E-Mobilität – Dinge die ihnen vielleicht noch nicht bekannt sind

By 17. Februar 2020Elektro, Energie, News
E-Mobilität

Damals

Die Geburtsstunde der Elektromobilität ist ganz eng mit dem Namen Michael Faraday verbunden. Bekannt ist dieser Mann durch den faradayschen Käfig. Dieser schützt sie zum Beispiel in ihrem Auto oder im Flugzeug, falls ein Blitz einschlägt. Mit seiner Forschung schaffte Faraday die Grundlagen für die Elektromobilität. Er stellte mittels Elektromagnetismus eine dauerhafte Rotation her.

Das Elektroauto ist fast 200 Jahre alt. Ja sie haben richtig gelesen. 200 Jahre. Zumindest deuten verschiedene Quellen darauf hin. Robert Anderson aus Schottland soll der erste gewesen sein, der ein Elektrofahrzeug mit wiederaufladbarer Batterie gebaut hat. Dies wird auf die Jahre zwischen 1832 und 1839 datiert. Hier spricht man jedoch noch nicht von einem Auto, eher von einem elektrischen Karren. Später erprobte der Schotte Robert Davidson ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug auf der Schiene. Dies fuhr allerdings nur 4 mph, also circa 6,5 km/h. Die durchschnittliche Laufgeschwindigkeit liegt bei circa 5,5 km/h. Das offiziell erste anerkannte Elektrofahrzeug wird im Jahr 1881 M.Gustave Trouvé aus Paris zugeschrieben. Es war mit Bleiakkumulatoren ausgestattet, entwickelt von seinem Landsmann Gaston Planté. Die Geschwindigkeit betrug 12km/h und die Reichweite circa 14 – 26 Kilometer.

Nach den Karren und Fahrzeugen wird das erste Elektroauto auf das Jahr 1888 beziffert. Es kommt von der Coburger Maschinenfabrik A. Flocken und man vermutet, dass es sich hier um das erste vierrädrige Elektroauto weltweit handelt.

Die Zeit der Elektromobilität war schon einmal weit fortgeschritten. Um das Jahr 1900 fuhren in den Vereinigten Staaten schon 34.000 elektrisch betriebene Wagen durch das Land. Die Reichweite wird hier schon sehr beeindruckend mit 100 km/h und mehr dokumentiert. Zwischen 1896 und 1939 gab es weltweit 565 Hersteller von elektrischen Fahrzeugen. In Deutschland waren dies Siemens, Hercules, die Fahrzeugfabriken Eisenach und Kühlstein. Ford war Spitzenreiter in dieser Zeit und baute mehr Elektroautos als alle anderen zusammen. Auch die Geschwindigkeit änderte sich rasant. Der Belgier Camille Jenatzy kann von sich behaupten, der erste Mensch zu sein, der über 100 km/h gefahren ist. Dies geschah 1899 mit einem E-Auto. Das Interesse ging allerdings verloren mit der Geburtsstunde des Benzinmotors, 47 Jahre nach der Entwicklung der E-Mobilität. Sie verschwand weitestgehend bis auf Fahrzeuge, welche ihre Energie aus Oberleitungen ziehen können.  Dazu gehören die Elektrolokomotive, Oberleitungsbusse und Strassenbahnen.

Heute

Mit dem steigenden Bewusstsein für unsere Umwelt, der prognostizierte Klimawandel, einhergehend mit der Verknappung von fossilen Ressourcen, bringt man das Elektroauto wieder in den Mittelpunkt. Wann ein Auto ein reines Elektroauto ist, wird vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit wie folgt definiert:

Reines Elektroauto (BEV) 

Reine Elektrofahrzeuge sind ausschließlich mit einem Elektromotor ausgestattet und erhalten ihre Energie aus einer Batterie im Fahrzeug, die ihrerseits über das Stromnetz aufgeladen wird. Die Batterie kann zurückgewonnene Bremsenergie speichern (Rekuperation). Da Fahrzeuge mit rein elektrischem Antrieb im Englischen “Batterie Electric Vehicle” genannt werden, hat sich mittlerweile auch im Deutschen die Abkürzung BEV eingebürgert.

Durch Ölkrisen und das Umdenken in Bezug auf die Umwelt, begann man wieder, wenn auch sehr spät, Konzepte für E-Autos zu entwickeln. In Deutschland versuchte sich BMW 1991 mit dem E1, stellte dieses Projekt jedoch wieder ein. Die Akku-Technologie war hauptsächlich für den Gebrauch in Handys und Notebooks entwickelt worden. 

Ein Schweizer Unternehmer, Nicolas Hayek, Gründer von der Swatch Group, probierte es ebenfalls in Kooperation mit Volkswagen. Dies verlief nach Produktionsabsage jedoch im Sand. 

Reichweite

Die Reichweite ist derzeit noch nicht das, was man von einem Auto erwartet. Tesla ist wie zu erwarten der Spitzenreiter, mit circa 450 km. Danach kommt ein Kia e-Nero mit 429 km. Der erste deutsche Mitbewerber befindet sich mit dem Audi e-tron 55 gerade mal auf Platz 7 mit 365 km, gefolgt von Opel. BMW reiht sich auf Platz 10 ein. 

Ladestecker/Ladedauer

Ja welcher soll es denn sein? Mal wieder schafft es die Industrie nicht, zusammenzuarbeiten und sich auf einen Stecker zu einigen. Dies könnte die Verbreitung wohl etwas beschleunigen, so zumindest der Gedanke. In Deutschland und Europa ist der Typ 2 Stecker der Standart. Ausgenommen Frankreich und Italien. Sie brauchen ihren eigenen Typ 3A/C Stecker. Es gibt mehr als fünf verschiedene Stecker-Typen. Somit ist eine Reise mal eben quer durch den und die Kontinente wohl eher mit Problemen behaftet. Zusätzlich gibt es über weite Strecken nicht genügend Ladesäulen. 

In Nordhorn würde bei 1.000 E-Autos eine Leistung von 22.000 kWh gebraucht. Allerdings sind die Leistungsnetze hierfür gar nicht ausgestattet.

Die Ladedauer variiert je nach Typ und Batteriegrösse. Zusätzlich ist entscheidend wo sie laden. Ist es an der gewöhnlichen Haushaltssteckdose oder via Gleichstrom, wofür sie natürlich einen anderen Stecker benötigen. Die Ladezeit liegt hier zwischen 30 min und 14 Stunden. Für die heutigen Batterien geht man davon aus, daß mit 2000 kompletten Ladezyklen und einer Reichweite von 150 km pro Ladung eine Betriebsleistung von 300.000 km erreicht wird.

Umwelt & Co

Das Elektroauto ist grundsätzlich eine gute Sache, zumindest die Grundidee. Allerdings ist die Forschung und Entwicklung noch nicht so weit fortgeschritten. Auf einigen Feldern muss noch viel überdacht und getan werden. Zudem hat das E-Auto natürlich auch eine CO2 Bilanz. Die fängt bei der Herstellung bereits an. Hier speziell der Akku-Batterie. Durch die Aufbereitung der Rohstoffe und die Fertigung der Batteriezellen entstehen rund 85% des Energieaufwandes und der Treibhausgasemissionen. Die meisten genutzten Batterien sind mit über 90% Lithium-Ionen-Batterien. Lithium hat einen Anteil von 0,006% in der Erdkruste. Die grössten Vorkommen sind in Australien mit 40%. Der Rest verteilt sich auf Bolivien, Argentinien und Chile. Die grösste „Mine“ sozusagen oder das grösste Unternehmen zum Lithium-Abbau in Chile benötigt für den Abbau Wasser, welches aus dem Grundwasser in 100 m Tiefe gepumpt wird. Es wird benötigt, um das Lithium auszuwaschen. Dazu hat nur dieses Unternehmen allein 340 Becken, welche sich über eine Fläche von 44 km2 erstrecken und die sogar aus dem Weltall sichtbar sind. So wird es in einem Beitrag von „Galileo“ berichtet. Zum Auswaschen des  Lithiums werden 21 Millionen Liter benötigt – pro Tag wohlgemerkt. In dem Auswaschungsprozess, der circa 15 Monate dauert bekommt man dann eine 6%ige Lithiumlösung. Das dies nicht ohne Wirkung auf die Umwelt ist, sollte wohl zweifellos klar sein. Von den einst 5000 Flamingos in der Atacama Wüste sind nicht mehr viele vorhanden, um nur ein Beispiel von vielen zu nennen. Und natürlich nicht zuletzt die Menschen, welche in diesen Gebieten arbeiten oder indigene Völker wie die Atacameño. Es wird geschätzt, dass die Automobilindustrie bis ins Jahr 2030 circa 240.000 Tonnen benötigt und dies jedes Jahr. Ungefähr 10 Kilogramm pro Autobatterie. Wieviel Wasser man benötigt, um die 10 kg zu extrahieren, können Sie sicherlich selbst ausrechnen. Mit Kobalt, der ebenfalls benötigt wird und der es auf eine jährliche Abbauleistung von 7,5 Tonnen schafft, sieht es nicht besser aus. 

Trotz dieser imposanten Zahlen gibt es etwas, dass Sie wissen sollten: Lithium ist fast zu 100% recycelbar. Genauso wie Kobalt. Allerdings ist es heute fünfmal billiger diese Rohstoffe abzubauen, als sie zu recyceln. Somit fehlt der Industrie derzeit noch ein Anreiz zur Wiederverwertung. 

Das E-Auto steckt noch in den Kinderschuhen. Leider haben wir es verpasst, es von Anfang an weiter zu entwickeln. Somit fehlen uns natürlich entscheidende Jahre. Es gibt im Bereich der Forschung noch viel zu erledigen. Auch wenn das E-Auto abgasfrei fährt, wirbelt es dennoch eine ganze Menge Staub auf. Andere Technologien sollten wir ebenfalls im Auge behalten, alles mit einem rationalen Blick auf die Fakten, ohne Schönfärberei. Es ist an der Zeit gute Ideen zu Ende zu denken, langfristiger zu planen und zusammen ein Bewusstsein für unsere gemeinsame Zukunft zu entwickeln. 

Das E-Auto wird es, wie in den Science Fiction Movies, wohl geben, davon ist auszugehen. Vielleicht wird es aber auch mit Wasserstoff angetrieben;-)

Ihr Team von
Elektro Koelmann

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