Elektromobilität: In Zukunft keine Monokultur mehr
Eine Million Elektrofahrzeuge sollen bis 2020 auf deutschen Straßen rollen. Das haben Politiker in den nationalen Entwicklungsplan Elektromobilität(öffnet im neuen Fenster) geschrieben, den sie im August 2009 verabschiedet haben. Geht es nach ihnen, soll Deutschland nicht weniger als der "Leitmarkt Elektromobilität werden und die Führungsrolle von Wissenschaft sowie der Automobil- und Zulieferindustrie behaupten."
Gründe für einen Umstieg auf umweltfreundlichere Antriebe gibt es zwar genug: Verbrennungsmotoren emittieren Kohlendioxid und tragen zur Erderwärmung bei. Die Ölreserven werden knapper und der Kraftstoff immer teurer. Doch normalerweise sind von der Regierung herausgegebene Entwicklungspläne nicht gerade dazu angetan, Begeisterung und den brennenden Wunsch zu wecken, das gesteckte Ziel möglichst vor Ablauf der Frist zu erreichen.
Elektro-Euphorie
Bei der Elektromobilität ist es einmal anders: Von Desinteresse keine Spur, Wirtschaft und Bürger scheinen geradezu in Euphorie für Elektromobilität zu verfallen. Die Hersteller wecken Begehrlichkeiten mit Autos, die praktisch serienreif sind. Dazu gehört etwa das Hybridmodell Ampera, das Opel auf der Internationalen Automobilausstellung in Frankfurt vorgestellt hat, oder der Fluence , den Renault auf der gleichen Messe zeigte. Beide sollen 2011 auf den Markt kommen, der Fluence in Israel und Dänemark im Rahmen der dortigen Elektromobilitätsprojekte des Unternehmens Better Place.
Daimler präsentierte in Frankfurt die auf der B-Klasse basierende Blue-Zero-Serie . Sie besteht aus dem vollelektrischen Modell E-Cell, dem E-Cell Plus, der zusätzlich zum Akku noch einen Dreizylinder-Benzinmotor hat, der als Generator Strom erzeugt, und schließlich dem Modell F-Cell, dessen Elektromotor mit Strom aus einer Brennstoffzelle betrieben wird. Das Brennstoffzellenauto soll 2010 als Kleinserie auf den Markt kommen.
Dabei reichen solche Alltagsfahrzeuge nicht aus, um die Fantasie der Käufer zu beflügeln. Dafür braucht es schon Traumautos wie den Tesla Roadster des US-Herstellers Tesla Motors, der auf dem Chassis des Lotus Elise basiert oder des auf dem Genfer Autosalon vorgestellten Konzeptautos Rinspeed iChange oder des von Audi auf der IAA enthüllten E-Tron . Das weiß auch Daimler-Chef Dieter Zetsche und überraschte die Besucher der Firmenpräsentation in Frankfurt mit der Ankündigung, dass die Stuttgarter ihren neuen Supersportwagen SLS AMG 2013 auch mit Elektroantrieb anbieten werden.
Nichts überstürzen
Angesichts der aktuellen Begeisterung mahnt Holger Hanselka im Interview mit Golem.de zur Geduld. Hanselka ist Leiter des Fraunhofer-Instituts für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit(öffnet im neuen Fenster) (LBF) in Darmstadt und Vorstand des Forums Elektromobilität(öffnet im neuen Fenster) . Er hält es für einen Fehler, ungeduldig auf eine schnelle Markteinführung zu drängen, denn so würden die Unternehmen zu schnellen und unüberlegten Entscheidungen gezwungen. "Pflanzen brauchen Zeit zum Wachsen. Ich kann nicht einen Sonnenblumenkern in den Boden stecken und sagen: Morgen will ich aber eine schöne Sonnenblume haben, sondern ich muss gießen und sie wachsen lassen."
Noch fehlt nämlich einiges, bis Elektroautos Autos mit Verbrennungsmotoren ablösen können. So wie Bertha Benz 1888 auf ihrer legendären Fahrt von Mannheim nach Pforzheim das Benzin unterwegs in der Apotheke kaufen musste, so sind heute die Fahrer von Elektroautos beim Tanken auf Improvisationslösungen angewiesen. Eine flächendeckende Infrastruktur mit Ladestationen gibt es nicht.
Deren Aufbau ist ein teures Unterfangen. Allerdings ist hier schon einiges in Bewegung. In Berlin betreiben gleich zwei Konsortien Pilotprojekte: Vattenfall zusammen mit BMW und RWE mit Daimler . RWE hat die Elektromobilität gleich zum neuen Werbethema erhoben und demonstrierte im Sommer in verschiedenen deutschen Städten Elektromobilität zum Anfassen - mit neuer Werbekampagne, Ladesäulen und dem Tesla Roadster als Blickfang. Überall wo die Roadshow haltmachte, stellte der Energieversorger auch gleich ein paar Ladesäulen(öffnet im neuen Fenster) auf.
Dazu kommen die von der Regierung initiierten Modellregionen, die seit dem Sommer fit gemacht werden für Elektromobilität. Das Interesse war groß: 130 Bewerbungen gingen im Verkehrsministerium ein. Acht Modellregionen(öffnet im neuen Fenster) mit unterschiedlichem Schwerpunkt erhielten den Zuschlag.
Begeisterung weltweit
Auch in anderen Ländern wird fleißig elektrifiziert: Großbritannien hat im Sommer ein Pilotprojekt in acht Städten gestartet. Amsterdam baut eine Infrastruktur mit Ladesäulen auf. In Kalifornien haben die Rabobank und der Solarzellenhersteller Solar City damit begonnen, entlang dem Highway 101 einen Korridor mit Ladestationen einzurichten. So soll es möglich sein, elektrisch von San Francisco über San José und Santa Barbara nach Los Angeles zu fahren.
Sehr umtriebig ist Better Place. Das Unternehmen, das der ehemalige SAP-Manager Shai Agassi gegründet hat, baut Infrastrukturen in Israel , Dänemark, Australien, Kanada sowie in den US-Bundesstaaten Hawaii und Kalifornien auf. Ab Anfang 2010 sollen elektrische Taxis Fahrgäste durch das Zentrum von Tokio kutschieren. Auch Länder wie China, in denen das Auto noch nicht so verbreitet ist, interessieren sich für das Thema .
Standards benötigt
Mit dem Aufstellen von Ladesäulen und Wechselstationen allein ist es jedoch nicht getan. Wenn ein Engländer mit seinem Elektroauto auf den Kontinent reist, sollte er an der Ladesäule nicht vor dem gleichen Problem stehen wie im Hotelzimmer: nämlich feststellen, dass der Anschluss seines Autos nicht zu der Ladesäule in Frankreich oder Deutschland passt.
Auf eine einheitliche Stromversorgung und einen Standardstecker konnten sich die Beteiligten immerhin schon verständigen. Komplizierter wird es, wenn es um das geht, was durch Stecker ausgetauscht werden soll. Denn es reicht ja nicht, dass nur Strom von der Säule ins Auto fließt. Anschließend soll auch Geld vom Fahrer zum Energieversorger fließen, und dafür müssen beide miteinander kommunizieren. Es müssen also Protokolle, Schnittstellen und Abrechnungssysteme entwickelt werden.
Bevor Standards geschaffen werden, die nicht nur in Deutschland, sondern auch in Europa oder möglichst global gültig sind, sollten zuerst verschiedene Konzepte in der Praxis ausprobiert werden, schlägt Hanselka vor. "Dieses Instrument Modellregionen regt dazu an, verschiedene Philosophien oder verschiedene Technologien an verschiedenen Orten auszuprobieren und Erfahrungen zu sammeln." Die Erfahrungen sollten in Standards einfließen, die für alle akzeptabel sind.
Bei der Standardisierung geht es jedoch nicht allein um Elektromobilität. Sie müsse, so der Fraunhofer-Wissenschaftler, in einen größeren Kontext gestellt werden. Schließlich soll der Strom für die sauberen Autos nicht aus Kraftwerken kommen, die mit fossilen Brennstoffen wie Kohle betrieben werden, sondern aus erneuerbaren Quellen wie Sonne oder Wind. Wie diese sich sinnvoll in ein modernes, intelligentes Stromnetz integrieren lassen, soll im Rahmen des von der Regierung angestoßenen Programms E-Energy(öffnet im neuen Fenster) erforscht werden. In sechs Modellregionen, darunter im norddeutschen Cuxhaven , laufen entsprechende Pilotprojekte.
Problem Autoakku
Geduld ist auch bei den Autos gefragt. Auch wenn die Hersteller schon mit Wagen locken, können diese bei Reichweite und Komfort nicht mit den benzingetriebenen mithalten: Der Stopp an der Ladesäule dauert nicht nur einige Minuten wie an der Zapfsäule, sondern kann mehrere Stunden in Anspruch nehmen - und die meisten Autos müssen nach 100 bis 200 km wieder an die Steckdose. Eine Ausnahme sind die Fahrzeuge von Tesla Motors: Der Roadster hat als Energiespeicher knapp 7.000 Zellen von Lithium-Ionen-Akkus unter der Haube, die dem Fahrzeug eine Reichweite von über 300 km ermöglichen. Die Limousine Model S , die ab 2011 in Produktion geht, soll in der größten Ausführung sogar über 450 km weit kommen.
Doch auch das reicht nicht, sind Wissenschaftler um Chandrasekhar Narayan vom IBM Almaden Research Center überzeugt. Damit die Elektroautos nicht nur als Zweitwagen für Stadt- und Pendelfahrten genutzt werden können, sondern auch für längere Ausflüge und Urlaubsfahrten, wollen sie im Rahmen des Battery 500 Projects Akkus mit Reichweiten von 300 bis 500 Meilen, also 480 bis 800 km bauen. Dabei setzen sie auf die noch junge Lithium-Sauerstoff-Technik , die Forscher an der Universität im schottischen St. Andrews entwickelt haben.
Auch Deutschland will im Bereich der Akkus, der derzeit von den asiatischen Ländern dominiert wird, aufholen. Ein Großteil der von der Regierung bereitgestellten Fördergelder für Elektromobilität in Höhe von mehreren hundert Millionen Euro soll deshalb in die Entwicklung leistungsfähiger und sicherer Akkus fließen .
Tauschen statt Laden
Ein besonderes Konzept, um trotz beschränkter Reichweite mit Elektroautos Überlandfahrten machen zu können, verfolgt Better Place. Das Geschäftsmodell ähnelt dem eines Mobilfunkanbieters: Der Kunde schließt ein Abonnement für eine bestimmte Kilometerzahl im Monat ab. Der Akku bleibt Eigentum des Anbieters. Dafür erhält der Kunde das Auto zu einem vergünstigten Preis. Eine Demonstrationsanlage hat Better Place im Frühjahr im japanischen Yokohama vorgestellt. In der Hauptstadt Tokio soll in Kürze eine Wechselstation in Betrieb genommen werden, an der Elektrotaxis ihre Akkus tauschen können.
Die Studie eines US-Wissenschaftlers räumt dem System der Wechselakkus große Chancen ein. Weil die Akkus relativ teuer sind, treiben sie die Kosten für Elektroautos in die Höhe. Über ein kilometerbasiertes Abrechnungsmodell könne der Preis so gesenkt werden, dass das Elektroauto im Anschaffungspreis günstiger sei als eines mit Verbrennungsmotor, resümiert der Wirtschaftswissenschaftler Thomas Becker.
Kritiker wie Paolo Tumminelli halten hingegen wenig von der Idee, die Stromspeicher auszuwechseln. "Der Akku ist eine hochwertige und sensible Komponente des Automobilbaus. Seine Qualität spielt für die Leistung des Elektroautos eine wahrnehmbare Rolle" , sagte der Designer, der die Markenentwicklung des Schweizer Elektroautos Mindset übernommen hat, im Interview mit Golem.de . "Es ist fraglich, ob ein Fahrer bereit ist, einen so wichtigen Bestandteil seines Autos mit anderen zu tauschen."
Löchrige Infrastruktur, fehlende Protokolle, schwache Akkus - ist das Ziel, dass in zehn Jahren eine Million Elektrofahrzeuge auf Deutschlands Straßen kurven, überhaupt erreichbar? Hanselka ist optimistisch. Entscheidend sei, dass die Kunden die Autos auch kaufen wollen. "Wenn die auf das Thema nicht anspringen und kein Bedarf geweckt wird, dann wird das Ziel nicht erreicht. Wenn aber der Bedarf da ist, dann kann man die Zahl auch übererfüllen." Die aktuelle Begeisterung für das Thema ist da sicher eine gute Voraussetzung.
Die Aussicht für 2010
Bis Ende des Jahres sollten, so Hanselka, die Pilotprojekte immerhin so weit sein, dass Elektromobilität sichtbar und erlebbar ist. Wer eine der acht Modellregionen besucht, sollte also Ladesäulen im Straßenbild entdecken, wie es heute in Berlin beispielsweise in den Straßen um den Kurfürstendamm der Fall ist. Er sollte ein Elektroauto mieten und ausprobieren können, wie sich elektrisches Fahren anfühlt.
Auch die ersten Autos werden im diesem Jahr erhältlich, ist Hanselka überzeugt - wenn auch nicht unbedingt als vollelektrisches Fahrzeug, sondern Autos mit einem Range Extender wie der E-Cell Plus. "Damit kann man auch in nicht erschlossenen Gegenden fahren. Was nutzt schließlich ein Auto, das man nur in bestimmten Regionen fahren kann?"
Hanselka glaubt aber ohnehin nicht, dass der Elektromotor allein der Antrieb der Zukunft sein wird. Er geht davon aus, dass künftig Autos mit den unterschiedlichsten Antrieben unterwegs sein werden: Hybridfahrzeuge und Elektroautos, wasserstoffbetriebene und Autos mit Verbrennungsmotoren, die mit Biokraftstoffen laufen. "Eine Monokultur, wie wir sie heute mit den Benzin- und Dieselantrieben haben, wird es in Zukunft nicht mehr geben."