Interessengemeinschaft zur Förderung der Elektromobilität im Unterallgäu
 
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Ausblick zu Zukunft der E-Mobilität
 
Zu den Ladestationen
 
Wenn man von Zuhause weit entfernt ist und unterwegs nachladen muss, bieten sich die Schnellladestationen an. Die Reichweite der Elektroautos wird ja oft bemängelt, insbesondere im Winterhalbjahr kann sich die Reichweite fast halbieren, weil zusätzlich geheizt werden muss (es gibt auch stromsparende Wärmepumpen-Heiz- systeme). Insbesondere im Winter muss nachgeladen werden. Normale Ladestationen (von der normalen Schuko-Steckdose mit 2,3 kW bis hin zu Drehstrom-Ladestationen mit 22 kW) sind überall zahlreich vorhanden, sie sind jedoch für das Nachladen unterwegs ungeeignet, weil das Laden zu lange dauert und sich der Nutzer auf die Pause einstellen muss. Es kommt also künftig darauf an, spontan und schnell nachladen zu können. Hierzu ist das Schnellladen entwickelt worden (siehe https://de.wikipedia.org/wiki/Combined_Charging_System ). Etwa im Jahre 2013 wurden die ersten CCS-Schnellladestationen in Wolfsburg und München aufgestellt, die bis zu 50 kW DC liefern können – und dies bis heute überwiegend noch kostenlos. Die CCS-Schnellladestationen im BMW-Einflussbereich können von jedermann genutzt werden, die in den VW-Niederlassungen nur von Kunden des VW-Konzerns. Als nächster Schritt wurde eine Brücke von CCS-Schnellladestationen entlang der Autobahn A9 von München nach Leipzig und Berlin geschlagen, um mit 50 kW DC diese Distanz überwinden zu können. Zwischendurch kamen die Aktivitäten praktisch zum Erliegen, mit Ausnahme von „Pioniertaten“:
→Firma Aldi-Süd mit Aufstellung von kostenlos zu benutzenden CCS-Schnellladestationen im Einzugsbereich von München und Stuttgart (diese liefern entweder echte 18,6 kW DC (CCS oder CHAdeMO) oder bis zu 20 kW AC) und
→Firma IKEA mit ebenfalls kostenlos zu benutzenden CCS- Schnellladestationen z. B. in München, Augsburg und Ulm (diese liefern entweder echte rd. 17 kW DC (CCS oder CHAdeMO) und bis zu 20 kW AC).
Die Bundesregierung hat die Bedeutung der Schnellladung erkannt und zwischenzeitlich veranlasst, dass sämtliche Autobahnraststätten der Firma Tank & Rast mit Schnellladestationen nachgerüstet werden. Diese waren bzw. sind noch weitgehend kostenlos zu benutzen und liefern entweder bis zu 50 kW DC (CCS oder CHAdeMO) und bis zu 20 kW AC. Neu ist die Ankündigung der zweiten Generation von CCS-Schnellladestationen mit 150 kW DC-Leistung, das sog. Ultra-E, für Fahr- zeuge, die ab 2018 auf den Markt kommen. (350 kW DC sind angestrebt. Dieses wird man aber nur durch Anhebung der Batteriespannung erreichen können.)
 
 
Ausblick
Zahlreiche, praktisch alle deutschen Hersteller, wollen in den nächsten Jahren mittel- und langstreckentaugliche Elektroautos zu erschwinglichen Preisen auf den Markt bringen. Das CCS-Schnellladen wird bei 50 kW DC nicht aufhören, sondern auf 150 kW DC gesteigert werden, d. h. die aktuellen 50 kW DC-Ladestationen wären dann schon bald wieder veraltet. Das Ziel, möglich viel Benzin und Dieseltreibstoff durch Strom zu ersetzen und damit CO2 einzusparen, geht einher mit der Umstellung der deutschen Stromerzeugung von Atom- und Kohlestrom auf Strom aus erneuerbaren Energieträgern (insbesondere Off-shore-Windkraft). Das heißt, die Elektrifizierung des Individualverkehrs kreuzt sich mit der Erhöhung der erneuerbaren Stromerzeugung von jetzt 35 % auf über 50 %. Beides geht Hand in Hand und braucht seine Zeit. Nichts muss überstürzt werden, aber die heutige Zeit soll dafür genutzt werden, Erfahrung zu sammeln, wie sie aus aktueller Sicht z. B. in diesem Artikel, dargelegt ist.
 
Strom und Kraft und Fahren mit Biomethan
Im Englischen werden mit dem Wort „Power“ Kraft und Strom gleichgesetzt. Seit der Erfindung der Stromversorgung ist es möglich, mechanische Energie (Kraft) über Stromleitungen zu transportieren. Erzeugung und Verbrauch sind hierbei räumlich entkoppelt. Heutige Motoren oder Generatoren können Wirkungsgrade von bis zu 98% aufweisen. Das heißt, Kraft kann in Strom und Strom kann in Kraft sehr verlustarm umgewandelt werden. Beide Energiearten, elektrische Energie (Strom) und mechanische Energie (Kraft), sind praktisch gleichwertig und stellen die höchste aller Energieformen dar. Aus Strom lässt sich jede andere Energieform gewinnen. In Deutschland ist die Kraft- und Stromerzeugung aus Biogas ein besonders wichtiger Baustein und wird aufgrund der Möglichkeit
a) Strom bedarfsgerecht variabel erzeugen zu können
und
b) die stoffliche Speicherung von Biogas anstelle der Stromspeicherung verlustlos zu ermöglichen
noch groß herauskommen. Am Standort von Biogasanlagen fehlt es oft an der rationellen Nutzung der bei der Stromerzeugung gleichzeitig anfallende KWK-Wärme. Deshalb hat der deutsche Gesetzgeber im EEG das Biomethan geschaffen, mit der Maßgabe, das Biogas nicht an Ort und Stelle in Strom umzuwandeln, sondern über das Gasleitungsnetz zu den Verbraucherstandorten zu leiten. An den Entnahmepunkten, wo ein tatsächlicher Wärmebedarf besteht, können EEG- Strom und KWK-Wärme erzeugt und genutzt werden. Biomethan ist folglich in Deutschland eine Vorstufe von gespeichertem Strom. Neu ist der Gedanke, dass Biogasanlagen nur dann Strom erzeugen sollen, wenn im deutschen (oder europäischen) Netz tatsächlich ein Strombedarf besteht. In Zeiten von Stromüberschuss sollen die Biogasanlagen stillstehen, das Biogas wird damit zur Speicherung von nicht erzeugtem Strom verwendet. Für Zeiten längerdauernden Stromüberschusses werden Möglichkeiten geschaffen, das Biogas in Biomethan (Erdgasqualität) umzuwandeln und in das öffentliche Gasnetz einzuspeisen. Im Gasnetz befindet sich dann also nicht erzeugter Strom. Damit bietet es sich an, alternativ-„elektrisch“ zu fahren - mit Verbrennungsmotor und Biomethan. Man spart dabei die zum elektrischen Fahren benötigte Batterie samt der Diskussion über die Rohstoffproblematik bei der Batterieherstellung. Die hierzu erforderlichen Erdgasautos sind auf dem Markt, sie führen aber ein Nischendasein. Die Elektromobilität lässt sich also auch durch Werbung zum Fahren mit Biomethan ankurbeln und muss dann in der Statistik entsprechend berücksichtigt werden. Voraussetzung hierfür ist, dass die CNG-Tankstellen statt Erdgas deklariertes Biomethan anbieten.
 
Elektrisch fahren mit Strom aus der Brennstoffzelle
Statt mit einem Erdgasauto mit Verbrennungsmotor Biomethan- „elektrisch“ zu fahren, bietet es sich an, das im Fahrzeug getankte Biomethan mittels einer Brennstoffzelle in Strom und Wärme umzuwandeln, mit dem erzeugten Strom zu fahren und mit der erzeugten Wärme zu heizen oder zu kühlen. Es wird sich zeigen, welche Form der Biomethan-Nutzung das Rennen machen wird: das Fahren mit einem Verbrennungsmotor-Auto oder das Fahren mit einem Brennstoffzellen-Auto. Beim Brennstoffzellenbetrieb muss darauf geachtet werden, dass im Brenngas keine Verunreinigungen enthalten sind, denn sonst wird der Brennstoffzellen-Aktivteil (Stack genannt) vergiftet und muss vorzeitig ausgetauscht werden. Folglich ist der Brennstoffzelle eine Reinigungsstufe vorzuschalten, die das ganze verkompliziert und verteuert. Alternativ kann die Brennstoffzelle mit biogen erzeugtem, absolut sauberem Wasserstoff betrieben werden, sollte es dazu kommen, dass aus Stromüberschüssen Wasserstoff in namhaften Mengen erzeugt werden wird. Jedenfalls, die Brennstoffzelle kann beides verwenden (Biomethan und Wasserstoff) und stellt dadurch eine wesentliche Option für die Zukunft dar.
Anm. d. Red.: ... wäre da nicht der katastrophal schlechte Wirkungsgrad, denn mit der Energiemenge, das ein H2-Brennstoffzellenfahrzeug benötigt, können gleichzeitig vier rein-elektrisch angetriebene E-Autos betrieben werden, siehe IFEU-Bericht => Link
 
 
Fazit
Für den Transport von Gütern und Personen ist Kraft (= mechanische Energie) für die Fortbewegung erforderlich. Im Englischen werden mit dem Wort „Power“ Kraft und Strom gleichgesetzt. Seit der Erfindung der Stromversorgung ist es möglich, mechanische Energie (Kraft) über Stromleitungen zu transportieren und damit Fahrzeuge zu bewegen. Vor ungefähr 100 Jahren stand der Schienenverkehr vor der Umstellung von Dampflokomotiven auf Elektrolokomotiven. Die Energie der Steinkohle wurde im Wesentlichen durch Strom aus Wasser- kraft ersetzt. Heute ist der ökologische elektrische Zugverkehr Standard, die Deutsche Bahn fährt z. B. auf den elektrifizierten Strecken demnächst zu 100 % mit deklariertem Strom aus erneuerbaren Energiequellen. Aktuell steht der Autoverkehr an der Schwelle zur Umstellung von Benzin- oder Dieselmotoren auf Elektromotoren. Die Energie des Mineralöls wird hierbei durch Strom aus dem deutschen Strommix (Atomstrom, Kohlestrom, Strom aus erneuerbaren Quellen) ersetzt. Zukünftig wird der ökologische elektrische Autoverkehr zum Standard werden, unter der Voraussetzung, dass der Strom überwiegend aus erneuerbaren Energiequellen stammt (was noch etwas dauern kann). Was wenig bekannt ist: Auch Biomethan (aus Biogas) kann zum „elektrischen“ Fahren verwendet werden, entweder direkt in einem Verbrennungsmotorfahrzeug (heute als Erdgasfahrzeuge vermarktet) oder in einem Brennstoffzellenfahrzeug. Beide Technologien – die eine erprobt, die andere noch im Erprobungsstadium – führen noch ein Schattendasein. Die Zukunft wird zeigen, welche Lösung sich hier durchsetzen und das direkte elektrische Fahren ergänzen wird. Je mehr man darüber nachdenkt: Nur der Verbrennungsmotor für Benzin und Diesel ist totgesagt! Der Verbrennungsmotor für Biomethan hat stattdessen Zukunft, denn Biomethan ist eine Vorstufe von Strom, also wie gespeicherter Strom, kommt aus der Gasleitung und ist ökologisch so wertvoll wie der Strom selbst. Elektromobilität umfasst Schienen- und Straßenverkehr, wie hier dargelegt ist.  
 
 
Dipl.-Ing., Dipl.-Wirtsch.-Ing.
Hansjörg Pfeifer
Samstag, 23. Dezember 2017
wohin führt uns der Weg nach dem Ende der Verbrennunsmotoren
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