http://www.teslamotors.com/

Neue Konzepte der Fortbewegung

Noch fahren unsere Autos mit Benzin. Doch bald gibt es kein Öl mehr, und dann ist es zu spät, um nach Alternativen zu suchen. Viele Entwickler setzen deshalb auf elektrische Fahrzeuge. Denn eines ist sicher: Die Mobilität unserer Zukunft wird elektrisch sein.

Die Automessen von Frankfurt über Detroit bis nach Genf sind voll von umweltfreundlichen Alternativen: Hybrid-, Wasserstoff- und Elektroautos. Schaut man sich jedoch auf unseren Straße um, dann wird man enttäuscht: Elektroautos sind auf deutschen Straßen so gut wie gar nicht zu finden. Nur rund 2.000 elektrisch angetriebene Wagen fahren im ganzen Land. Zwar will die Bundesregierung bis 2020 dafür sorgen, dass eine Million von ihnen unterwegs ist. Das wären aber gerade mal zwei Prozent. Ein erster, winziger Schritt: ja. Ein Durchbruch: nein.
Wir brauchen weniger, als wir wollen
Die typischen Tagesfahrten eines Deutschen: Morgens um 7:30 Uhr in die Arbeit - normalerweise um die zehn, höchstens 50 Kilometer. Mittags in der Pause zum Arztbesuch - wenige Kilometer. Am späten Nachmittag von der Arbeit nach Hause - wieder höchstens 50 Kilometer. Dann vielleicht noch die Kinder vom Sport abholen, und dann nach Hause - die letzten Kilometer des Tages. Die durchschnittlichen Tagesfahrten eines Deutschen Autobesitzers sind kurz. Nur etwa fünf Prozent aller Berufspendler müssen mehr als 50 Kilometer zur Arbeit zurücklegen.

Moderne Elektroautos schaffen heute zwischen 100 und 130 Kilometer mit einer Batterie-Ladung. Dann müssen sie ans Stromnetz. Und das ist das Problem: Denn einmal Laden dauert an die acht Stunden. Zwei Stunden fahren und acht nachladen. Das klingt nicht gerade attraktiv. Es wäre aber für viele Berufspendler genau das, was sie sowieso mit ihrem Auto machen. Es fährt höchstens zwei Stunden am Tag und steht die restlichen 22 Stunden.
Zwar gibt es auch alternative Modelle wie den amerikanischen Tesla Roadster. Er hat mit angeblich 300 Kilometer fast die doppelte Reichweite. Mit über 100.000 Euro ist er aber viel zu teuer. Ein Grund: die hohen Kosten für den Energiespeicher.
Batterieforschung - ein Schattendasein in Deutschland
Bis heute gibt es noch immer keine Hochleistungsbatterie, die speziell für den Antrieb von Autos entwickelt worden ist. Die modernste Batterie, die momentan verwendet wird, ist die Lithium-Ionen-Batterie.

Zitat

"Es war einfach noch nicht genug Zeit dafür: Man hat sich ernsthaft mit Elektromobilität im Bereich Fahrzeug erst in den letzten zwei bis drei Jahren beschäftigt. So schnell können Sie keine neue Batterie entwickeln."
Professor Jens Stimming, Physiker, Technische Universität München

Weil die Batterieforschung in Deutschland in den vergangenen Jahren stark vernachlässigt worden ist, ist das "Know-how" der Industrie in Asien inzwischen wesentlich größer als bei uns. Die Lithium-Ionen-Batterie wird zwar heute in nahezu jedem "Consumer"-Elektronik-Gerät eingesetzt - sie stecken in Handys, Laptops und vielen anderen mobilen Geräten. Gebaut und weiter entwickelt werden sie aber vor allem in Asien. Im teuersten Elektroauto Tesla Roadster zum Beispiel steckt ein 10.000 Euro teurer Speicher aus gut 6.800 Lithium-Ionen-Einzelakkus. Die Lithium-Ionen-Akkus sind derzeit die modernste Alternative für den Einsatz in Fahrzeugen wie Autos oder Mopeds. Sie haben aber einige Nachteile.

Problem eins: die Reichweite

Mit im Optimalfall etwa 130 Kilometern ist die Reichweite für Autos mit Lithium-Ionen im Vergleich zu heutigen Autos stark begrenzt, weil die Batterien sonst zu schwer werden. Obwohl viele Menschen selten am Stück weiter fahren, haben wir uns daran gewöhnt, ohne Probleme 600, 700 oder sogar 1.000 Kilometer mit einer Tankladung fahren zu können. Für diese individuelle Freiheit - auch wenn sie nur für den Kopf wichtig ist - bräuchte man aber viel zu viele Batteriesätze. Die sind im Auto nicht sinnvoll unterzubringen.

Problem zwei: die Beschleunigung

Das Fahrgefühl eines Gefährts, egal ob Auto oder Motorrad, wird maßgeblich durch die Beschleunigung bestimmt. Und die Beschleunigung hängt davon ab, wie schnell die Batterie Elektronen liefern kann. Die Leistungsdichte bei Lithium-Ionen-Akkus ist heute mit am besten. Aber: Je größer Energie- und Leistungsdichte, desto mehr Batterien braucht man, und desto schwerer wird der Wagen. Eine Tatsache, die mit heutigen Batterien leider nicht zu ändern ist. Man könnte auch sagen: Will man mehr Leistung und weitere Strecken fahren, dann muss man eine entsprechend größere und schwerere Batterie einbauen.

Problem drei: die Verfügbarkeit

Lithium ist ein Element, das nur begenzt auf der Erde vorkommt. Die größten derzeit bekannten Vorkommen liegen in Südamerika. Glaubt man Schätzungen, dann könnte man etwa zehn Prozent aller heutigen Autos mit Lithium-Ionen-Batterien ausstatten, und das gesamte Lithium der Erde wäre verbraucht.
Andere Elemente werden derzeit von Grundlagenforschern auf ihre Batterietauglichkeit hin analysiert. Ein Kandidat: Magnesium, das auf der ganzen Welt in riesigen Mengen vorkommt. Aber selbst, wenn es gelingt, irgendwann eine Magnesium-Batterie zu entwickeln, glauben Forscher, dass es noch mindestens 20 Jahre dauern wird, bis sie für Elektroautos zur Verfügung steht.
Wie eine einfache Idee die Batterieproblematik lösen könnte
Tokio im April 2010: Ein leeres Taxi biegt in eine Seitenstraße und von dort in eine Tankstelle. Eine ganz besondere Tankstelle. Denn dort gibt es keine Zapfsäulen und kein Benzin. Hier gibt es: Batterien. Die Tankstelle ist Teil eines Pilotprojekts, zu dem sich die Stadt Tokio gemeinsam mit dem größten Taxibetreiber entschlossen hat. Drei Monate lang soll getestet werden, ob die Idee des israelischen Software-Unternehmers Shai Agassi funktioniert: Er will ein Netzwerk aus Ladestationen und Wechselstationen für Batterien aufbauen.

Zitat

"Das Auto und die Batterie müssen nicht zwangsläufig zusammengehören. So könnte man die gesamte Batterieversorgung auf die Beine stelle, bevor Elektroautos überhaupt auf den Markt kommen."
Shai Agassi, israelischer Unternehmer

Wenn man mit seinem Elektroauto weitere Strecken fahren will, fährt man einfach in die "Tankstelle", bekommt eine neuen Batterie eingebaut und kann sofort weiter fahren. In Israel und Dänemark sind bereits solche Wechselstationen installiert. In insgesamt acht Ländern gibt es mittlerweile Pilotprojekte des Agassi-Systems, darunter auch Frankreich, Kanada und die USA. Auch zwei Autobauer, Renault und Nissan, konnte Agassi für seine Idee begeistern. Sie produzieren bereits heute die Prototypen - auch die Taxis für Tokio. In Deutschland sieht man die Idee skeptischer. Die Industrie befürchtet, dass sie ihr "Know-how" zum Teil aufgeben würde, wenn sie die Batterie-Technik aus der Hand gibt.

Zwischenlösungen sind wahrscheinlich

Zitat

"Wir werden 20 Jahre brauchen, um eine vernünftige Elektromobilität technologisch zu entwickeln. Heute anzufangen, ist also eine Investition in die Zukunft. Für eine bessere, umweltfreundlichere Mobilität in 20 oder 30 Jahren."
Professor Jens Stimming, Physiker, Technische Universität München

Der Wechsel von Benzin auf Elektroautos wird sicher nicht auf einen Schlag kommen. Wahrscheinlicher sind Zwischenlösungen: So bedient sich General Motors zum Beispiel einer Idee, die in jeder alten Diesel-Lok steckt. Die fahren nämlich eigentlich auch elektrisch. Nur kommt der Strom nicht aus der Oberleitung, sondern wird mit einem Dieselgenerator erzeugt. Das hätte im Auto vor allem den Vorteil, dass der Verbrennungsmotor gleichmäßig laufen kann. Und ohne ständiges Beschleunigen und Abbremsen lässt sich der Kraftstoffverbrauch um etwa die Hälfte reduzieren. Ein Elektro-Auto, das Strom aus einem Verbrennungsmotor bezieht, wird voraussichtlich noch 2010 auf den Markt kommen - eine neue Form des Hybrid-Autos.