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Elektromobilität

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Definition: Fortbewegung unter Verwendung elektrischer Energie, die auf der Fahrstrecke zugeführt oder einem Energiespeicher entnommen wird

Englisch: electric mobility

Kategorien: elektrische Energie, Fahrzeuge, Grundbegriffe

Autor: Dr. Rüdiger Paschotta

Wie man zitiert; zusätzliche Literatur vorschlagen

Ursprüngliche Erstellung: 12.02.2013; letzte Änderung: 13.08.2016

Unter Elektromobilität versteht man die Fortbewegung mit Fahrzeugen, deren Antrieb mit elektrischer Energie funktioniert, also mit Elektromotoren. Solche Fahrzeuge müssen entweder auf der Strecke elektrisch versorgt werden, z. B. über ein Oberleitungssystem, oder einen elektrischen Energiespeicher mitführen. Wenn elektrische Energie erst an Bord des Fahrzeugs erzeugt wird, z. B. mit Hilfe eines Verbrennungsmotors (bei Hybridantrieben und bei dieselelektrischer Antrieb), spricht man nicht von Elektromobilität.

Grundlegende Vor- und Nachteile der Elektromobilität

Elektrische Antriebe weisen eine Reihe von Vorteilen gegenüber anderen Antrieben (z. B. mit Verbrennungsmotoren) auf:

Allerdings entstehen wesentliche Nachteile dadurch, dass elektrische Energie nicht gut speicherbar ist. Wenn die Energie nicht auf der Fahrstrecke zugeführt kann (z. B. mit Oberleitungen), werden Akkumulatoren (aufladbare Batterien) benötigt. Diese führen zu schweren Nachteilen von Elektroantrieben:

Fahrzeuge für die Elektromobilität

Öffentlicher Verkehr

Eisenbahnen werden schon sehr lange mit Hilfe elektrischer Energie betrieben. Anfangs wurden zwar meist Dampfmaschinen genutzt, und heute noch sind viele Diesellokomotiven im Einsatz. Die Elektrifizierung des Bahnverkehrs bot jedoch große Vorteile und ist deswegen sehr weit fortgeschritten. Ähnliches gilt für Straßenbahnen. Neuere Formen des öffentlichen Verkehrs wie z. B. Schwebebahnen wurden von vornherein auf der Basis elektrischer Energie implementiert. In manchen Städten fahren auch Elektrobusse, die wie Straßenbahnen durch Oberleitungen gespeist werden. Sie bieten niedrige Betriebskosten und einen abgasfreien Betrieb, jedoch ist die Infrastruktur der Oberleitungen teuer zu errichten.

Individualverkehr

Im Bereich der Kraftfahrzeuge (Autos) für den Individualverkehr wie auch für gewerblichen Einsatz gibt es heute verstärkte Bestrebungen, die Elektrifizierung durchzuführen. Elektroautos gab es zwar schon in der sehr frühen Zeit der Automobile, jedoch konnten sie sich gegen den mit Benzin (und später mit Dieselkraftstoff) angetriebenen Fahrzeugen nicht durchsetzen, insbesondere weil die Leistung und die Reichweite begrenzt waren. Noch heute sind dies wesentliche Probleme, obwohl die Motivation für die Entwicklung von Elektrofahrzeugen aufgrund des knapper werdenden Erdöls und der Klimagefahren inzwischen wesentlich verstärkt wurde und deswegen energischer an der Lösung der technischen Probleme gearbeitet wird. Ein Hauptproblem sind immer noch die Begrenzungen durch die Akkumulatoren (aufladbaren Batterien), die oben bereits genannt wurden.

Graduelle Verbesserungen der Batterien durch weitere technische Entwicklung sind zu erwarten, jedoch erscheint es sehr schwierig, die durch die Benzin- und Dieselautos entstandenen Ansprüche an Kosteneffizienz, Leistung und Reichweite sowie Platzangebot und Komfort mit Elektroautos auch nur annähernd zu erfüllen. Deswegen ist es zu erwarten, dass mittelfristig die Elektroautos die bisherigen Autos, welche fossile Energieträger benötigen und Klimagefahren verursachen, nicht in einem großen Umfang ersetzen werden. Nur wenn die Konsumenten bereit wären, sich mit wesentlich kleineren, sehr leicht gebauten Fahrzeugen zufrieden zu geben, wäre der Elektroantrieb gut und mit vernünftigen Kosten realisierbar.

Für den Kurzstreckenverkehr sind Elektroautos auch heute im Prinzip schon vielfach gut geeignet; hierfür genügt eine relativ geringe Reichweite. Allerdings wird ein Elektroauto oft selbst dann nicht gekauft, wenn es 95 % der vorgesehenen Fahrten problemlos leisten könnte, da für die 5 % der anderen Fälle dann umständlich eine andere Lösung gesucht werden muss.

Relativ problemlos wird es möglich, leichte Kleinfahrzeuge insbesondere auch im Bereich der Zweiräder mit elektrischem Antrieb zu realisieren. Für solche Elektroräder (vor allem für solche mit Tretunterstützung) werden nur relativ kleine Batterien benötigt, so dass das Kostenproblem gut zu bewältigen ist.

Gewerblicher Verkehr

Für einen gewissen Teil des gewerblichen Verkehrs erscheinen Elektrofahrzeuge sehr geeignet – insbesondere in Sektoren, in denen die Nachteile von Verbrennungsmotoren besonders schwerwiegend sind. Hierzu zählen der innerstädtische Lieferverkehr (vor allem die Post), aber auch Taxis. Aufgrund der starken Nutzung solcher Fahrzeuge (viele Kilometer pro Jahr) fallen die höheren Investitionskosten weniger ins Gewicht, und die Effizienz- und Abgasvorteile sind im Stadtverkehr besonders wichtig.

Es gibt auch Pläne, Autobahnen mit Oberleitungen auszustatten, wie es sonst bei den Eisenbahnen und für Elektrobusse im Stadtverkehr üblich ist. Solche Oberleitungen könnten vor allem von großen Lastkraftwagen genutzt werden, die allerdings einen Hybridantrieb benötigen würden, um auch außerhalb der elektrifizierten Strecken fahren zu können.

Hybridantriebe als Zwischenschritt

Hybridantriebe, bei denen ein elektrischer Antrieb mit einem Verbrennungsmotor kombiniert wird, können als ein Schritt in Richtung zur vollständigen Elektrifizierung angesehen werden. Hier wird die Batterieproblematik stark entschärft, da nur noch eine relativ kleine Batterie benötigt wird. Eine große Reichweite wird weiterhin durch die hohe Energiedichte eines flüssigen Kraftstoffs garantiert. Allerdings wird immer noch Kraftstoff benötigt, nur eben in geringeren Mengen, vor allem im Stadtverkehr.

Die spätere Umstellung auf Plug-in-Hybride und schließlich auf reine Elektrofahrzeuge wäre ein technisch einfacher Schritt, sobald die Batterien entsprechend entwickelt sind und eine Ladeinfrastruktur aufgebaut ist. Beides dürfte jedoch einige Zeit brauchen.

Bedeutung einer Ausweitung der Elektromobilität

Der Verkehrssektor ist heute sehr stark von Erdöl abhängig, und dies schafft diverse Probleme: steigende Kraftstoffkosten, zu befürchtende Knappheitsprobleme und die hohen CO2-Emissionen, die im Lichte der Klimagefahren auf Dauer nicht toleriert werden können. Im Prinzip könnte eine starke Ausweitung der Elektromobilität über Elektroautos und andere Elektrofahrzeuge diese Probleme lösen, wobei hier einige Dinge zu beachten sind:

Förderung der Elektromobilität

Staaten können anstreben, dass der Anteil der Elektromobilität beispielsweise beim Individualverkehr zunimmt, um damit ökologische Vorteile (beispielsweise einen Beitrag zum Klimaschutz) und eine Verringerung der Abhängigkeit vom Erdöl zu erreichen. (Es sei allerdings angemerkt, dass Elektroautos nicht zwangsläufig Klimaschutz-Vorteile bringen, und das selbst dann die damit verbundenen CO2-Vermeidungskosten recht hoch sein können.)

Für die Förderung der Elektromobilität durch die Staaten gibt es diverse Möglichkeiten, für die einige Beispiele genannt werden:

Mögliche Alternativen zur Elektromobilität

Es gibt diverse andere Möglichkeiten, die Vorteile der Elektromobilität zumindest teilweise mit anderen Methoden zu erreichen:

Da weder die Elektrifizierung noch andere Ansätze die in den letzten Jahrzehnten entstandenen enormen Mobilitätsansprüche auf umweltverträgliche und bezahlbare Weise erfüllen können, werden Kompromisse notwendig sein. Es liegt auch nahe, veränderte Mobilitätskonzepte zu entwickeln bzw. stärker zu realisieren, um die Problematik zu entschärfen. Beispielsweise könnten Elektroautos, die an Bahnhöfen einfach und kostengünstig gemietet werden können, die Nutzung des Bahnverkehrs für einen Großteil der Strecken erleichtern. Freilich wäre ein Großteil des Nutzens schon dann erreicht, wenn diese Fahrzeuge nicht elektrisch angetrieben würden.

Literatur

[1]Blog-Artikel: Elektromobilität am falschen Ort zum falschen Zweck

(Zusätzliche Literatur vorschlagen)

Siehe auch: elektrische Energie, Elektroauto, Hybridantrieb, Elektrifizierung
sowie andere Artikel in den Kategorien elektrische Energie, Fahrzeuge, Grundbegriffe

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