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Elektromobilitéit

D’Elektromobilitéit ass haut iwwerall een gängegt Thema. Ob et sech em Autoen, Vëloen, Motorieder,Busser, Booter, Fligeren, oder soss Gefierer handelt vir all des Maschinerien gëtt et schonns mindestens eng elektresch Versioun um Maacht. Et gi grouß Hoffnungen an eng schuedstoff- a kaméidiaarm Fortbeweegungstechnik gesaat an d’Viirdeeler vun den Elektrogefierer si net vun der Hand ze weisen.

Allerdéngs ass d’Elektromobilitéit méi ewéi nëmmen eng technesch Modifikatioun zu engem konventionellen Verbrennungsmotor oder souguer Pressionsmotor, mee d’Elektromobilitéit muss an engem ganzheetlechen Konzept gesi ginn, dat déi traditionell Approche vun Fortbeweegung, Infrastruktur an Organisatioun erausfuerdert an soumat de Gemengen, dem Staat an de Bierger komplett nei Méiglechkeeten opmëscht.

E-Bike

Einleitung: Was versteht man unter Elektromobilität ?

Elektromobilität bedeutet nichts anderes als das Fortbewegen mit Hilfe von strombetriebenen Fahrzeugen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Fortbewegungsmitteln, die mit Erdöl, Erdgas oder anderen fossilen Brennstoffen betrieben werden, besitzen Elektromobile, wie der Name es bereits sagt, einen elektrischen Antrieb. Daneben gibt es aber auch die nicht weniger wichtige sogenannte „sanfte Mobilität“. Damit sind die Fußgänger und Radfahrer gemeint, also eine Fortbewegung durch Menschenkraft. Das Prinzip der Elektromobilität stammt allerdings bereits aus dem 19. Jahrhundert, als elektrifizierte Fortbewegungsmittel den Anfang der Massenmobilität des folgenden Jahrhunderts bestimmten, bis die mit Erdöl betriebenen Verbrennungsmotoren die Stromfahrzeuge wegen der deutlich erhöhten Reichweite weitgehend verdrängten. Während die Technik bei Zügen, Oberleitungsbussen oder der Straßenbahn schon lange eingesetzt wird und weit verbreitet ist, sind Elektroautos und –fahrräder (sogenannte Pedelecs) noch recht jung in der Entwicklung. Neben diesen klassischen Fahrzeugen, kommen jedoch auch neue und modernere Fortbewegungsmittel mit Elektroantrieb auf den Markt, wie zum Beispiel die bekannten Segways (Einpersonen-Transporter) oder auch Treadways (elektrische Rollschuhe).

Welche Vorteile haben Elektroautos?

Elektroautos benötigen einen geringen Energieaufwand und verringern deutlich den Schadstoffausstoss. Sie erhöhen die Fahreigenschaften, fahren geräuscharm und schonen unsere natürlichen Ressourcen und vermitteln somit ein positives, umweltbewusstes Image. Sie können durch die Verlagerung der Stromlasten zur Stabilisierung des Energienetzes beitragen und durch die Wechselwirkung als Speicherpuffer zur Förderung erneuerbarer Energien beitragen, was wiederum die Abhängigkeit vom Erdöl verringern und eine autarke Energieversorgung sichern würde. Der Wirtschaftszweig der Elektromobilität könnte darüber hinaus durch sein enormes Potential eine Vielzahl an neuen Arbeitsplätzen schaffen.

Welche Nachteile?

Oft genannte Nachteile von Elektrofahrzeugen sind die hohen Anschaffungspreise, die oftmals weit über denen konventioneller Fahrzeuge liegen, sowie die in den meisten Fällen geringe Reichweite von wenigen 100 km. Darunter hat vor allem die Flexibilität zu leiden, denn zwar können solche Autos an allen herkömmlichen Steckdosen aufgeladen werden, jedoch ist dies sehr zeitaufwendig und erfordert eben auch einen solchen Netzanschluss. Das Netz an öffentlichen und privaten „Stromtankstellen“ ist eben noch sehr überschaubar. Auch die Frage, wie die Lithium-Ionen-Akkus entsorgt werden sollen, ist noch nicht eindeutig geklärt. Außerdem kann der eigentlich vorteilige und nahezu geräuschlose Betrieb zu einer Verkehrsgefährdung führen, da man die Autos fast nicht mehr hört. Das Fehlen einheitlicher internationaler Normen bei Technik, Auflade- und Abrechnungssystemen stellt einen weiteren Nachteil dar. Und nicht zuletzt die Tatsache, dass Elektromobilität nur Sinn macht, wenn dazu „grüner Strom“ verwendet wird, was bisher leider noch nicht garantiert werden kann, vervollständigt die Liste der Nachteile.

E-Car mit Solartankstelle und Windkraft

Welche Art der Stromversorgung gibt es?

Bei Zügen und der Straßenbahn genügt ein Blick nach oben, um die Art der Stromversorgung festzustellen? Es handelt sich um Oberleitungen mit Schleifkontakten, die durch sogenannte Stromabnehmer mit dem Fahrzeug verbunden werden und auf diese Weise den Fahrstrom liefern können. Einige Busse und sogar Fähren greifen ebenfalls auf dieses System zurück. Ebenfalls Verwendung finden bodennahe Stromschienen, die z.B. bei Magnetschwebebahnen für eine externe Stromzufuhr sorgen. Beide Systeme erfordern allerdings eine festgesetzte Wegstrecke und reduzieren die Bewegungsfreiheit deutlich. Eine sehr innovative Methode bietet das kabellose Aufladen per Induktion, wobei die Stromübertragung ähnlich wie beim Induktionsherd über Leitlinien oder in den Asphalt integrierte Streifen geschieht. Ein kleiner (und somit billigerer) Akku dient als Puffer beim Verlassen der Induktionsbahnen. Aufwand und Kosten würden jedoch ins astronomische steigen, würde man ein weitverbreitetes Netz an Induktionsfahrbahnen bereitstellen wollen. Eine weitere Möglichkeit, Elektrofahrzeuge mit Fahrstrom zu versorgen ist die direkte Bereitstellung mittels Solarzellen oder Mikrowindrädern, die an bzw. auf dem Fahrzeug montiert sind. Aber auch diese Methode ist wegen seiner Unzuverlässigkeit nur sehr bedingt einsetzbar, denn wer möchte schon mitten auf dem Weg zur Arbeit stehen bleiben, weil beispielsweise gerade eine Wolkendecke die Sonne verhüllt und dem Fahrzeug somit seiner Energiequelle beraubt. Somit bleibt zum Einsatz im Individualverkehr lediglich noch der Batteriebetrieb übrig. Hier muss man jedoch unterscheiden, ob man den Akku selbst auflädt (Plug-in) oder ob man ihn wenn er leer ist komplett gegen einen neuen austauscht. In der Hinsicht unterscheidet sich ein Elektroauto nunmal kaum von einem Mobiltelefon, denn Akku bleibt Akku.

Was ist die Steckerproblematik?

Ein Problem, das die breite Einführung der Elektrotechnik beim privaten Individualverkehr bisher verhindert hat, ist die sogenannte Steckerproblematik. Hierbei stellen sich mehrere Fragen. Erstens geht es darum, eine sinnvolle international vereinheitlichte Norm für alle Steckersysteme einzuführen. Wer kauft schon ein Auto, dessen Stecker nur auf einige wenige Steckdosen passt. Die Schwierigkeit stellen dabei weniger die normalen Haushaltsstecker (Typ Schuko) dar, an denen man Elektroautos problemlos in einigen Stunden aufladen kann, sondern eher die für ein schnelleres Aufladen gedachten „Stromtankstellen“. Solche Schnellladestationen sind unerlässlich, wenn man Stromfahrzeuge konkurrenzfähig machen will, ohne dabei an Flexibilität zu verlieren, erfordern jedoch eher starkstromfähige Steckertypen. Momentan sind einige Steckersysteme im Umlauf, wie zum Beispiel die japanischen Stecker des Typs Yazaki. Es gibt aber auch eine französisch-italienische Variante und auch die USA haben einen eigenen Steckertypen. Die besten Chancen zumindest zum europäischen Einheitsstecker zu werden hat jedoch der im Sauerland entwickelte Mennekes-Stecker, der nicht nur alle weltweiten Leistungsklassen einwandfrei beherrscht, sondern auch zum Datenaustausch zwischen Wagen und Ladestation bestens geeignet ist. Außerdem müssten dann ja auch alle Stecker in den Haushalten angepasst werden, was relativ problematisch wäre. Ein weiteres Problem stellt der Ort des Steckkontakts am Wagen und an der Stromzapfsäule dar. Aus Ergonomiegründen scheint hier aber eine Anbindung vorne am Wagen am sinnvollsten.

Welche Probleme gibt es beim Bereitstellen der Ladeinfrastruktur?

Neben dem WIE ist vor allem das WO beim Aufladen von Elektrofahrzeugen von eminenter Bedeutung. Die Bereitstellung eines flächendekenden Stromstellennetzes (z.B. auf Parkplätzen) macht mehr Sinn als wenige, an strategischen Punkten platzierte große „Stromtankstellen“. Die einzelnen Zapfsäulen können einfacher an die bereits vorhandene Strominfrastruktur angeschlossen werden, reduzieren die Kosten und erhöhen die Flexibilität für den Nutzer. Da der gewerbliche Betrieb solcher Stromstellen aufgrund des niedrigen Strompreises zur Zeit wenig rentabel erscheint, rückt eine durch öffentliche Gelder finanzierte und jedem zugängliche Ladeinfrastruktur in den Vordergrund. Staat und Kommunen können demnach durch die Bereitstellung einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz und zur Versorgungssicherheit der Allgemeinheit leisten. Allerdings sollte dem Ganzen ein sorgsam durchdachtes Mobilitäts- und Energiekonzept zugrunde liegen, will man ein effizientes System schaffen. Allerdings werden die meisten Menschen vor allem in der Anfangsphase ihre Elektroautos wohl bequem von zu Hause aus und vorzugsweise nachts aufladen, wenn das Auto nicht benötigt wird.

borne

Was bedeutet Netzintegration?

Netzintegration steht für das gesteuerte und geregelte Anbinden von Elektrofahrzeugen an das Energienetz. Die gezielte Steuerung einer solchen Integration ist vonnöten, wenn man einer Überlastung des Netzes durch zu viele, gleichzeitig ladende Fahrzeuge vorbeugen möchte. Hierbei wird demnach eine Kommunikation zwischen den Fahrzeugen, den Ladestationen und den Stromanbietern notwendig. So kann der jeweilige Energiebedarf über den Tag hinweg geregelt und angepasst werden. Dabei soll Strom in den Fahrzeugakkus gespeichert werden, wenn reichlich davon vorhanden ist, um dann zu Spitzenzeiten wieder ans Netz abgegeben werden zu können, was zu einer Glättung der Netzlast durch Lastverteilung führt (Pufferwirkung). Somit werden Spitzenzeiten abgeschwächt und „Belastungslöcher“ aufgefüllt. Ein solches System nennt man Smart Grids, also intelligentes Netz. Sehr eng gekoppelt sein muss ein solches Kommunikationssystem jedoch mit ebenfalls intelligenten Auflade- (Smart Charging) und Abrechnungssystemen (Smart Billing). Beim Smart Charging werden Elektroautomobile immer dann aufgeladen, wenn reichlich Energie vorhanden oder die Netzbelastung am geringsten ist. Dies ist vor allem sinnvoll wenn es um erneuerbare Energien geht. Da diese (vor allem Sonnen- und Windenergie) nur sehr unregelmäßig vorhanden sind, könnten sie zwischenzeitlich gespeichert werden, um dann später wieder bereitzustehen, wenn sie benötigt werden. Man würde demnach den Wirkungsgrad erneuerbarer Energien erhöhen. Beim Smart Billing wird ähnlich wie beim Roaming im Mobilfunksektor eine Abrechnung zwischen unterschiedlichen Stromanbietern zum bestmöglichen oder vereinbarten Tarif ermöglicht. Bisher ist nämlich nur ein Tanken möglich, wenn man auch einen Vertrag mit dem Stromlieferunternehmen der jeweiligen Tanksäule abgeschlossen hat. Smart Charging, Smart Billing und Smart Grids sind demnach integrale Bestandteile einer modernen Netzintegration von Elektrofahrzeugen.

Wie kann die Politik den Ausbau der Elektromobilität fördern?

Eine Politische Absichtserklärung ist der erste Schritt in Richtung eines nachhaltigen Mobilitätskonzepts. Vor allem die Bereitstellung öffentlicher Gelder für das Errichten einer öffentlichen Ladeinfrastruktur hat erste Priorität. Aber auch finanzielle Anreize für Privatleute (z.B. Subventionen, Steuervergünstigungen oder Dienstleistungsprämien) können den Trend hin zur Elektromobilität noch verstärken. In Luxemburg gibt es zur Zeit staatliche Fördergelder bis zu einer Höhe von maximal 3.250 € beim Kauf eines Elektrofahrzeuges.

Fazit

Elektromobilität bietet zwar eine Fülle an Möglichkeiten, kann uns jedoch nicht schlagartig von allen Umwelt- und Verkehrssorgen befreien. Es bedarf sowohl eines politischen und gesellschaftlichen Willens, als auch einer gewissen Transitionsphase, um Elektromobilität salonfähig zu machen. Nur eine sorgsame Planung verleiht der E-Mobilität eine langfristige Überlebenschance. Moderne und nachhaltige Stadt- und Landesplanungen und die Ausarbeitung lokaler, regionaler, nationaler und internationaler Urbanisierungskonzepte sollten demnach der Elektromobilität angemessen Rechnung tragen.