Titel 2/2011

Entscheidend für den Erfolg von Elektroautos wird die Batterie sein. Die Akkus müssen in kurzer Zeit möglichst viel Energie speichern, sie müssen den Sicherheitsanforderungen des Straßenverkehrs genügen und sollen möglichst so lange halten wie das Auto selbst.

Nach heutigem Stand garantieren Lithium-Ionen-Akkus die höchste Energiedichte. Sie wurden ursprünglich für Mobiltelefone und Digitalkameras entwickelt. Auch dort laufen sie nicht immer problemlos. Batterien, die heute in Autos eingebaut werden, können in Brand geraten. Außerdem ist ihre Leistungskraft zu schwach. Die Akkus werden zu groß, zu schwer und vor allem zu teuer.

Als Problem kommt im Alltagsbetrieb ihre Anfälligkeit gegen Temperaturschwankungen hinzu. Akkus arbeiten am besten bei Temperaturen zwischen 15 und 40 Grad. Frost und Hitze fressen Energie. Viel Strom kostet auch starke Beschleunigung, genauso wie das Zuschalten von Heizung und Klimaanlage. Auf Schnickschnack wie elektrische Fensterheber oder beheizbare Scheiben verzichten Elektroautobesitzer am besten ganz.

Reine E-Autos, die die Autokonzerne in diesem oder im nächs­ten Jahr auf den Markt bringen wollen, sollen Reichweiten von 100 bis 170 Kilometer haben und mit Höchstgeschwindigkeiten von 130 km/h fahren können. Die Aufladezeiten der Akkus geben die Hersteller mit sechs bis acht Stunden an. Alle Angaben gelten für Optimalbedingungen. Heizt man mit dem Elektroauto bei Minusgraden über die Autobahn, kommt man sicher keine 60 Kilometer weit.

Mögliche Lösung aus der Batteriefalle

Die Stromspeicher wiegen etwa 200 Kilogramm und kosten um die 12.000 Euro. Langlebigere Akkus, die ungefähr zehn Jahre halten und nicht mehr in Brand geraten können, befinden sich noch im Stadium der Forschung und Erprobung.

Als Lösung aus der Batteriefalle sehen Forscher die REEV-Technologie. REEV steht für Range Extended Electric Vehicle. Solche Fahrzeuge haben einen Verbrennungsmotor, der immer gleichmäßig im optimalen Drehzahlbereich arbeitet. Er treibt einen Generator an, der elektrische Energie liefert. Diese geht in die Batterie oder direkt in den Antrieb. Der Fahrzeugantrieb selbst funktioniert rein elektrisch. Nachts oder beim Rumstehen kommt das Auto dann zusätzlich an die Steckdose.

Fahrzeuge mit diesem Antrieb verbrauchen nach Schätzungen ein Drittel bis zur Hälfte weniger Energie als Autos mit Verbrennungsmotor. Sie haben den Vorteil, das man mit ihnen nicht plötzlich liegen bleibt, weil neben dem Elektroantrieb der Dieselmotor mit an Bord ist und Energie liefert.

Wie reine Elektroautos wären auch die REEVs optimal für die täglichen Reichweiten von bis zu 60 Kilometern geeignet – man könnte mit ihnen aber auch, Diesel sei Dank, von der Nordsee in die Alpen fahren.

Uta Linnert

„Die machen da was mit Wasserstoff, und dann können wir problemlos Autofahren bis ans Ende aller Zeiten”, so lautet ein ebenso verbreiteter wie naiver Zukunftsglaube. Daimler beispielsweise setzt unter anderem auf den Brennstoffzellen-Antrieb mit Wasserstoff. Doch: Es geht hier nicht um Wasser, sondern um Wasserstoff. Und der kommt auf der Erde in Reinform nicht vor.

Es gibt zwei gängige Wege, reinen Wasserstoff zu gewinnen. Der erste ist die sogenannte Dampfreformierung. Hier wird Wasserstoff aus Erdgas oder anderen Kohlenwasserstoffen abgespalten. Der Schönheitsfehler: Bei dieser Methode entsteht soviel CO₂ wie bei der direkten Verbrennung von Erdgas.

Das zweite Verfahren ist die Elektrolyse: Unter dem Einsatz von Strom wird aus Wasser Wasserstoff gewonnen. Die entscheidende Frage dabei: Welcher Strom kommt aus der Steckdose? Nur wenn er vollkommen regenerativ erzeugt wäre, wäre der mobile Einsatz von Wasserstoff sinnvoll.

Mit dem Wasserstoff im Autotank würde in einer Brennstoffzelle Strom erzeugt, der wiederum einen Elektromotor antreibt. Dabei werden zwei weitere Probleme offenbar: Wasserstoff kann nur unter hohem Druck von mehreren hundert Bar in einen Tank gepresst werden. Auch wenn einige Wissenschaftler inzwischen behaupten, die Tanks seien dicht und das Explosionsrisiko sei beherrschbar, bleibt die Aufgabe, den Stoff bereitzustellen. Eine Wasserstoffinfrastruktur müsste mit Milliardenaufwand neu aufgebaut werden.

Ach ja, und dann sind da noch die Kosten für das Auto. Die liegen trotz beachtlicher Fortschritte immer noch doppelt bis dreimal so hoch wie für ein fossil betriebenes Fahrzeug.

Michael Adler