Wenn alle elektrisch fahren wollen – Seite 1

Die Energiewende im Straßenverkehr steht ganz am Anfang. Zwar verbrauchen die 44 Millionen Autos nur elf Prozent der Primärenergie in Deutschland, aber sie sind abhängig von Kraftstoffen auf Rohölbasis. Daran ändert auch die kleine Menge des beigemischten und zweifelhaften Agrarsprits nichts. Zu den Pkw gesellen sich die Busse im öffentlichen Nahverkehr und auf der Fernreise sowie als Rückgrat der Wirtschaft die Nutzfahrzeuge vom Handwerkertransporter bis zum 40-Tonner.

Die allermeisten tanken Benzin oder Diesel, einige wenige nehmen Erd- oder Autogas. Und die Verbrennungsmotoren werden immer genügsamer. Dennoch führt langfristig kein Weg daran vorbei, viele oder sogar alle Fahrzeuge zu elektrifizieren. Technisch ist es möglich, dem traditionellen Motor den Garaus zu machen und ausschließlich mit Strom zu fahren. Was aber ist wahrscheinlich? ZEIT ONLINE stellt drei Szenarien vor. 

1. Die Fahrbahn wird zur Stromquelle

Es gibt eine Vision, wirklich jedes Fahrzeug inklusive des Schwerlastverkehrs zu elektrifizieren: das induktive Laden während der Fahrt. Dabei wird Strom kabellos über eine Spule in der Straße ins Auto oder den Laster übertragen. Nicht im Stand, sondern während der Fahrt. Das funktioniert, wie Wissenschaftler am Fraunhofer IFAM in Bremen lebenspraktisch bewiesen haben. 

Es hat viele Vorteile: Wenn zum Beispiel die rechte Spur der 13.000 Autobahnkilometer mit dieser Technik ausgerüstet wäre, könnten die Batterien schrumpfen. Die Fahrzeuge bräuchten lediglich genug gespeicherte Energie, um vom heimischen Ladepunkt bis zur Auffahrt von A1 oder A7 zu kommen. So könnten das Gewicht und der Ressourcenverbrauch im einzelnen Auto oder Laster sinken. Dazu kommt, dass die Fahrbahn nicht nur Strom abgeben, sondern auch aufnehmen könnte. Die bei Bergab-Strecken normalerweise in den Scheibenbremsen vernichtete Energie würde direkt ins Netz gespeist werden. Und anders als alternative Modelle mit einer Oberleitung wäre das System gegen vom Sturm umgeknickte Bäume und Diebstahl immun.

Auf absehbare Zeit ist die Umsetzung dieses Ansatzes trotzdem wenig wahrscheinlich, denn dafür müsste immens in die Infrastruktur investiert werden. Die Deutsche Bahn mit ihrem über 33.000 Kilometer langen Streckennetz zeigt, wie schwierig es ist, die Kosten für Installation und Wartung in den Griff zu bekommen. Zugleich würde ein Projekt zum induktiven Laden während der Fahrt einen gemeinsamen Willen von Politik, Industrie und Verbrauchern erfordern, und das am besten europaweit – eine Wunschvorstellung.

Fazit: Eine intelligente und in sich logische Idee, die von Wissenschaft und Forschung im Auge behalten werden sollte. 

Wasserstoff, Marsch!

2. Der lange Weg von unten

Ein zweites Szenario ist besonders nah an der Realität: Man schreibt die aktuelle Entwicklung bei den Antrieben schlicht in die mittelfristige Zukunft fort. Für die Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor bedeutet das, den Spritverbrauch durch die Hybridisierung zu senken. Wie beim Toyota Prius wird bei immer mehr Autos die Bremsenergie über einen Generator in einer Pufferbatterie gespeichert, und beim Beschleunigen wird die elektrische Energie wieder freigesetzt. So spart das Auto – ein massenfähiges Konzept, das sich in alle Klassen durchsetzen wird.

Zugleich werden die batterieelektrischen Fahrzeuge Stück für Stück günstiger. Auch die Reichweiten steigen. Doch danach, wie stark die Preise sinken und der Aktionsradius wächst, richtet sich die Höhe der Verkaufszahlen. Es ist gut vorstellbar, dass die vielen Pkw, die auf dem Land und in suburbanen Gegenden für vergleichsweise kurze Strecken genutzt werden, komplett durch Elektroautos mit Strom aus dem Akku ersetzt werden.

Dieser Austausch würde allerdings viele Jahre dauern. In Deutschland werden jährlich rund drei Millionen Pkw neu zugelassen. Es dauert rund 15 Jahre, bis der Bestand erneuert ist. Wenn also zum Beispiel ein Drittel der frisch verkauften Pkw reine batterieelektrische Autos sind, wären nach zehn Jahren zehn Millionen Elektroautos auf der Straße, also erst 23 Prozent aller Pkw. Das ist gut und komfortabel für die Besitzer. Doch für die Energiewende im Straßenverkehr wäre nur ein kleiner Beitrag geleistet, weil der Schwerlastverkehr und überhaupt alles, was groß ist und lange Strecken bewältigen muss, weiterhin mit Verbrennungsmotor fährt.

Fazit: Ein wirklichkeitsnahes Szenario. Keine Revolution, sondern eine Evolution – leider nicht ganzheitlich. 

3. Wasserstoff, Marsch!

Eine sinnvolle Ergänzung zu den batterieelektrisch betriebenen Autos ist der Einstieg in die Wasserstoffwirtschaft. Elektroautos mit einer Brennstoffzelle können in drei Minuten mit dem Gas vollgetankt werden und haben dann mehr als 500 Kilometer Reichweite. Damit sind sie genauso nutzbar wie die Konkurrenz mit Verbrennungsmotor. Weitere Vorteile: Wasserstoffsäulen können einfach an vorhandenen Tankstellen dazugestellt werden. Sie sind zwar mit einer Million Euro pro Standort sehr teuer. Es werden aber, im Vergleich zu Stromladesäulen, wenige gebraucht – mit 2.000 Zapfstellen wäre das Land ausreichend abgedeckt. 

Dazu kommt, dass Wasserstoff ein hervorragender Speicher für Strom aus erneuerbaren Quellen ist. BMW, zurzeit Anbieter des batterieelektrischen i3, forscht mit dem 5er GT intensiv am Brennstoffzellenauto. Wie der Autohersteller auf Grundlage von Zahlen des Verbands der Elektrotechnik (VDE) berechnet hat, braucht Deutschland einen langfristigen Energiespeicher von 7,5 bis 40 Terawattstunden (TWh). Zehn Millionen batterieelektrische Autos, die 18 Kilowattstunden des Akkus zur Verfügung stellen würden, könnten lediglich 0,18 TWh bereitstellen und das nur kurzfristig. Wasserstoff dagegen, gelagert in unterirdischen Kavernen oder als Zusatz im vorhandenen Erdgasnetz, käme auf 35 TWh.

Die entscheidende Stärke des Elektroantriebs mit Strom aus der Brennstoffzelle ist die Möglichkeit, auch große Fahrzeuge über lange Strecken zu transportieren. Der Sprinter von morgen könnte ebenso damit fahren wie der Volkswagen Passat oder ein Familienvan auf dem Weg in den Skiurlaub.

Fazit: Der Mix macht’s. Der Smart fährt mit Batterie, der Reisebus mit Wasserstoff. Und der Verbrennungsmotor? Er wird immer häufiger mit Alternativen wie Erdgas arbeiten, die aus Strom gewonnen werden.