondern aus Verzweifelung auf dem Plan

Wenn Elektroautos derzeit wenig sinn machen, warum begeistern sich so viele dafür?

Angenommen, in den nächsten 20 Jahren wird Bezin richtig teuer, weil die Nachfrage weiter steigt und zugleich die Öl-Förderung einbricht. In diesem Fall wären marktreife Elektroautos die Rettung um weiterhin tonnenschwere und schnelle Autos mit hoher Jahreskilometerleistung über die Straßen zu jagen. Wir hätten zwar aufgrund der Batterietechnik deutliche Komforteinschränkungen (siehe These 4), aber wir könnten weiterhin mit billigem Kohlestrom Autofahren. Kohle ist für die nächsten 200 Jahre weltweit verfügbar und kann, wenn einem das Klima egal ist weiterhin in großen Mengen verbrannt werden.

Ich vermute daher, dass es beim Elektroauto um die Umstellung der Energieversorgung der Autos von Bezin/Diesel auf Kohle/Atom geht. Erst ab 2050 würde eine Umstellung auf erneuerbare Energien Sinn machen (siehe oben).

These 6: Hybridautos sind die ökologische Zukunft

Autos mit Hybridantrieb weisen nicht die Probleme der Elektroautos auf und bringen zugleich einen höheren Nutzen:

  • Die Energie wird an Bord erzeugt. Ladestationen und Reichweitenprobleme bestehen nicht
  • Es wird eine ca. 20% höhere Effizienz als bei Bezin/Dieselmotoren erreicht (und damit auch 20% besser als Elektroautos)
  • Geringe Batteriekosten, da diese sehr viel kleiner ausfallen
  • Abgasfreies und geräuscharmes Fahren in den Innenstädten wie beim Elektroauto
  • Neben Fortbewegungsenergie entsteht als Abfallprodukt auch viel Wärme, welche für das Heizen des Fahrgastraumes in der kalten Jahreszeit benötigt wird.
  • heute schon zu wettbewerbsfähigen Preisen erhältlich

Kommentare:

  1. Hallo Klaus,

    du hast glaube ich gleich zwei Naegel auf den Kopf getroffen:

    1. sind Elektro Autos fragwuerdig
    2. gibt es eine Menge Verwirrung welche Konzepte es gibt und welche relativen Vor-/Nachteile sie haben

    Zu 2. koennte ich sofort einen weiteren Artikel sehen :).

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  2. In dem Artikel geht es eher um eine technologische Betrachtung.
    Interessanter Kommentar von einem Freund, zu einer Prognose der Entwicklung:

    Was mir fehlt, bzw. so wie ich die Zukunft sehe, wird es keine Weltweit einheitliche Lösung geben.

    In armen Ländern, die viel Anbaufläche haben wie Brasilien, in denen ja
    heute schon ein Grossteil der Fahrzeuge mit Bio-Treibstoff fahren, wird sich dieser Trend fortsetzen.

    In reichen Ländern, die wenig Anbaufläche haben, wird sich die
    Stromerzeugung in Richtung erneuerbare Energien fortsetzen mit der
    Konsequenz, dass sich dort Elektro-Fahrzeuge durchsetzen werden.

    Was dann Länder machen die heute sehr viel Öl oder Gas haben wie die
    arabischen Länder oder Russland, lässt sich schwer voraus sagen. Da mit
    Einführung dieser altenativen Antriebe wird die Nachfrage nach Öl weiter zurückgehen und der Preis für Rohoel wird fallen (sie ist in den letzten Jahren schon stark zurück gegenegen und hat den Preis für Rohöl gedrückt).
    Es könnte sein, dass dann solche Länder noch sehr lange mit Benzin/Diesel fahren werden.

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