E-Mobilität Seeland

Der Anschaffungspreis eines Elektroautos ist aktuell (2019/2020) noch höher als der eines vergleichbaren Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor. Dies wird sich jedoch ändern, sobald genügend Stückzahlen produziert und verkauft werden. DieBetriebskosten sind deutlich tiefer. Strom ist billiger als andere Treibstoffe, zusätzlich braucht ein Elektroauto weniger Wartung, da viel weniger Teile verbaut sind. So muss z.B. nur Bremsflüssigkeit ersetzt werden. Die Bremsbeläge halten viel länger, da zu 90% elektrisch gebremst werden kann. Dabei wird Energie zurückgewonnen, was bei einem Verbrenner nicht und bei einem Hybriden nur teilweise möglich ist. 

Dazu ein Video „Hype oder Revolution, von Prof. Dr. Markus Lienkamp, ifo Institut Leibniz, Lehrstuhl für Fahrzeugtechnik, Technische Universität München” 

Die Reichweite eines Elektroautos sollte nicht mit der eines Autos mit Verbrennungsmotor verglichen werden. Die erste Frage, die man sich stellen muss: wofür wird das Auto hauptsächlich verwendet? Statistiken belegen, dass die durchschnittliche tägliche Fahrstrecke in der Schweiz hin und zurück nur 38km beträgt. In der Praxis hat sich gezeigt, dass eine Reichweite von ca. 350km ausreicht, um auch Langstrecken zu bewältigen. Das Laden einer grösseren Batterie dauert länger, das Auto ist schwerer und der Stromverbrauch ist sowohl beim Fahren wie auch beim Laden höher.

Im Gegensatz zu Autos mit Verbrennungsmotor wird ein Elektroauto immer dann geladen, wenn es abgestellt wird, also meist zu Hause oder auf der Arbeit, im Restaurant, auf der Raststätte etc. Autos sind ganz allgemein 90% ihrer Lebenszeit abgestellt und fahren nicht.

Bereits nach 30 Minuten ist bei Schnellladestationen genügend Strom für die Weiterreise verfügbar. Ist man unterwegs, wird nur zu 80-90% geladen. Über Nacht braucht es dann gar nicht so grosse Ladekapazitäten, weil genügend Zeit zum Laden vorhanden ist, selbst wenn auf 100% geladen wird.

Es muss aber noch sichergestellt werden, dass in Zukunft auch in privaten Einstellhallen und am Arbeitsplatz geladen werden kann. Hier ist die Politik mit entsprechenden Gesetzen und einer Anschubfinanzierungen gefragt. Bei der öffentlichenLadeinfrastruktur müssen die Ladepreise zudem deutlich sinken.

Ein Video dazu von „Prof. Stefan Bratzel, zum Stand der Elektromobilität” 

Wasserstoff-Autos sind auch Elektroautos, die zum Anfahren und Beschleunigen ebenfalls eine Batterie benötigen. Mit einer Brennstoffzelle wird aus Wasserstoff im Fahrzeug Strom hergestellt. Damit wird auch die Batterie geladen. Die Brennstoffzelle liefert nicht für alle Situationen genügend Energie. Die Energie-Rückgewinnung ist zudem gegenüber einem reinen Batterie-Auto deutlich kleiner, da die Pufferbatterie eine viel geringere Kapazität aufweist.

Für die Produktion von Wasserstoff wird Strom benötigt, der Wasserstoff erzeugt dann im Fahrzeug wieder Strom. Diese zweifache Umwandlung von Energieträgern verursacht hohe Verluste. Zudem muss Wasserstoff an die Tankstellen transportiert werden. Wegen der Flüchtigkeit von Wasserstoff und des notwendigen hohen Drucks von 700 Bar kann dies nicht über Pipelines erfolgen. Der Wirkungsgrad sinkt auf ca. 30%. Wasserstoffautos sind damit in der Energiebilanz nicht viel besser als Dieselfahrzeuge. Als stationärer Energiespeicher oder für Lastwagen kann Wasserstoff aber Sinn machen.Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Nullam porttitor augue a turpis porttitor maximus. Nulla luctus elementum felis, sit amet condimentum lectus rutrum eget.

Der Wirkungsgrad eines Batterie-Elektroautos beträgt bis 90%. Mit Wasserstoff-Antrieb würde also mindestens 30-40% mehr Strom benötigt. Im weiteren müssten Millionen in die Infrastruktur investiert werden. Wasserstoff eignet sich hingegen hervorragend, um den Sommer-Stromüberschuss der Solaranlagen in den Winter zu übertragen, wo dann mit Gaskraftwerken CO2 neutral Strom produziert werden kann. Diese Technologie nennt sich „Power to Gas” 

Das wirtschaftliche Solarpotential für Strom von Dächern beträgt in der Schweiz mit heutigen Solar-Panels 30TWh. Das gesellschaftliche Potential, also ohne Berücksichtigung des wirtschaftlichen Nutzens, sogar 50TWh. Sollten die Energiepreise steigen, kann auch mehr Strom wirtschaftlich erzeugt werden. Das Potential von Fassaden und anderen Flächen wurde dabei noch gar nicht berücksichtigt. 

Es wäre durchaus denkbar, dass in Zukunft Autobahn Raststätten und sogar die Autobahn selber mit Solarpanels überdacht sind. Hier steckt ein riesiges Potential zur Gewinnung von erneuerbarer Energie auf Flächen, die sowieso verbaut sind. 

Dazu ein Video: „Elektromobilität, woher kommt der Strom, Kurt Sigl” 

Der aktuelle Stromverbrauch im Jahr 2018 betrug in der Schweiz 58TWh. Je nach Berücksichtigung des Potentials könnte also beinahe der gesamte Verbrauch solar gedeckt werden. Wichtig ist dabei, dass die Steuerung des Verbrauchs ein grosses Sparpotential beinhaltet und vor allem die Spitzenlasten glätten kann.

Das gesamte Potential der Sonneneinstrahlung auf die Schweiz ist ca. 200x grösser als der Stromverbrauch. 

Bei diesen Berechnungen sind Wind-, Wasser- und Wärmenergie-Potentiale noch gar nicht berücksichtigt. 

Fazit: Elektromobilität ist dann interessant, wenn nachhaltiger Strom geladen werden kann. Dafür sind aber noch viele Investitionen notwendig. Hier ist die Politik gefragt, welche die Voraussetzungen schaffen muss, damit mehr Solarenergie installiert wird. Z.B. könnten Solarpanels vorfinanziert statt subventioniert werden.

Was ebenfalls berücksichtigt werden muss: für die Herstellung von Diesel und Benzin und deren Verteilung/Transport wird ebenfalls viel Strom und Erdöl benötigt. Pro 10 Liter Benzin, die getankt werden, wurden bereits 3-4 Liter für Herstellung und Transporte verbraucht. Dabei wird ebenfalls viel CO2 freigesetzt.

Einige Ideen, wie z.B. die Zwischenspeicherung von Strom technologisch gelöst werden könnte: „5 Energiespeicher für die Zukunft der Energiewende” 

Übrigens sind Atomkraftwerke keine Lösung. Zum einen werden für den Uranabbau Umweltschäden verursacht, zum anderen wird durch Transport und Aufbereitung CO2 ausgestossen. Verbrauchte Atomstäbe strahlen noch 200’000 Jahre. Wollen wir nachfolgenden Generationen diese Verantwortung aufbürden? In der Schweiz gibt es trotz jahrelanger Forschung und Versprechen bisher kein sicheres Langzeitlager für Atommüll. Man weiss nicht einmal, wohin mit den hochverstrahlten Teilen des AKW Mühleberg, welches Ende 2019 vom Netz genommen wurde.

Diese Frage müsste man grundsätzlich auch bei Hybrid-Autos stellen, denn diese haben mittlerweile auch grosse Batterien. Die neuesten Modelle können über 100Km elektrisch fahren.

Bei Crash-Tests schneiden Elektrofahrzeuge allgemein besser ab als Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor. Bei Elektroautos gibt es keinen Motorblock, der in den Fahrgastraum gedrückt werden kann. Die Knautschzone kann also die Energie besser absorbieren. 

In Deutschland brennen pro Tag im Durchschnitt 40 Personenwagen mit Verbrennungsmotor. Bei gleicher Anzahl Elektrofahrzeuge im Verkehr wäre diese Zahl deutlich tiefer. Die Löscharbeiten sind heute bereits weit besser unter Kontrolle, die Feuerwehren haben sich entsprechend ausgerüstet Elektroautos müssen auch nicht mehr in einen Wassertank versenkt werden. Es kann davon ausgegangen werden, dass zukünftig Batterien zum Einsatz kommen, welche noch deutlich unproblematischer sind.

Um Aussagen über Klimaaspekte machen zu können, muss die gesamte Herstellungs-, Treibstoff- und Verwertungskette betrachtet werden. Zudem: jeder industrielle Prozess hat negative Einflüsse auf die Umwelt. Also auch die Gewinnung von Rohstoffen und die Produktion von Autos, unabhängig von der Antriebsart.

Elektroautos schneiden hier aber bereits deutlich besser ab, sofern sie mit erneuerbarem Strom geladen werden. Allerdings besteht zur Zeit ein Aufrüstungsproblem: jeder Hersteller will ein Elektroauto mit der grössten Reichweite und den meisten PS anbieten. Ökologisch nachhaltig geht anders. Bei einer Reichweite von 350Km und 150PS, erfüllt ein Elektro-Auto 90% der täglichen Anforderungen. Zusätzlich wird die Umwelt geschont, weil weniger Rohstoffe notwendig sind. 

Elektroautos machen zudem während der Fahrt kaum Lärm. Lärm ist heute ein grosses Problem im Strassenverkehr. Auch wird nur immer über CO2 gesprochen. Die ganzen anderen Abgase der Verbrenner sind kaum ein Thema. Diese sind jedoch ziemlich giftig und verschmutzen die Luft sehr stark. Das führt mittlerweile zu Fahrverboten in grösseren Städten.

Noch ein Wort zur Innovationsfähigkeit: die Batteriekapazität steigt bei gleicher Baugrösse und Gewicht pro Jahr um 7%. Bei Verbrennungsmotoren liegt die Energieverbesserung nur im Bereich von 1% pro Jahr. In den nächsten Jahren werden wir bei Elektrofahrzeugen noch viele weitere Verbesserungen sehen, wie z.B. neue Speichertechnologien, die umweltschonender sind. Bei Verbrennungsmotoren sind jedoch trotz immer wieder neuen Ankündigungen keine grossen Innovationen zu erwarten.

Wenn berücksichtigt wird, dass 50-60% der Fahrten in Nahbereich durchgeführt werden und ein Verbrennungsmotor dabei gar nie Betriebstemperatur erreicht, sind Elektroautos in Sachen Umweltfreundlichkeit überlegen. Sie kennen nämlich keinen Kaltstart. Bei der Förderung, Produktion und dem Transport von Erdöl, respektive dessen Produkten Benzin und Diesel, fallen bereits mehr als 30% des CO2-Ausstosses und Energieverbrauchs an.

Dann wären da noch die Umweltschäden, welche durch das Fördern von Erdöl entstehen. Sei das nun Ölsand–  oderÖlschiefer-Abbau, oder auch die Tiefseebohrungen, wo es immer wieder zu massiven Umweltverschmutzungen kommt. Damit soll der Abbau von Lithium in Südamerika nicht schöngeredet, aber in ein Verhältnis zu dem gebracht werden, was beim Erdöl aktuell passiert.

Und seien wir ehrlich: wer fragt bei Autos mit Verbrenner, ob diese klimafreundlich sind?

Bei den Plugin-Hybriden gibt es mehrere Probleme.

Zum Beispiel stossen sie immer noch eine nicht unerhebliche Menge an Abgasen und damit auch CO2 aus. Zudem sind die Kosten für die Wartung hoch. Um umweltfreundlicher zu sein, müssen sie jeden Abend geladen werden. Hier besteht dasselbe Problem wie beim Elektroauto: eine Lademöglichkeit muss erst einmal vorhanden sein.

Die Schäden durch Benzin- und Lithium-Gewinnung werden in einem Auto vereint. 

Nicht vergessen darf man das deutlich höhere Gewicht des Hybridautos. 

Ein weiterer Faktor ist der deutlich höhere Preis, welcher bereits im Bereich eines Elektroautos liegt, ohne die Nachteile des Hybridautos. Sehr häufig haben Hybrid-Autos auch viel zu grosse Motoren, die es eigentlich nicht braucht, da bei Bedarf der Elektromotor zusätzliche Leistung bringt.

Unterwegs muss jeweils nur so viel geladen werden, damit das Ziel erreicht werden kann. Dazu sind selten 100% Ladung erforderlich. 80% oder weniger sind reichen aus. Damit verkürzen sich Wartezeitung unterwegs, oft reichen 10-15 Minuten Nachladen aus. 

Die Ladezeit verlängert drastisch, wenn mehr als 80% geladen wird. Elektroautos zeigen die verbleibende Reichweite recht genau an. Auf 100% kann über Nacht geladen werden.

Aus der Praxiserfahrung der Vereinsmitglieder haben sich die unten aufgelisteten Eigenschaften im Alltag bewährt. Diese hängen natürlich von der primären Verwendung des Fahrzeuges ab und sind nur als Richtlinie zu verstehen.

Untenstehende Angaben sind realistisch, wenn im Jahresdurchschnitt ca. 80% der Fahrten innerhalb von 200Km oder weniger pro Tag stattfinden. Zur Erinnerung: Kurzstrecken schaden einem Elektroauto nicht! Bei Langstrecken mit Kindern oder Tieren muss sowieso ca. alle 2 Stunden ein Halt eingelegt werden. Eine gute Gelegenheit um nachzuladen!

Bewährte Eigenschaften:

• Stromverbrauch nach WLTP unter 20KWh pro 100Km, ohne Heizung gemessen. Noch besser maximal 15KWh pro 100Km
• Ca. 110KW (150PS) Leistung des Elektromotors bei ca. 1700Kg Fahrzeuggewicht. Elektromotoren erzeigen beim Beschleunigen deutlich mehr Leistung als Verbrenner
• Fahrzeug Gesamtgewicht unter 1800Kg, je weniger desto besser
• Allradantrieb nur, wenn dieser unbedingt notwendig ist. Allradantrieb kostet viel Energie und damit Reichweite, in den allermeisten Fällen bringt Allradantrieb im täglichen Gebrauch nicht viel. Als Hilfestellung „Frontantrieb, Hinterradantrieb oder Allradantrieb?” 
• Bei der Reichweite sind nach WLTP 350-400Km ideal. Diese kann auch mit Range-Extender erreicht werden, da dieser nur selten wirklich gebraucht wird. Die Batteriereichweite sollte aber >200Km sein, die Range-Extener Reichweite dann ca. 150Km. Bei diesem Beispiel reichen z.B. 6 Liter Benzin für 8000Km, wenn jeweils rechtzeitig wieder geladen wird
• Wärmepumpe zum Heizen, da diese im Winter wertvolle Reichweite spart!
• Wechselstromladen mind. 11KWh, besser 22KWh. Diese Ladeform wird primär bei Langzeitladungen über Nacht verwendet, dort reichen meist 7-11KWh. Wenn kein Laden mit Gleichstrom verfügbar ist, kann 22KWh auch Unterwegs sehr hilfreich sein 
• Schnellladen mit Gleichstrom, 50-100KWh minimum, abhängig von der Batteriegrösse. 80% Ladezustand sollte sich bei leerer Batterie in max. 40 Minuten erreichen lassen. Diese Ladeform wird primär bei Kurzzeitladungen unterwegs verwendet
• Fahrpedal, mit welchem sowohl beschleunigt wie auch elektrisch gebremst werden kann, um Energie zurückzugewinnen. Die Bremsenergie kann 10-20% Reichweite bringen (ausgenommen auf der Autobahn)

Die übrigen Anforderungen an ein Auto, z.B. Familientauglichkeit, sind sehr individuell und müssen separat ermittelt werden.

Werden hauptsächlich lange Strecken über 400Km am Stück gefahren, eignet sich ein Elektroauto noch nicht in jedem Fall. Dies ändert sich aber jetzt fortlaufend, weil auch die Batterieentwicklung grosse Fortschritte macht. Wird diese Strecke hin und zurück gefahren, kann dazwischen  problemlos geladen werden.