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Sind Elektroautos der richtige Weg für die Mobilität der Zukunft?

Erschienen 2021-01-28 im RP-Energie-Blog (als E-Mail-Newsletter erhältlich!)

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Autor: , RP-Energie-Lexikon, RP Photonics Consulting GmbH

Inhalt: An der breiten Einführung der Elektromobilität führt kein Weg vorbei. Andererseits gibt es auch hier sehr schwierige Hindernisse, jedenfalls solange man nur einen Art von Motor durch eine andere ersetzen möchte. Der Schlüssel zur effektiven und realistischen, als auch bezahlbaren Problemlösung liegt in der Entwicklung intelligenter Mobilitätskonzepte, in die sich Elektroautos dann prima einfügen.

Rüdiger Paschotta

Die jahrelang nur recht langsam vorankommende Verwendung von Elektroautos hat inzwischen auch in Deutschland deutlich mehr Schub bekommen durch die seit 2020 massiv ausgeweitete staatliche Förderung. Diese ist zum Teil auch recht großzügig bemessen, gerade im Bereich der gewerblich genutzten Fahrzeuge. In der gesellschaftlichen Diskussion steht allerdings immer noch die Frage, ob oder inwieweit die Verwendung von Elektroautos tatsächlich den richtigen Weg für die Mobilität der Zukunft darstellt. Die Beantwortung dieser Frage muss sich auf ein ausreichend genaues Verständnis diverser Fakten stützen, und zusätzlich sind gewisse nicht so einfache Bewertungen sowie auch neue Ideen notwendig.

Betrachten wir zunächst einmal die im Folgenden skizzierten zustimmenden und ablehnenden Bewertungen. Beide können sich auf eine Reihe nachvollziehbarer Argumente stützen. In den folgenden Abschnitten werde ich einen sinnvollen Ansatz aufzeigen, der etliche zentrale Probleme ziemlich elegant entschärfen würde. Um es vorwegzunehmen, wird dies auch zeigen, dass die Frage im Titel dieses Artikels zu eng gefasst ist.

Position 1: Die Elektromobilität ist der einzig richtige Weg

Der bisherige Weg war, Autos mit Verbrennungsmotor durch immer weitere Verbesserung der Technik möglichst umweltfreundlich zu gestalten – wobei allerdings Umweltaspekte oft zugunsten anderer Werte hinten angestellt wurden. Immerhin wurde die Energieeffizienz der Motoren mit einem ziemlichen Einsatz immer kompliziertere Technik erheblich verbessert, sowohl in der Volllast als auch im bei Fahrzeugen so wichtigen Teillastbetrieb. Der Kraftstoffverbrauch hat hierdurch mit der Zeit deutlich abgenommen – wobei allerdings leider ein guter Teil der technischen Fortschritte durch eine immer weiter anwachsende Motorleistung und Fahrzeuggröße zunichte gemacht wurde. Inzwischen stößt man allmählich an die physikalischen Grenzen – wohlgemerkt mit gewissen Nebenbedingungen, beispielsweise betreffend Platzangebot, Sicherheit der Insassen, Beschleunigungsvermögen usw., wo gerade deutsche Autohersteller sehr ungern Kompromisse machen. Die seit Jahren allmählich immer weiter sinkenden CO2-Grenzwerte, die direkt in einen bestimmten maximal Kraftstoffverbrauch umgerechnet werden können, werden nun immer schwerer erreichbar. Man beachte hierbei, dass diese Zielvorgaben nicht etwa einfach von verständnislosen Beamten so festgesetzt werden, sondern sich aus den unverzichtbaren Klimazielen ergeben: Ohne erhebliche Beiträge des Mobilitätssektors kommt man unmöglich zum Ziel.

Aus der Sicht der Autohersteller wird also sehr bald die bisherige Strategie der Verbesserung von Verbrennungsmotoren nicht mehr genügen. Sie entwickeln nun Elektroautos oft einfach deswegen, weil sie die Klimaschutz-Vorgaben anders technisch nicht mehr erfüllen können.

Gewisse andere Ansätze wurden natürlich auch sorgfältig überprüft, beispielsweise die Verwendung von Erdgasfahrzeugen, was ohne allzu große technische Umstellungen funktioniert, aber am Ende eben doch zu wenig bringt. Hoffnungen auf eine breite Verwendung von Biokraftstoffen haben sich ebenfalls als unrealistisch erwiesen: Gewisse Mengen davon kann man zwar umweltfreundlich aus Reststoffen herstellen, aber nur der großtechnische Anbau von Energiepflanzen kann einen nennenswerten Teil des Erdöls ersetzen, und dies teils mit sehr bedenklichen Nebenwirkungen. Teils sind solche Ansätze sogar klimaschädlicher, als wenn man gleich beim Erdöl geblieben wäre.

Auf der anderen Seite macht die ökologische Sicherung der Stromversorgung nicht nur in Deutschland, sondern auch in vielen anderen Ländern erhebliche Fortschritte – weit größere, als viele sie vor zehn oder 20 Jahren überhaupt für möglich gehalten hätten. Eine zunächst CO2-arme und in Zukunft annähernd klimaneutrale Stromerzeugung ist kein unrealistisches Ziel, zu guten Teilen mit Windenergie und Photovoltaik erreichbar, wobei allerdings zunehmend auch eine geeignete Kombination von Energiespeichern und besser ausgebauten Stromnetzen gebraucht wird. Daraus ergibt sich auch die Perspektive einer klimaneutralen Mobilität durch Elektrifizierung.

Was die lokalen Abgase betrifft, sind Elektroautos natürlich auch viel besser – gerade auch im Vergleich mit realen Emissionen der Verbrennungsmotoren unter Berücksichtigung von Kaltstarts und den massiven Abgasmanipulationen der Hersteller, die über fünf Jahre nach der Aufdeckung des großen Diesel-Abgasskandals immer noch nicht annähernd vollständig behoben sind – selbst für Neufahrzeuge!

Position 2: Elektroautos sind keine echte Problemlösung

Andere wenden ein, dass man derzeit mit dem Umstieg auf ein Elektroauto ökologisch noch nicht allzu viel erreicht. Wenn man beispielsweise den deutschen oder europäischen Strommix zum Laden der Batterien verwendet, werden die zusätzlichen Emissionen der Batterieherstellung erst nach relativ vielen Fahrkilometern kompensiert. Das Grundproblem ist, dass die begrenzte Menge des ökologisch verträglich hergestellten Stroms noch lange nicht zur Verdrängung der Kohlekraftwerke genügt, sodass ein zusätzlicher Stromverbrauch durch Elektroautos zu einem wesentlichen Teil durch zusätzlich verbrauchte fossile Energieträger gedeckt werden wird. Deswegen vertreten manche Leute die Position, dass man erst einmal den bisher benötigten Strom klimaverträglich erzeugen sollte, bevor man einen weiteren großen Verbrauchssektor schafft.

Eine andere Herausforderung ist die Erstellung der Ladeinfrastruktur. Während Besitzer von Einfamilienhäusern noch zu akzeptablen Kosten eine Ladestation in der Garage einrichten können, gibt es für Wohnungsmieter häufig keine Lösung. Außerdem entstehen insgesamt ziemlich hohe Kosten, wenn unzählige Fahrzeuge an unzähligen Orten geladen werden müssen. Sollen wir demnächst jede Straße Meter für Meter mit Ladestationen ausstatten?

Weitere Bedenken beziehen sich auf die Kapazitäten der Stromnetze. Zumindest in den Verteilungsnetzen dürfte es hier und da zu Engpässen kommen, die womöglich teure Ausweitungen der Netzkapazitäten notwendig machen könnten. Leider sind die Kosten gerade im Vergleich dieser städtischen Niederspannungsnetz ein großer Teil der gesamten Netzkosten – die viel mehr diskutierten Hochspannungsleitungen sind weniger kostspielig.

Wie soll es also gehen?

Man sieht, das Befürworter wie Gegner der Elektroautos beide durchaus nachvollziehbare Argumente haben. Was aber soll man nun tun?

Ablehnung der Problemlösung

Die einfachste Art, dem zu begegnen, ist die Ablehnung der Problemlösung oder auch des Problems: Wir bleiben einfach beim Verbrennungsmotor und ignorieren das Klimaproblem oder verleugnen es gar. Dem kann ein vernünftiger Mensch natürlich niemals zustimmen, da wir gewiss nichts davon hätten, mit leistungsfähigen Fahrzeugen in eine Klimakatastrophe zu rutschen. Es gibt eben Probleme, die man nicht durch Geschwätz zum Verschwinden bringen kann. Leider versuchen das doch immer noch einige.

Ausreizung der Potenziale

Man kann sich auch mehr anstrengen, um diverse Probleme zumindest ein gutes Stück weit zu entschärfen. Einige Beispiele im konkreten Kontext:

  • Man könnte vorerst vermehrt auf leichtere Fahrzeuge mit schwächeren Verbrennungsmotoren setzen, indem man Kompromisse mit anderen Qualitäten wie Platzangebot und Beschleunigungsvermögen macht. Gleichzeitig könnte man die Fahrgeschwindigkeiten reduzieren, um die Sicherheit insgesamt nicht zu verschlechtern, und unnötige Fahrten vermeiden. (Wie gedankenlos heute noch herumgefahren wird, ist schon erstaunlich.) Damit wäre schon sehr viel möglich, wohlgemerkt sogar ohne nennenswerte Kosten, sondern sogar mit finanziellen Einsparungen verbunden. Leider stößt dies bei vielen trotzdem auf massive Ablehnung – gerade auch bei denen, die eine andere vernünftige Lösung gar nicht anbieten können, sondern eben nur die Ablehnung der Problemlösung.
  • Das Problem der Emissionen bei der Batterieherstellung betrachte ich als ein durchaus lösbares, und es gibt bereits wesentliche Fortschritte. (Manche zirkulierenden Horror-Zahlen stammen noch aus längst überwundenen Beispielen aus der Frühzeit der Batterieherstellung.) Wohlgemerkt wird das Problem wiederum wesentlich kleiner, wenn man bezüglich Fahrzeuggröße, Leistungsfähigkeit und Reichweite Kompromisse macht.
  • Als Besitzer eines Elektroautos hat man zumindest beim Aufladen zu Hause oft die Möglichkeit, Ökostrom einzusetzen. Echter Ökostrom bedeutet hierbei, dass man nicht einfach gewisse saubere Kapazitäten für sich reserviert, sondern dass diese Kapazitäten auch zusätzlich bereitgestellt werden (etwa durch neue Windenergieanlagen). Damit wird die Ökobilanz eines Elektroautos massiv besser.
  • Das Problem der Netzkapazitäten lässt sich durch ein geeignetes Lastmanagement erheblich entschärfen. Wenn wir einmal eine Bundesregierung haben, die sich hier wirklich einsetzt und die verschiedenen Akteure an einen Tisch bringt, um breit akzeptierte Lösungen zu schaffen, kann hier ein großes Potenzial realisiert werden.
  • Wichtig wäre es außerdem, den Ausbau der erneuerbaren Energien nicht wie bisher mit diversen Maßnahmen nach Kräften zu behindern – etwa mit übertriebenen Abstandsregeln für Windenergieanlagen und der Zerstörung von Planungssicherheit durch diverse Schikanen. Das sollte in den nächsten Jahren eigentlich möglich werden, auch in Deutschland.

Eine Kombination solcher Maßnahmen würde mit Sicherheit eine Menge bringen, auch wenn damit das Endziel noch nicht erreicht würde.

Neue Ideen

Wenn es schwierig wird, sollte man auch nach ganz neuen Ideen suchen und bisherige Denkmuster infrage stellen. Man kann dann finden, dass das bisherige Denken im Bereich der Mobilität oft arg festgefahren und anachronistisch ist. Beispielsweise setzt man oft diverse Dinge stillschweigend und undurchdacht voraus:

  • Wir müssen von Jahr zu Jahr mehr Kilometer mit Autos zurücklegen. So viel ist zwar noch keine frühere Generationen gefahren, aber für uns geht es nur so.
  • Die Autos müssen zwangsläufig jedes Jahr größer und komfortabler und leistungsfähiger werden, weil sie “der Kunde” sonst nicht akzeptiert.
  • Diese Autos müssen sich größtenteils in Privatbesitz befinden, auch wenn dies bedeutet, dass sie die meiste Zeit gar nicht genutzt werden können, sondern teuer herumstehen.

Man denkt also lediglich an den simplen Ansatz, eine Art von Motor durch eine andere zu ersetzen, um alles andere am System möglichst unverändert lassen zu können. Wenn das nicht funktioniert, muss man eben wirklich mal breiter denken.

Als Erstes empfehle ich, Klarheit über die Prioritäten zu schaffen. Mobilitätslösungen, die die Lösung der Klimaproblematik verunmöglicht, sind keine Lösungen, sondern Sackgassen. Es kann nicht sein, dass Klimaschutz scheitert, weil uns das eigene tolle Auto wichtiger ist.

Neue Ideen gibt es längst schon, die man weiter ausarbeiten könnte. Zunächst einmal ein paar wichtige Einsichten:

  • Es ist ineffizient, große Strecken mit Autos zurückzulegen, weil beispielsweise die Bahn ökologisch und ökonomisch dafür besser geeignet ist. Also muss man die Hindernisse bei dieser Umstellung aus dem Weg räumen. Diese liegen hauptsächlich bei der ersten und letzten Meile.
  • Es ist ineffizient, wenn ein Fahrzeug immer nur einer Familie oder gar einer Person dienen kann und sonst nutzlos und teuer herumsteht. Man denke allein schon an die enormen Kosten der Errichtung von Stellplätzen und Garagen. Eine absehbar kommende Lösung werden wohl Robotaxis sein. Zwar verbessert schon das bisherige Konzept von Taxis die Ressourcennutzung, wenn diese Privatfahrzeuge ersetzen. Jedoch sind die Kosten hierfür einfach zu hoch. Carsharing dagegen krankt wiederum an den ersten Metern: Wo finde ich das Fahrzeug, wie bringe ich meine Sachen dorthin, etc. Wenn dagegen das Robotaxi zu mir beordert werden kann, muss ich nur noch einsteigen.

In der Tat werden die Robotaxis eine ganze Menge von Problemen auf einen Schlag lösen:

  • Vor allem bei Integration in ein umfassendes digitales Mobilitätssystem können sie effizient das Problem der ersten und letzten Meile lösen, sodass der größte Teil der Strecke oft problemlos mit der Bahn gefahren werden kann.
  • Eine kurze Reichweite eines elektrischen Robotaxis ist nicht so sehr das Problem, da es ja eben keine lange Strecken fahren muss.
  • Gerade in den Städten kann eine Menge wertvoller Parkraum eingespart werden, damit auch enorme Kosten. Ähnliches gilt für die Ladestationen: Solche, die Flotten von Robotaxis versorgen, werden weit besser genutzt und fallen deswegen kostenmäßig viel weniger ins Gewicht.
  • Auch die Batterien der Fahrzeuge werden viel besser genutzt. Die Grenze wird dann nicht mehr durch die kalendarischen Lebensdauer gesetzt, sondern durch die Anzahl möglicher Ladezyklen. Dies reduziert Kosten und auch die Umweltbelastung durch die Herstellung.
  • Robotaxis werden nicht an den Kosten scheitern, sondern im Gegenteil sich sogar gerade wegen großer Kosteneinsparungen durchsetzen können.

Interessant ist also, dass so eine Reihe wirklich harter Probleme ziemlich elegant gelöst werden kann, und dass dieser Ansatz sehr gut mit Elektroautos realisiert werden kann. Während man mit einer anachronistischen Sicht auf die Problematik nicht weiter kommt, wenn man mit oder ohne Elektroautos auf massive und teure Hindernisse stößt, verflüchtigen sich die schwierigsten davon weitgehend, wenn man nur den richtigen Grundansatz findet.

Momentan bleibt natürlich noch ein Problem: Robotaxis funktionieren leider bislang nicht! In der Tat ist es technisch eine große Herausforderung, in allen möglichen Situationen immer zuverlässig fahrende autonome Autos zu entwickeln. Ich gehe aber davon aus, dass man dies am Ende schaffen wird, denn erstens brauchen wir diesen Fortschritt als wichtigen Baustein für ein neues Mobilitätssystem (nicht etwa als Ersatz für die privat gehaltenen Fahrzeuge!), und zweitens ist ein entsprechendes Wettrennen zwischen technologischen Akteuren längst im Gange. Es fehlt also nicht an der Motivation.

Die Digitalisierung wird natürlich ebenfalls eine entscheidende Rolle spielen. Nur damit schaffen wir ein effizient und praktisch benutzbares System. Es muss eine enge Verzahnung verschiedener Verkehrsträger ermöglichen. Wir werden in nicht so ferner Zukunft eine Mobilitätsdienstleistung von Fall zu Fall anfordern in einem ausgeklügelten System, welches von Fall zu Fall dann sofort die beste Lösung präsentiert – etwa ein Robotaxi für den ersten Kilometer bis zum Bahnhof, ein reserviertes Zugabteil für den größten Teil der Strecke und ein weiteres Robotaxi für die letzten Meter. In einem anderen Fall könnte es auch ein größeres Robotaxi sein, welches eine ganze Gruppe von Menschen über eine größere Entfernung transportiert – wenn nötig mit Zwischenhalt und Umsteigen in ein zweites Fahrzeug, wenn die Batteriekapazität nicht reicht. Wir könnten auch gefragt werden, ob wir einen kleinen Abstecher für die Aufnahme zusätzlicher Fahrgäste akzeptieren oder lieber mehr zahlen.

Somit wird klar, dass wir nicht in erster Linie technische Fortschritte bei Verbrennungsmotoren, Batterien etc. benötigen, sondern neue, umfassend durchdachte, eben intelligente Mobilitätskonzepte. Zusätzlich geht es natürlich nicht mehr mit unfähigen, den Fortschritt blockierenden und jede Menge Schaden anrichtenden Verkehrsministern. Wir brauchen eine Verkehrspolitik, die nicht winzige Schritte hin zu Scheinlösungen feiert (etwa die Einweihung von ein paar Wasserstofftankstellen mit minimalem Lösungsbeitrag), anstatt echte Lösungen zu entwickeln und voranzutreiben.

Dieser Artikel erschien als Teil des RP-Energie-Blogs von Dr. Rüdiger Paschotta. Sie können Links auf diese Seite setzen, da ihre Adresse permanent ist, und die Seite auch zitieren. Siehe auch das RP-Energie-Lexikon.

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Fragen und Kommentare von Lesern

29.01.2021

Die Kritik von Richard David Precht bezüglich des autonomen Fahrens lassen Sie leider komplett unter dem Tisch fallen. Da geht es nicht nur darum, dass wir der Maschine die Entscheidung über Leben und Tod übergeben würden, sondern u. a. auch, das es weniger Leute bedarf, um den Verkehr in einer Stadt stillzulegen.

Vielleicht sollten wir einfach auch weniger Auto fahren und statt dessen zu Fuß gehen oder Fahrrad fahren. Als Rentner gehe ich jetzt zu Fuß oder bin mit einem Pedelec unterwegs.

Antwort vom Autor:

Die angesprochenen Probleme halte ich nicht für so unüberwindbar, dass dies als Lösung für unsere Mobilität der Zukunft nicht mehr infrage käme.

Selbstverständlich ist es ein guter Ansatz, kurze Strecken soweit irgend möglich zu Fuß oder mit dem Fahrrad zurückzulegen.

30.01.2021

Ich wohne in einer großen Stadt, und das Konzept des Robotaxis gefällt mir sehr gut. Ich kann mir gut vorstellen, auf das eigene Auto zu verzichten. Alleine der Stellplatz kostet inzwischen mehr als vor zwanzig Jahren eine kleine Wohnung.

Antwort vom Autor:

In der Tat sind die Fixkosten für das Halten eines eigenen Autos enorm: Anschaffung, Wartung, Stellplatz usw. verschlingen jede Menge Geld, schon ohne dass man nur einen Kilometer fährt. Eigentlich eine enorm unwirtschaftliches Konzept, welches erstaunlicherweise aber von vielen niemals infrage gestellt wird. Das gehört wohl zu den Fragen, die sich viele erst gar nicht stellen.

01.02.2021

Ich wohne in Wien und würde dafür plädieren, die Einführung von Elektroautos zu forcieren, auch wenn der benötigte Strom (kurzfristig) klimaunverträglich erzeugt werden müsste. Grund dafür wäre die innerstädtische Lärmreduktion und Verbesserung der Luftqualität. Natürlich gehe ich dabei von einer bestmöglichen Luftfilterung im Entstehungsort aus. Trotz diverser Verluste würde ich durch mögliche Optimierungen bei Großanlagen in Summe sogar mit einer Reduktion der Schadstoffe rechnen.

Antwort vom Autor:

In der Tat erreicht man gewisse Vorteile selbst mit dreckigem Strom. Wer zu Hause auflädt, kann dafür Ökostrom verwenden und damit jegliche schädliche Emissionen vermeiden.

16.02.2021

Wie sieht der Strommix bei der Herstellung eines Autos aus – z. B. wieviel Kohle wird immer noch zur Herstellung von Stahl verwendet?

Antwort vom Autor:

Das hängt natürlich sehr von der jeweiligen Fabrik ab. Praktisch aller Stahl wird heute unter Verwendung von viel Kohle hergestellt, und die Fabriken dürften größtenteils auch billigen “Dreckstrom” einsetzen. Allerdings gibt es ernsthafte Bemühungen, gerade die energieintensive Produktion von Batterien für Elektroautos (wie auch für Photovoltaik) mit ökologisch verträglich hergestelltem Strom durchzuführen. Schließlich möchte man das grüne Image dieser Autos nicht ohne Not wieder kaputtmachen; die angepeilte Käuferschaft ist an dieser Stelle sicherlich besonders wachsam. Diese Entwicklung könnte mit der Zeit sogar dazu führen, dass die Klimabelastung für die Herstellung von Elektroautos teils sogar deutlich geringer wird als die konventioneller Autos.

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