Elektromobilität und eine Logik für Misslingen

Ein altes Sprichwort sagt: „Ein gutes Pferd braucht keine Peitsche.“

An diese einfache Formel könnte man erinnert werden, wenn die Gedanken sich mit der laufenden Diskussion über Elektromobilität, der Argumentation dazu und der Themen im Umfeld davon beschäftigen. Es geht um Themen wie Feinstaub, Energieversorgung, Auswirkung auf die bestehende Arbeitswelt oder insbesondere auch, deren kurz- und langfristige Finanzierbarkeit.

Ingenieure sind oft geneigt, Themen aus wissenschaftlich, technischer Sicht zu behandeln, was sich dann, meist auch in der Wortwahl niederschlägt. Eine Ausdrucksform, die von technischen Laien in der Regel nicht verstanden wird.

Dieser Aufsatz soll mit allgemein verständlichen Worten die Gedanken und Überlegungen zu Papier bringen. Der Leser wird bewerten müssen, ob das gelungen ist.

Was „Pferd und Peitsche“ mit Elektromobilität verbindet, wird natürlich in diesem Papier auch noch erläutert werden.

Um es vorweg zu nehmen, es wird keine Stellungnahme für oder gegen etwas oder jemanden geben, sondern eine analytische Beschreibung, die es dem Leser ermöglichen soll, sich seine eigene Meinung zu bilden.

Noch vor wenigen Jahren konnte man glauben, wir würden bereits ab 2020 mit einer deutlich wahrnehmbaren Zahl an Elektroautos die Zukunft der Elektromobilität erleben. Eine 100 % Rate bei Neuzulassungen bis Anfang der 2030er-Jahre schien möglich zu sein.

Heute Anfang 2017, ist die anfängliche Euphorie kleiner geworden.
Trotz der seit einiger Zeit eingeführten Kaufprämien für Elektroautos, kommen die erwarteten Verkäufe nicht so richtig in die Gänge. Die Begeisterung hat sich zunehmend, in eine Diskussion der noch nicht befriedigenden Themen gewandelt. Wie etwa der Reichweite der Fahrzeuge. Auch die sehr langen Zeiten, für das Aufladen der leeren Batterien, ist hierbei Inhalt der Diskussionen.

Das bei Standardantrieben - Benzin, Diesel oder Gas - Gewohnte, Tank ziemlich leer und dann ran an die Zapfsäule, Pistole angesetzt und Tank in Minutenschnelle gefüllt; das ist aktuell bei den „Fahrzeugen der Zukunft“ ganz anders. Man kann sich, während die elektrische Energie in die Speicher fließt, in aller Ruhe einen, besser mehrere Kaffee gönnen, etwas essen und natürlich all den „altbackenen Autos“ zuschauen, die sich im Minutentakt an den Zapfsäulen abwechseln. Manchen Menschen scheint dieses Warten noch zu lange zu dauern und sie bevorzugen, vermutlich auch deshalb noch, die „altbackenen Autos“.

Vor vielen Jahrzehnten war die Energieversorgung durch Atomenergie das Beste, was man sich damals vorstellen konnte. Billig, sauber und durch Super-Technik auch sicher, hieß es damals. Seit Tschernobyl und Fukushima wissen wir zumindest eines sicher, „Sicher“ war und ist Unsinn. Abhängig von der Definition - sprich Beschreibung -, was in Verbindung mit Atomenergie „Billig“ und „Sauber“ ist, ergeben sich unterschiedliche Erkenntnisse dazu.

Zehntausende Fässer mit Atommüll im Hinterhof zu haben, bewerten unterschiedliche Menschen verschieden. Inwieweit bei der Kalkulation der Strompreise in der Hochphase der atomaren Stromversorgung, die Folgekosten für Rückbau , Zwischen- und Endlagerung des atomaren Abfalles berücksichtigt waren, kann nur bewerten wer die Kalkulationen kennt.

Pragmatisch gedacht, sollten sie damals berücksichtigt worden sein, es dürfte heute keine Diskussion zu der Kostenübernahme dafür geben.

Was haben diese Ausführungen mit der Elektromobilität zu tun?

Beim Recycling der heute in Elektrofahrzeugen verbauten Batterien - Lithium-Ionen - ergibt sich auch Sondermüll. Dieser ist nach dem Recycling der Akkus entsprechend zu lagern. Unter der Annahme, dass jährlich Millionen Akkus von Elektrofahrzeuge zum Recycling anstehen, dürfte eine erhebliche Menge Sondermüll „endgelagert“ werden müssen. Ein Lösungsvorschlag hierfür wäre im Vorfeld wünschenswert, und nicht erst eine Suche danach, wenn der Müll bereits „im Hinterhof“ angekommen sein wird.

Die Betriebskosten der elektrischen Fortbewegung seien geringer, als bei den heutigen Standardfahrzeugen. In wie weit die Kosten für die Verpflegung in der Raststätte, während des Wartens auf wieder volle Batterien, in der Betrachtung zu berücksichtigen sind, ist von den jeweils Betroffenen zu bewerten. In diesem Aufsatz wollen wir sachlich bleiben, wobei der Hinweis - Zeit ist Geld - gestattet sein soll.

Um ein Gewicht von einem Platz zum anderen zu bringen, bedarf es Energie. Das gilt für den Menschen - Kalorienverbrauch - genau so, wie für ein Teil an einem Kran, für den Aufzug oder aber auch für ein Auto. Die erforderliche Energie hängt von verschiedenen Faktoren ab, auf die hier nicht eingegangen wird, weil es für die vergleichende Betrachtung von untergeordneter Bedeutung ist.

Soll ein Automobil von einem Ort an einen anderen gefahren werden, braucht es hierfür Energie. Ob diese nun aus Benzin, Diesel, Gas oder elektrischem Strom bereitgestellt wird, ist bei der Betrachtung eines „identischen Fahrzeuges“ nicht wichtig.

Die aufzuwendende „Energie“ für die Bewegung wird in kWh gemessen. Energie ist deshalb in Anführung geschrieben, weil es, korrekt bezeichnet, um „Arbeit“ geht.

Vereinfacht ausgedrückt, ist bei der Bewegung eines Autos von A nach B, eine Arbeit zu erledigen. Unterschiede finden sich lediglich in den Wirkungsgraden der jeweiligen Antriebstechnik.

Ist für die Bewegung eines Fahrzeugs nun eine Arbeitsmenge von 100 kWh notwendig, ist diese hierfür aufzubringen. Dies gilt für jede Kraftstoff- und Antriebsart, auch für mit Strom betriebene Fahrzeuge.

Dadurch, dass auch Elektroantriebe einen Wirkungsgrad haben, durch den „Getanktes“ nicht zu 100% umgesetzt werden kann, müssen mehr als 100 kWh getankt werden, um die geplante Strecke zurücklegen zu können. Zehn Liter Benzin oder Diesel haben einen Energieinhalt von etwa 100 kWh.

Wir kennen alle den Begriff kWh aus unserer eigenen Stromabrechnung von Zuhause. Dort finden wir auch den zugehörigen Preis für eine kWh.

Kostet zum Beispiel eine kWh 0,25 Euro, ergeben sich für die Energiekosten in dem betrachteten Fall 25 Euro, ohne Berücksichtigung von Wirkungsgraden.

Die Kosten, welche für die Erzeugung einer kWh elektrische Energie letztlich aufzuwenden sind, hängen natürlich von der Art der Erzeugung und Bereitstellung ab. Davon abhängig ist der vom Verbraucher zu zahlende Preis.
Alternative Energie dürfte hier mittelfristig nicht zu den preiswerten gehören, da die Investitionskosten erheblich sind. Insbesondere eine wirtschaftliche Lösung für die Speicherung von Solar- und Windenergie ist hierbei ein zentraler Punkt. Ungeachtet dessen, muss diese Art der Energieerzeugung zentrales Ziel sein, die es gilt, technisch und wirtschaftlich weiter zu verbessern.

An dieser Stelle hilft uns ein Gedankenmodell, mit folgender Annahme:
„Wir hätten bereits mehrere Millionen Elektrofahrzeuge, die in Deutschland betrieben werden, alle neuen Gebäude erhalten ausschließlich „Elektrische Heizsysteme“ und ein großer Teil von Altgebäuden wäre ebenfalls auf diese Heizungsart umgestellt.“

Diese zusätzliche, sehr große Menge an elektrischer Energie, ist zusätzlich zu erzeugen und bei Bedarf, auch an Ladestationen bereitzustellen. Erschwerend kommt hinzu, dass es nicht planbar ist wo, wann, wie viele Fahrzeuge mit elektrischer Energie versorgt werden müssen.

Am 21.02.2017 meldete das ARD/ZDF-Morgenmagazin, dass die Energieversorger einen Strompreis von 0,30 Euro pro kWh in 2017 ankündigen.
Pro Fahrzeug und Jahr sind bei 10.000 Fahrkilometern, mehr als (Wirkungsgrad) 2000 Kilowattstunden zu tanken. Bei aktuellen Haushaltsstrompreisen von rund 0,30 Euro pro kWh entspricht dies 600 Euro. Zum Vergleich, ein konventionelles Fahrzeug mit einem Verbrauch von 4 Liter Diesel / 100 Kilometer benötigt, 400 Liter Diesel auf 10.000 km. Diese kosten, bei aktuell etwa 1,25 Euro pro Liter, 500 Euro, inklusive Mineralöl- und Mehrwertsteuer.

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