Die Grenzen der Elektromobilität

Verbrennungsmotoren werden verteufelt, E-Autos idealisiert. Wer sich die Fakten anschaut, kommt zu einem differenzierteren Bild. Es gibt handfeste Argumente dafür, die klassischen Antriebe nicht vorschnell abzuschreiben.

DÜSSELDORF Hinter Tesla-Chef Elon Musk liegen turbulente Tage. Mit einem missglückten Aprilscherz schickte er die Aktie auf Talfahrt. Berichte über verfehlte Produktionsziele bei seinem massentauglichen Model 3 taten ihr Übriges, um für Verunsicherung zu sorgen. Gestern schritt der Gründer des Elektroauto-Pioniers ein und erklärte, sich jetzt persönlich um die Fortschritte beim Model 3 zu kümmern. Er wolle der- zeit nicht alleine Produktionschef Doug Field die Aufsicht überlassen. „Jetzt heißt es aufteilen und erobern“, schrieb der 46-Jährige bei Twitter. Dazu werde er auch wieder sein Schlaflager in der Tesla-Fabrik aufschlagen. „Das Auto-Geschäft ist die Hölle“, schrieb Musk.

Dabei ist kaum eine Branche angesagter als die der Elektromobilität. Sanft schnurrend verkörpern die EFahrzeuge die elegante Versöhnung von Mobilität und Umwelt. Dabei könnte die hemmungslose Idealisierung des Elektroantriebs uns in die nächste große Sackgasse führen. Denn die E-Mobilität ist noch längst nicht so weit, wie sie einige Ideologen gerne haben wollen. So warnten im November 15 deutsche und österreichische Verkehrsexperten in einem offenen Brief vor der Illusion, das einfache Auswechseln des Antriebs in unseren Autos – von Diesel und Benzin auf Strom – sei bereits die Lösung. Auch der Elektroantrieb verursache Probleme, er sei keineswegs klimaneutral, und beim Feinstaub (durch Abrieb an Reifen und Bremsbelägen) sowie der Abnutzung der Straßen seien die Elektromobile sogar schädlicher als klassische Autos. Wer das Gegenteil behaupte, lasse die Gesetzmäßigkeiten der Physik außer Acht.

Technische Argumente haben es freilich schwer in einer Debatte, die auch durch die Abgasschummeleien einiger Hersteller längst zur politischen Hexenjagd auf Verbrennungsmotoren geraten ist. Dabei gibt es handfeste Argumente dafür, die klassischen Antriebe nicht vorschnell abzuschreiben. Und gute Gründe, einen schnellen Durchbruch der E- Batteriepaket mit LithiumIonen-Batterien als Energiequelle für den Elektromotor

Energiekontrolle Elektromotor

Ladeeinheit Mobilität für sehr unwahrscheinlich zu halten.

Die Achillesferse elektrisch angetriebener Fahrzeuge ist ihre Batterie. Die besten heute verfügbaren Zellen kommen auf eine Energiedichte von 700 Wattstunden pro Liter Volumen, in den kommenden Jahren könnten 900 Wattstunden drin sein, hoffen die Forscher. Und selbst damit ist man noch meilenweit entfernt von den Energiedichten fossiler Treibstoffe. So kommt ein Liter Diesel auf 10.000 Wattstunden. Selbst wenn man berücksichtigt, dass Elektromotoren die Energie dreimal effizienter ausnutzen als Verbrenner, macht der Vergleich die technische Herausforderung deutlich. Ein klassisches

Tank Elektrischer Strom erreicht die Zellen über leitende Oberflächen an beiden Seiten des Stapels.

Die heutigen Akkus basieren auf der schon

in den 70er-Jahren entwickelten Lithium

Ionen-Technologie

Auto kann man in wenigen Minuten für 1000 Kilometer Reichweite betanken. Selbst unter idealen Bedingungen lassen sich Batterien nur in einem Vielfachen dieser Zeit aufladen und auch nur für einige Hundert Kilometer.

Zwar wird intensiv zu einer neuen Batteriegeneration geforscht, aber selbst die optimistischsten Experten glauben nicht an einen Durchbruch im kommenden Jahrzehnt. Die heutigen Akkus basieren auf der schon in den 70er-Jahren (übrigens in Deutschland) entwickelten LithiumIonen-Technologie. Bei der im Fahrzeugbau meist verwendeten Variante werden Mischoxide von Lithium, Kobalt, Nickel und Mangan eingesetzt. Und diese Metalle sind nicht in unbegrenzter Menge verfügbar.

Im Akku eines einzigen Tesla Model S mit 90 Kilowattstunden Leistung stecken knapp 80 Kilogramm hochreines Lithium. Zum Vergleich: Für den Akku eines Smartphones wird weniger als ein Gramm benötigt. Förderung und Verarbeitung von Lithium sind extrem aufwendig; derzeit werden im Jahr rund 36.000 Tonnen produziert. Sollten im Jahr 2030 – so lauten etliche Prognosen – weltweit 40 Millionen E-Autos vom Band rollen, würden dafür bis zu drei Millionen Tonnen des Leichtmetalls benötigt. Kaum denkbar, dass die Produktion so schnell hochgefahren werden kann.

Noch dramatischer könnte der Engpass bei Kobalt werden. Zwar vermuten Geologen ausreichende Ressourcen in der Erdkruste, aber weil Kobalt bisher nur in geringen Mengen benötigt wurde, wurde es auch kaum gezielt abgebaut. Mehr als die Hälfte der bekannten Reserven liegen zudem im politisch extrem instabilen Kongo, wo das Metall zudem unter ökologisch und sozial desaströsen Bedingungen gewonnen wird, mit massiver Umweltzerstörung und Kinderarbeit.

Zwar wird daran gearbeitet, die Abhängigkeit von dem problematischen Material zu verringern, aber die Kobaltnachfrage dürfte sich trotzdem allein in den kommenden zwei Jahren vervierfachen und bis 2030 mindestens verzehnfachen. Die meisten Minenbetreiber haben inzwischen langfristige Lieferverträge mit asiatischen Aufkäufern geschlossen, westliche Kunden gingen leer aus. So scheiterte sogar der mächtige VW-Konzern im Herbst mit dem Versuch, den Nachschub für seine Batterielieferanten wenigstens für die kommenden fünf Jahre zu sichern.

Selbst wenn sich das Batterie-Problem wie durch ein Wunder über Nacht in Luft auflösen würde, blieben hohe Hürden zu überwinden. Eine davon ist der gigantische Energiebedarf bei der Umrüstung auf Elektroantrieb. Sollte der Strom für die 40 Millionen bisher konventio- nell betriebenen Autos in Deutschland klimaneutral produziert werden, müsste die Republik nach einer Berechnung der „FAZ“mit 35.000 zusätzlichen Windrädern zugebaut werden – das sind mehr als doppelt so viele wie heute. Leider aber wäre das aktuelle Leitungsnetz der Verteilung dieser gewaltigen Mengen an Elektrizität nicht gewachsen. Sollte in Deutschland das geforderte dichte Netz an schnellladenden Stromtankstellen entstehen, bräche diese Infrastruktur ohne eine milliardenschwere und langwierige Nachrüstung zusammen.

Statt um jeden Preis auf flächendeckende E-Mobilität zu setzen, wäre es sinnvoller, sie gezielt für den urbanen Bereich weiterzuentwickeln – und zwar mit leichten und leistungsgedrosselten Fahrzeugen, denn nur sie haben eine vernünftige Ökobilanz. Und gleichzeitig die Verbrennungsmotoren weiter zu optimieren, insbesondere den Diesel. Dieselöl enthält rund zehn Prozent mehr Energie als Benzin und führt insgesamt zu einem um 15 Prozent geringeren CO2-Ausstoß. Die Technik für eine effiziente Abgasreinigung ist vorhanden. Sie hat ihren Preis, aber der liegt unter dem für den Einbau von Elektroantrieben. Diese werden die Verbrennungsmotoren vermutlich ablösen. Aber vielleicht nie vollständig. Und gewiss nicht schon in den nächsten Jahren.