Potentiale und Herausforderungen Elektromobilität
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Begriffserklärung
Die Elektromobilität beschränkt sich nicht nur auf das Elektrofahrzeug an sich, sondern muss als ein zusammenhängender Kreis mehrere wichtiger Teilbereiche gesehen werden (siehe Abbildung 1). Für einen funktionierenden Umstieg auf elektrischen Strom als Antriebsquelle unserer Fahrzeuge müssen neben dem eigentlichem Auto und dem Energiespeicher auch die bestehende Infrastruktur und die Stromnetze weiterentwickelt werden. Zudem muss über neuen Mobilitätskonzepte nachgedacht werden und der Ausbau der erneuerbaren Energien weiter vorangetrieben werden
Potential
Die Elektromobilität bietet im Vergleich zu derzeit konventionellen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor viele entscheidende Vorteile, die sie zur Zukunft der individuellen Mobilität werden lassen könnten. Vor allem ist durch Elektroautos eine schnelle und bequeme Fortbewegung ohne den Ausstoß von CO2 oder Schadstoffen prinzipiell möglich. Da es auf Dauer und in naher Zukunft unerlässlich sein wird, den Ausstoß von CO2 in die Atmosphäre zu senken um das Klima auf unserem Planeten nicht katastrophal zu verändern, lässt sich das Potential dieser Technologie gut erahnen. Ein zweiter wichtiger Aspekt, der für die Elektromobilität spricht, ist die zunehmende Verknappung fossiler Brennstoffe wie Öl und Erdgas, welche zum Betrieb von Verbrennungsmotoren benötigt werden. Die Automobilität konkurriert zudem mit anderen Industriezweigen, wie etwa der Wärme- oder Kunststoffproduktion, sowie z.B. dem Flugverkehr um diese Rohstoffe, in welchen sich die Suche nach Alternativen als schwerer entpuppt als bei Automobilen. Da die fossilen Brennstoffe endlich sind, muss unabhängig von den Randbedingungen eine Alternative für die Zukunft gefunden werden. Warum also nicht schon jetzt damit beginnen? Durch die zunehmende Urbanisierung der Welt werden in Zukunft zudem immer mehr Menschen in sogenannten Megacities (Städte mit mehr als 10 Mio. Einwohnern) leben. Platz ist dort nur begrenzt vorhanden und die täglich zurückzulegende Strecke ist gering. Optimale Bedingungen also für kleine, leichte Elektrofahrzeuge. Da diese Autos zudem keine direkten Schadstoffe ausstoßen und quasi geräuschlos dahinrollen, bieten sie ein sehr großes Potential um in den Megacities der Zukunft dem Platzmangel, dem Smog und der hohen Lärmbelästigung entgegenzuwirken. Ein weiteres Potential von Elektroautos ist ihre Stromspeicherfähigkeit. Regenerative Energie, wie z.B. Wind- oder Solarenergie, lässt sich nicht oder nur schwer vorhersagen. Aus diesem Grund würde man bei einem steigendem Anteil unserer Stromerzeugung aus regenerativen Energien Speichermöglichkeiten benötigen, welche den bei guten Bedingungen (viel Wind, Sonne, Wellen, …) erzeugten Strom für Zeiten schlechter Bedingungen speichern kann. Elektroautos könnten in Zusammenarbeit mit intelligenten Stromnetzen, den sogenannten Smart Grids, diese Energie in ihren Batterien speichern und bei Verbrauchsspitzen, beispielsweise am Abend, wieder freigeben.
Herausforderungen
Wie Abbildung 2 bereits andeutet, gibt es im Bereich der Elektromobilität noch viele Problempunkte, die in den nächsten Jahren gelöst werden sollten, wenn der Elektroantrieb den Verbrennungsmotor ohne Komforteinbußen für den Kunden ablösen soll.
Doch neben den vielen noch bestehenden technischen Problemen interessieren wir uns in dieser Semesterarbeit vor allem für die ökologischen Folgen einer Umstellung des Individualverkehrs auf Elektroautos. Auf den Plakaten dieses Wissensspeichers werden dabei alle wichtigen Faktoren genannt, die dem Elektroauto seinen Ruf als ökologische Fortbewegungsvariante strittig machen. Das Finden von Lösungsstrategien für diese Problematiken stellt sich als zentrale Aufgabe heraus, damit das Elektroauto in Zukunft wirklich eine grüne Variante der Fortbewegung ist. Beispielsweise lassen sich dabei folgende Herausforderungen nennen, welche von Ingenieuren und Politikern noch gemeistert werden müssen:
- Entwicklung neuer Antriebssysteme um kritische Ressourcen wie Kupfer und Seltene Erden zu umgehen
- Entwicklung neuer Batteriesysteme um einen extremen Bedarfsanstieg von Lithium zu unterbinden
- Ausbau der Regenerativen Energien weltweit. Derzeit würde ein Elektroauto in den meisten Ländern der Welt mehr CO2 produzieren als ein moderner Verbrennungsmotor
- Umweltschonender Ausbau der für Elektromobilität benötigten Infrastruktur (Ladestationen, Energiespeicher,…)
- Entwicklung veränderter Mobilitätsstrategien (Carsharing, Verbot von privaten Autos in Großstädten, Ausbau der öffentlichen Verkehrsmittel,…)
- Internationale Zusammenarbeit stärken, um genormte Standards für Ladesysteme, Batterien, usw. zu entwickeln
Dies sind nur Beispiele, im Rahmen dieses Wissensspeichers werden noch weitere Herausforderungen genannt.