Illustration einer gewundenen Strasse, die in einem Stecker endet und somit symbolisch für E-Mobiliät steht.

E-Autos machen mobil!

Die Auswirkungen der E-Mobilität auf die Performance der Stromnetze, der Strommix, Antriebsstrang oder die Feinstaub- und Lärmbelastungen sowie deren Kosten bleiben oft im Reich der Vorurteile. Das soll sich ändern.

Vorbehalte und Misstrauen gegenüber der E-Mobilität sind populär – und unzutreffend. Der Leistungsfähigkeit der Batterie und der grauen Energie, die bei ihrer Produktion anfällt, wurde in unserem Magazin bereits ein ganzer Artikel gewidmet. Doch es gibt noch weitere (Vor-)Urteile über die spannungsvolle Mobilität.

Antriebsstrang

Der Antrieb, mit dem ein Fahrzeug in Bewegung gesetzt wird, lässt sich in vier Gruppen unterteilen: 
– fossile Brennstoffe (Diesel, Benziner, Erdgas)
– Elektrische Energie (Strom)
– Eine Kombination der beiden (Hybrid, Plug-in-Hybrid)
– Alternative erneuerbare Brennstoffe (Wasserstoff, E-Fuel, Biogas) 

Hybride

Vor- und Nachteile, vor allem von Hybriden und alternative Antrieben, bieten regelmässig Stoff für hitzige Diskussionen. Nicht immer sachlich und selten frei von Vorurteilen.   

Vollhybride, Plug-in-Hybride oder Range Extender sind Kombinationen aus batteriegespeisten Antrieben und fossilen Energiequellen. Ihr Zusammenwirken ist unterschiedlich: Der Plug-in-Hybrid fährt bis rund 50 Kilometer elektrisch, er führt den «Benzinkanister» mit, falls er einmal eine längere Strecke zurücklegen muss. Der Vollhybrid fährt wechselweise mit Benzin oder elektrisch, dabei wird die Batterie – von der Beschleunigungsphase abgesehen – durch die kinetische Energie des Fahrzeugs aufgeladen. Er muss deshalb nie an eine Steckdose. Die beiden Antriebe haben einen einzigen Zweck: Wenn die elektrische Energie nicht reicht, soll es die herkömmliche fossile Energie bis zur nächsten Stromquelle richten. 

Die effektive, statistisch belegte Nutzung von Pkw’s in Westeuropa zeigt allerdings: Die elektrische Energie reicht immer. Rund 33 km werden im Schnitt zurückgelegt – die durch Innovationen im Batteriebau stark verbesserten Reichweiten von 330 bis 450 km/Ladezyklus) reichen also für mehr als eine Woche. Bei der heutigen Entwicklung in Sachen Speicherkapazität von Batterien werden BEV («Battery Electric Vehicles», «Stromer») in wenigen Jahren die Reichweiten von ICEV («Internal Combustion Engine Vehicles», also «Verbrennern») übertreffen. Der Hybrid – der stets die Energien und Kosten von zwei Antriebssystemen mit sich führen muss – mag für die Übergangszeit seinen Zweck erfüllen, eine Zukunft aber hat er nicht.

Alternative Antriebe

Brennstoffzellenautos sind Elektroautos – nur bezieht deren Akku den Strom nicht aus der Steckdose, sondern vom mitgeführten Bordkraftwerk. Der Strom wird produziert aus der Zusammenführung von Wasserstoff und Luftsauerstoff, einziger «Abfallstoff» ist sauberer Wasserdampf. Tönt gut, doch die Nachteile sind gravierend: Wasserstoff ist hochreaktiv, der Umgang ist wegen seiner Explosionsgefahr heikel, Transport und Lagerung an den Tankstellen entsprechend aufwendig. Zum Zweiten: Wasserstoff kommt nicht ungebunden in der Natur vor, er muss aus Wasser und Strom mittels Elektrolyse gewonnen werden, was nach heutigem Stand der Technik rund dreimal so viel Energie benötigt wie der Antrieb eines Elektromotors mit Batterie. «Allerdings», gibt Christian Bach, der Leiter der Abteilung Fahrzeugantriebsysteme bei der EMPA, zu bedenken, «kann die Wasserstoff-Mobilität temporär überschüssige Elektrizität nutzen, die an sonnigen Tagen in Photovoltaikanlagen oder aus Windenergie erzeugt wird.» Mit diesem Wasserstoff könnte man dann fahren, ohne zusätzliches CO2 zu erzeugen. Ob auf diesem Weg kommerziell relevante Mengen an Wasserstoff zeitnah hergestellt werden können, ist unklar. Jedenfalls wird Wasserstoff gegenwärtig noch aus nicht-erneuerbaren Energien produziert. 

E-Fuels sind das Produkt von Wasserstoff aus erneuerbarer Stromerzeugung, der mit Kohlendioxid (meist aus Industrieabgasen oder aus der Luft stammend) zu einem treibhausgasneutralen Kohlenwasserstoff zusammengesetzt wird. Eine an sich umweltverträgliche Antriebsenergie, die aber an extrem hohen energetischen Umwandlungsverlusten krankt. Pro Kilometer benötigen mit E-Fuels betriebene Autos mit Verbrennungsmotoren rund fünfmal so viel Energie wie batteriebetriebene Elektroautos, die den Strom direkt nutzen. Der Wirkungsgrad von E-Fuels beträgt bisher etwa 13%: Nur 13% der genutzten elektrischen Energie wird zur Fortbewegung genutzt.

5 Vorurteile im Faktencheck

Strommix

Die Schweiz ist auch dank ihrer enormen Wasserkraft bei erneuerbaren Energien in einer privilegierten Situation. Über 70% des Stroms aus Schweizer Steckdosen stammten 2018 laut einer Medienmitteilung des Bundesamts für Energie aus erneuerbaren Energien. 

Ein Blick in die grösste Schweizer Stadt zeigt: An einer ewz-Schnellladestation in der Stadt Zürich betankte Elektroautos werden mit 100% naturemade star-zertifiziertem Naturstrom aus der Schweiz versorgt. Der Naturstrom wird vollständig aus sich in der Schweiz befindenden Wasser-, Solar- und Windanlagen gewonnen. Damit ermöglicht ewz eine nachhaltige Elektromobilität. 

In der Stadt Zürich betankte E-Autos werden mit 100% naturemade star-zertifiziertem Naturstrom aus der Schweiz versorgt.
Illustration einer Hand, die sich in feine Punkte auflöst und damit das Vorurteil Feinstaub in der E-Mobilität umschreibt.

Feinstaub

Der grösste Teil des Feinstaubs im Verkehr stammt vom Abrieb von Bremsen, Reifen und der Strasse. Den verursachen alle Fahrzeuge – egal ob Diesel, Benziner oder Elektroautos (Süddeutsche Zeitung, 6. Mai 2019). Tatsächlich verursacht die E-Mobilität aber eine leicht höhere Belastung der Umwelt durch Feinstaub als alle anderen Antriebe – allerdings indirekt, denn sie entsteht bei der Stahlverarbeitung für die Batterie.

Während des Nutzungszyklus hat das Elektroauto von allen Antriebsarten die geringsten Emissionen, denn es ist durch die Rekuperation weniger auf die klassischen Bremsen angewiesen und erzeugt damit weniger Feinstaub. Das Argument, damit würden die nachweisbar schädlichen Feinstaubemissionen einfach zum Produktionsstandort hin verschoben, greift zu kurz: Für die schädliche Wirkung des Feinstaubs ist dessen Dichte zentral. Die Stahlproduktionswerke sind gemeinhin auf dem Lande, die Konzentration der Feinstaube sinkt also extrem schnell, die höheren Feinstaubemissionen der Antriebe von Diesel- und Benzinautos hingegen erfolgen in der Stadt. Die Konzentration bleibt lange hoch, die schädliche Wirkung ist exponentiell höher (vgl. «Luftbilanz 2016» des Amts für Umwelt- und Gesundheitsschutz der Stadt Zürich UGZ).

Illustration eines Schmetterlings mit Ohren als Flügeln und somit das Thema Lärm in der E-Mobilität umschreibt.

Lärm

Das Potenzial der Elektroautos, den Verkehrslärm zu senken, wird von E-Mobilitäts-Kritikern allgemein als «gering» eingestuft. Die Begründung dieser ernüchternden und den Erfahrungen von Anwohnern dicht befahrener urbaner Strassenzüge diametral widersprechender Erkenntnisse offenbart den beschränkten Wert unkommentierter statistischen Aussagen. Dass die E-Autos vor allem beim Anfahren bis zu einer Geschwindigkeit von 25 km/h «deutlich leiser» als Verbrenner sind, bestreitet niemand. Weil mit steigendem Tempo jedoch das Abrollgeräusch der Reifen auf der Fahrbahn überhandnehme, seien E-Autos bei höheren Geschwindigkeiten vergleichbar laut wie herkömmliche Pkw. Was für «höhere Geschwindigkeiten»?

In der Hauptverkehrszeit, so ist einer Studie des UGZ zu entnehmen, fahren Autos in der sogenannten «Lastrichtung» («innerhalb eines bestimmten Zeitraums mehrheitlich in eine gemeinsame Richtung bewegte Fahrzeuge») rund 23 km/h, in der Gegenlastrichtung 34 km/h, in Nebenverkehrszeiten sind es rund 36 km/h. Der Anteil der Fahrten in Geschwindigkeitsbereichen, in denen Stromer leiser sind, ist damit kaum «vernachlässigbar». Die Studie des UGZ weist noch auf zwei wichtige Vorteile der E-Mobilität in Lärmfragen hin: Manövrieren (also Ein- und Ausparken) generiert kaum Lärm, vor allem aber: E-Motoren kann man nicht aufheulen lassen, (zu) hochtouriges und damit lärmintensives Fahren ist durch das Fehlen eines Getriebes technisch unmöglich. 

E-Motoren kann man nicht aufheulen lassen -lärmintensives Fahren ist durch das Fehlen eines Getriebes technisch unmöglich.
Illustration einer Batterie, die in Münzen geschnitten wird und somit das Vorurteil Kosten in der E-Mobilität umschreibt.

Teuer

In den vergangenen zehn Jahren sind die Preise für Lithium-Ionen-Akkus um mehr als den Faktor zehn von rund 1’000 auf unter 100 Euro pro Kilowattstunde Energie gefallen. Professor Dr. Martin Winter, der Leiter des Batterieforschungszentrums MEET der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster, schätzt, dass sich der Preis zwischen 50 und 100 Euro je Kilowattstunde einpendeln wird – je nach Menge der produzierten Einheiten und der Entwicklung der Rohstoffpreise. 


Eine signifikante relative Verbilligung der BEV gegenüber Verbrennern dürfte ab 2020 eine neue Verordnung des Bundes mit sich bringen. Dann treten stark verschärfte Zielwerte mit verkürzten Übergangsbestimmungen für den CO2-Ausstoss für Personenwagen in Kraft – Werte, die von einigen Herstellern nicht erfüllt werden können. (vgl. Verordnung BFE). Der Branchenverband Auto-Schweiz rechnet mit Bussen von 200 bis 300 Millionen Franken allein für 2020. Stetige Verschärfungen werden für weitere Bussgelder sorgen. Das «Wallstreet Journal» schätzt, dass für Europa deswegen Strafen in der Höhe von über 30 Milliarden Euro fällig werden dürften, und es gibt keinen Grund zur Annahme, dass diese Strafgelder nicht auf die Autopreise umgelegt werden. 

Der Branchenverband Auto-Schweiz rechnet mit Bussen von 200 bis 300 Millionen Franken allein für 2020.
Illustration einer Hantel mit zwei Batterien anstelle von Gewichtsplatten.

Zu schwer

Das Gewicht der Batterie, im Durchschnitt knapp 300 Kilogramm, die ständig «mitgeschleppt» werde, so monieren die Kritikerinnen der E-Mobilität, müsse ebenfalls als zusätzliche Energie-Vernichtungs-Komponente und damit auf der Aufwandseite der Umweltbilanz der E-Mobilität in die Rechnung einbezogen werden. Das stimmt knapp zur Hälfte: Der E-Motor des Opel Ampera-E ist mit 95 kg beispielsweise weniger als halb so schwer wie ein Verbrennungsmotor. Und E-Motoren brauchen weder Getriebe noch Kupplung – zwei Fahrzeugkomponenten, die nicht nur Gewicht ins Fahrzeug bringen, sondern als «Verbrauchsgegenstände» auch die Graue-Energie-Bilanz des Fahrzeugs belasten.

Fazit 

Der Betrieb eines Fahrzeugs ist untrennbar verbunden mit dem gesellschaftlichen Umfeld, in dem sich die Mobilität bewegen und von dem die Mobilität Teil sein soll. Trotz punktueller Rückschläge wird die Mobilität der Zukunft beispielsweise fahrerlos sein – und höchstwahrscheinlich ist der Löwenanteil an PWs nicht mehr in individuellem Besitz. Autos sind in den Augen ihrer amerikanischen, japanischen und chinesischen Erbauer Hochleistungscomputer, die die erstaunlichsten Dinge können, unter anderem autonom herumfahren.
In einer autonom betriebenen Fahrzeugflotte – so eine Untersuchung des Magazins «Der Spiegel» – liesse sich die Nutzung jedes einzelnen Fahrzeugs um das Vier- bis Fünffache steigern, die einzelnen Fahrzeuge wären dafür häufiger unterwegs. Wenn die Antriebsenergie eines autonom fahrenden Autos zu Ende geht, muss sie erneuert werden. Rasenmäher und Staubsauger finden in diesem Fall selbstständig zur Dockingstation. Autos werden das auch tun – das geht aber nur mit elektrischem Strom, denn Selbsttanken wäre in jedem Fall komplizierter und gefährlicher.

Autos sind in den Augen ihrer amerikanischen, japanischen und chinesischen Erbauer Hochleistungscomputer, die die erstaunlichsten Dinge können – unter anderem autonom herumfahren.

Die Zukunft gehört der E-Mobilität – das zeigt sich an der Radikalität, mit der der grösste europäische Automobilkonzern seinen «Systemwandel» betreiben wird. 30 Milliarden Euro lässt VW in die Verwandlung des ehemaligen Dieselsünders in den künftigen Weltmarktführer für E-Mobilität kosten, um damit in den nächsten zehn Jahren 22 Millionen E-Autos auf den Markt zu werfen. Elon Musk hat in diesen Tagen den Bau seiner nach Nevada und Buffalo (USA) sowie Schanghai (China) vierten Tesla-Gigafactory angekündigt – in Berlin wird sie zu stehen kommen und zwei Milliarden US-Dollar kosten. Die Zukunft sei definitiv elektrisch, schliesst das deutsche Magazin «Der Spiegel» in seinem umfassenden Bericht über die Zukunft der Mobilität der Welt (Spiegel Nr. 44, 26.10.2019).

Diese Meinung teilt Autor Christian. Und das nicht unbedingt, weil Strom die unbestritten beste Antriebsenergie ist – sondern weil E-Mobilität als einzige rechtzeitig einen Beitrag zur Erreichung der Klimaziele leisten könne.  

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Kommentare (3)

Peter Müller sagt:

Ich bin als praktischer Physiker nicht davon überzeugt, dass die E-Autos das Problem lösen – sie verlagern es nur . Was wir brauchen sind sehr leichte Fahrzeuge ( Waben-Bau 200 bis max. 500 kg ), für den Personenverkehr die auch Unfallmässig viel besser dastehen wie Tonnenschweren Protzautos. Mit einem Hochdruck -Dieseleinspritzmotor bis max. 40 PS erreichen wir Verbrauchswerte von 2 Liter/100km , da liegt das vergleichbare E-Fahrzeug weit zurück in der CO2 Bilanz. Daher nicht den Benziner oder Diesel abschreiben, einfach Umweltfreundlicher bauen . Und wer braucht noch bei verstopften Strassen 200 bis 500 PS und 250km/h Geschwindigkeiten ? Umdenken ist gefragt, nicht neuen Mist einführen.

Urs Marty sagt:

Ich möchte in Lantsch/Lenz in einer Tiefgarage für meine Ferienwohnung eine Ladestation für den Mercedes
EQC montieren. Können Sie mich da beraten oder mir mitteilen an wen ich mich wenden soll?

powernewz-Team sagt:

Grüezi Herr Marty. Ich kläre das gerne ab und melde mich im neuen Jahr bei Ihnen. Freundliche Grüsse, Esther Peter

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