Kolibri oder: Wunder dauern länger – Seite 1

Als Jesus von den Toten auferstand, erschien er seinen Jüngern. Nur Thomas, so steht es im Johannesevangelium, war nicht dabei. Weil er aber darauf beharrte, nicht eher zu glauben, bis er "seinen Finger in die Male der Nägel" Jesu legen könne, wird er der ungläubige Thomas genannt. Er bestand auf dem Beweis. In dieser Position ist auch Professor Dirk Uwe Sauer, der an der RWTH Aachen einen Lehrstuhl für elektrochemische Energiespeicher und Speichersystemtechnik innehat. Er würde gerne an den Durchbruch glauben, den der 28-jährige Mirko Hannemann durch den Bau einer langstreckenfähigen Batterie für Elektroautos anscheinend erzielt hat. Als Wissenschaftler bleibt Sauer aber skeptisch: "Bis heute gibt es keinen unabhängigen Nachweis, der einen technischen Vorsprung sowie die Tauglichkeit der Batterie für den Serieneinsatz im Auto belegt."

Rückblick: Am 28. Oktober 2010 fuhr Hannemann mit einem zum Elektroauto umgebauten Audi A2 von München nach Berlin . Den Strom für die 605 Kilometer lange Strecke bezog der Motor aus einer von Hannemanns Start-up-Unternehmen DBM Energy konstruierten Batterie mit dem schönen Namen Kolibri und der gewaltigen Kapazität von 98,8 Kilowattstunden. Zum Vergleich: Für 35.165 Euro kann man heute schon den viertürigen Elektrokleinwagen Citroën C-Zero kaufen, der in seinem Akkupack 16 Kilowattstunden speichern kann und in Praxistests auf gut 100 Kilometer Aktionsradius kommt. Als Hannemann nach rund sieben Stunden Fahrt in der Hauptstadt eintraf, schien die Sensation perfekt. Bundeswirtschaftsminister Rainer Brüderle persönlich gratulierte dem jungen Konstrukteur – sein Ministerium hatte den "Reichweiten-Demonstrator" mit 275.000 Euro bezuschusst. Die Aktion machte Schlagzeilen. Die gesamte deutsche Automobilindustrie schien düpiert – brachten die zuvor etwa von Daimler oder BMW vorgestellten E-Testfahrzeuge doch allenfalls Reichweiten von maximal 200 Kilometern zustande. Sein Ende fand der Wagen der Tüftler aus Mariendorf bei Berlin am Morgen des 12. Dezember durch einen Brand der Lagerhalle, in der er stand.

Der Verlust des Prototyps sowie die darauf folgenden hitzigen Diskussionen , ob denn da alles mit rechten Dingen zugegangen sei, lenken leicht vom Kern der Sache ab: Der Erfolg der Elektromobilität steht und fällt mit der Batterie . Der heute noch sehr hohe Preis muss gedrückt werden, die Akkus müssen in Massen produzierbar und über viele Tausend Lade- und Entladezyklen haltbar sein. Das Gleiche gilt für das kalendarische Alter. Volkswagen etwa fordert im Lastenheft nach zehn Jahren noch 80 Prozent der Ausgangskapazität; die Batterie soll ein Autoleben lang halten. Darüber hinaus muss eine Batterie Temperaturen von minus 30 bis plus 60 Grad vertragen, sie muss absolut sicher sein und viel elektrische Energie bei möglichst wenig Gewicht speichern. "Diese Eigenschaften widersprechen sich teilweise gegenseitig. Sie dennoch zu harmonisieren ist das Ziel aktueller Forschung", sagt Gerhard Hörpel vom Batterieforschungszentrum MEET an der Universität Münster. Wie Sauer von der RWTH Aachen würde er Hannemann gerne zu einem Quantensprung gratulieren. Nur: Je näher man dem Berliner Unternehmer und seiner Firma DBM Energy kommt, desto schwerer fällt das.

Eine Batterie mit besonders großer Kapazität zu bauen ist allein keine Revolution. Der kalifornische Hersteller Tesla, der schon mit einem 100.000 Euro teuren kleinen E-Sportwagen am Markt ist, will von 2012 an das viersitzige Model S bauen, das in der Basisversion 255 Kilometer Reichweite verspricht und ab etwa 57.000 Dollar zu haben sein wird. Die Version mit 480 Kilometern potenziellem Umkreis soll 20.000 Dollar mehr kosten. Der am stärksten limitierende Faktor für Autos wie den Citroën C-Zero oder ähnliche Modelle von Peugeot und Mitsubishi bleibt das Geld. Darauf hat man bei dem als Einzelstück gebauten München–Berlin-Wagen keine Rücksicht genommen: Die Projektkosten beliefen sich auf 750.000 Euro. Sehr wohl dagegen könnte der Fortschritt in der Energiedichte liegen, die in Wattstunden pro Kilogramm (Wh/kg) angegeben wird. Neben den Kosten ist bislang nämlich das hohe Gewicht das Problem der Batterien. Je mehr gespeicherter Strom und je weniger Gewicht, desto besser. "Beim Rekordwagen waren es über 300 Wattstunden pro Kilogramm", sagt Hannemann. Ein sensationell hoher Wert, der sich wegen des Feuers leider nicht mehr im Originalaufbau überprüfen lässt.

Für den Funktionsbeweis wurde darum ein weiterer Audi A2 aufgebaut. Statt 1260 wie das Ursprungsauto wog der Neue 1340 Kilogramm. Gleichzeitig sank die Kapazität der Batterie von vorher 98,8 kWh auf nun 62,9 kWh. DBM Energy gibt das Gewicht der Batterie jetzt mit 386 Kilogramm an. Übersetzt: Die Energiedichte verminderte sich von "über 300" auf 163 Wh/kg, was respektabel, aber nicht mehr außergewöhnlich ist. "Diese Differenz erklärt sich aus der Zeitnot. Wir mussten den neuen Wagen innerhalb von vier Wochen aufbauen", erklärt Hannemann. Außerdem habe es weniger finanziellen Spielraum gegeben, heißt es weiter von DBM Energy.

 

Rekordfahrt, Brand und Wiederaufbau führten immer wieder zu Spekulationen. "Es gibt zum Beispiel die Möglichkeit, eine Batterie auf Kosten anderer Parameter wie der Dauerhaltbarkeit kritisch auszulegen", sagt der Wissenschaftler Hörpel. Zwei Gutachten befassen sich mit solchen und ähnlichen Zweifeln. Die Bundesanstalt für Materialprüfung (BAM) untersuchte, ob der sichere Transport der Zellen auf dem Land-, See- oder Luftweg gewährleistet ist. Diese Untersuchungen sind deswegen von Bedeutung, weil Lithiumbatterien bei Fehlgebrauch überhitzen und unter bestimmten Bedingungen Brände oder Explosionen verursachen können. Die Prüfung in acht Testserien wurde bestanden .

Außerdem hat die Prüforganisation Dekra im Auftrag von DBM Energy einmalig die Reichweite ermittelt. Der neu aufgebaute Audi A2 wurde auf einem Rollenprüfstand mit 2,7 Bar Reifendruck durch den sogenannten Neuen Europäischen Fahrzyklus (NEFZ) bewegt, der Autofahrern durch die Messung des Normverbrauchs bekannt ist. In insgesamt knapp 20 Minuten wird zuerst ein innerstädtischer Zyklus mit Beschleunigung, Bremsen und Stillstand viermal durchfahren. Danach folgt die simulierte Überlandfahrt, bei der für zehn Sekunden 120 km/h gefahren werden soll. Aus dem Messprotokoll geht hervor, dass der 22 kW (30 PS) starke Wagen hier lediglich 105 km/h erreichte. Dieser NEFZ wurde so lange immer wieder durchfahren, bis ein Warnton die Erschöpfung der Batterie signalisierte und so den Abbruch vorgab. Das Ergebnis war ein Stromverbrauch von 13 bis 14 Kilowattstunden auf 100 Kilometer sowie eine Gesamtstrecke von knapp 455 Kilometern. Die neuen Ergebnisse könnten "die Autoindustrie erneut in Aufregung versetzen", mutmaßte die Wirtschaftswoche schon.

In Expertenkreisen ist man da zurückhaltender: Für den Aachener Forscher Sauer reichen die Prüfung der reinen Transportsicherheit und eine einmalige Reichweitenermittlung nicht aus, um von einem Durchbruch zu sprechen. Erst müssten ihm transparente, nachvollziehbare und reproduzierbare Ergebnisse vorliegen. Aus seiner Sicht bedarf es anderer und intensiver Tests, um die Leistungsfähigkeit einer Batterie für den Serieneinsatz im Elektroauto zu verifizieren. Dazu genügt vorerst eine einzige Zelle des Batteriepakets. "In einem Labor müssten Leistungstests und wenigstens tausend Lade- und Entladezyklen bei verschiedensten Temperaturen gefahren werden. Sämtliche relevanten Parameter müssen getestet und gemessen sowie die Ergebnisse veröffentlicht werden", sagt Sauer. Dabei seien sogenannte Non-Disclosure-Agreements üblich, die dem Hersteller garantieren, dass die Zelle nicht geöffnet und ihr Geheimnis nicht gelüftet wird. DBM Energy ist dazu grundsätzlich bereit, ergänzt aber, das scheitere meistens "an den Non-Disclosure-Agreements sowie der Finanzierung".

Inzwischen rudert man bei DBM Energy ohnehin mit kleiner Kraft zurück. So gebe DBM "nirgends an, dass wir einen Vorsprung durch die Kolibri-Technologie haben", das müssten andere bewerten. Auf der Homepage wird ebenfalls nur davon gesprochen, dass man bei der Reichweitendemonstrationsfahrt den Stand der Technik ("bei modernen, ultraleichten und extrem leistungsfähigen Energiespeichern") repräsentiert – und nicht etwa übertroffen – habe. Dem anspruchsvollen Markt der Traktionsbatterien für Großserien-Elektroautos begegnet Hannemann mittlerweile zurückhaltend: "Wir gehen dahin, wo die Technik am meisten bewirken kann. Das ist nicht im Auto, sondern im Stromnetz, dessen Funktion durch die schwankende Einspeisung durch erneuerbare Energien mit Speichern aufrechterhalten werden muss."

Sollte Hannemann trotzdem eine bahnbrechende Neuerung in der Batterietechnik erfunden haben, hat er sie bisher unzureichend kommuniziert. Der aktuelle Kenntnisstand lässt diesen Schluss jedenfalls nicht zu: "Ich befürchte, dass er nur mit Wasser gekocht hat", sagt Batterieforscher Hörpel. Die Herren in den Vorstandsetagen der deutschen Zulieferfirmen und Autokonzerne fühlen sich jedenfalls einstweilen in ihrer Skepsis gegenüber der vermeintlichen Wunderbatterie bestärkt.