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Dossier: Autoforum 3 – Fahren wir in Zukunft elektrisch?

Zukunftskonzepte erfordern das ineinander Greifen vieler Hände, die wie in einem Getriebe miteinander verzahnt werden müssen. Gerade die Mobilitätsfrage, in besonderer Hinsicht auf den Bereich Antriebssysteme fokussiert, zählt zu den größten Herausforderungen unserer Zeit. Durch die tatkräftige Zusammenarbeit der Berliner Wirtschaftsgespräche, der Daimler AG und der TSB-FAV (TSB Innovationsagentur Berlin GmbH, Forschungs- und Anwendungsverbund Verkehrssystemtechnik) konnten 140 Interessierte am Abend des 10.11.2008 im Haus Huth bei einer Podiumsdiskussion Einblicke gewinnen, die nicht nur die Ausgangssituation umfasste, sondern Tendenzen aufzeigte und einen Ausblick in die Zukunft der Elektromobilität gewährte.

Das Podium war mit Wissenschaft und Wirtschaft hochkarätig besetzt: Dr. Gerd Eßer (Geschäftsführer der INPRO – Innovationsgesellschaft für fortgeschrittene Produktionssysteme in der Fahrzeugindustrie mbH) und Kurt Blumenröder (Geschäftsführer der IAV GmbH) als Unternehmensvertreter, Prof. Frank Behrendt (Leiter des FG Energieverfahrenstechnik u. Umwandlungstechniken regenerativer Energien, TU Berlin) und Prof. Günther Seliger (Leiter FB Montagetechnik und Fabrikbetrieb, TU Berlin) als Repräsentanten der Berliner Wissenschaft. Den Auftakt dieser Veranstaltung bildete ein Impulsreferat von Dr. Mike O. Reichert (Director Government Relations Berlin, Daimler AG), welches den Zuhörern die für die Diskussion nötigen Grundlagen vermittelte und einen Einblick in die Forschungsfelder der Daimler AG gewährte. Insbesondere wurden Daimlers Anstrengungen im Bereich elektrischer Antriebe, z. B. das Konzept des Mercedes-Benz S 400 BlueHYBRID und insbesondere das Projekt „e-mobility Berlin“ mit RWE, vorgestellt. Thomas Meißner, Leiter der TSB-FAV, moderierte den Abend und führte die Diskussion durch verschiedene Ebenen.

I Ressourcensituation

Prof. Seliger umriss den Ressourcenmarkt deutlich: Noch lassen sich die Ölfördermengen  variieren und steigern. Zwischen 2010 und 2020 werde „peak oil“ erreicht. Während die Fördermenge dann nicht mehr weiter gesteigert werden könne, werde sich der Treibstoffbedarf der sich rasant entwickelnden Schwellenländer weiterhin kontinuierlich erhöhen. Momentan verbraucht die Menschheit jährlich
1 ¹/₃-mal soviel Ressourcen wie pro Jahr nachwachsen, so dass auch hier von Nachhaltigkeit nicht gesprochen werden kann. Bereits in 10 - 30 Jahren könnte es zu einer dramatischen Ressourcensituation mit explodierenden Preisen auf den Weltmärkten kommen – nicht nur, aber vor allem beim Öl.

II Neue Technologien als Vermeidungsweg einer Krise

Prof. Behrendt stellte heraus, dass bisher kein Konzept vorliegt, welches in der Lage wäre, den Verbrennungsmotor vollständig zu ersetzen. Die Forschung befindet sich in einer Art Orientierungsphase und konzentriert sich nun auf die Potenziale von batterieelektrischem Antrieb, Antrieb durch Wasserstoff in Brennstoffzellen und Hybridtechnik. Er merkte an, dass eine Umstellung vom Öl auf andere nicht nachwachsende Rohstoffe nicht die dauerhafte Lösung des Problems sein kann. Während eine Umstellung beispielsweise auf Erdgas die Krise eindeutig nur hinauszögert, ergibt sich gleiches Ergebnis bei der Betrachtung des vorgeblich umweltfreundlichen Wasserstoffs bei konventioneller Herstellungsweise: Die Wasserstoffherstellung aus Erdgas ist heute die gängigste Erzeugungsart. Zukunftsfähige Konzepte müssen hingegen auf der Wasserstoffgenerierung durch regenerative Energieträger basieren – Elektrolyse mit grünem Strom.

Prof. Behrendt erklärte, dass es zurzeit keine Energieform gebe, die in ihrem Entstehungsprozess keine CO₂-Emission verursache. Dr. Eßer führte an, dass grundsätzliche Technologiewechsel zur Problemlösung in der Regel mit enormen versunkenen Kosten verbunden sind, die kein Unternehmen alleine tragen kann. Heutzutage ist  zu beobachten, dass sich viele Autohersteller absichern und an verschiedenen Optionen arbeiten. Die Hybridtechnologie feiert die größten Wachstumsraten. Herr Blumenröder bekräftige die Attraktivität des Hybridantriebes damit, dass die Kombination aus Elektroantrieb und Verbrennungsmotor v. a. dadurch interessant sei, weil die Stärken beider Antriebskonzepte genutzt werden können. Mit der Reichweite des Verbrennungsmotors genießt der Nutzer den Vorteil, dass der installierte Elektromotor den Kraftstoffverbrauch senkt. Während er auf kurzen Distanzen für Antrieb sorgt, fungiert er beim Bremsen als Generator und erzeugt aus Bremsenergie Strom. Die Entwicklung im Hybridbereich werde sich darauf konzentrieren höhere Wirkungsgrade zu erreichen, um für ein endgültiges Umstellungskonzept zum elektrischen Antrieb mehr Zeit zu gewinnen. Mehr Zeit sei notwendig, um die nötige Infrastruktur zu schaffen. Prof. Behrendt nannte die deutschen Stromnetze als Beispiel. Diese seien nicht auf die zusätzliche Belastung durch Millionen von E-Fahrzeugen ausgelegt und müssten angepasst werden. Einen Schlüssel stellt die Batterietechnik dar, die praxisgerechte Reichweite bei vertretbaren Kosten gewährleisten muss. Die Lithium-Ionen-Technologie erscheint hier besonders aussichtsreich. Prof. Seliger formulierte treffend, dass mit der Hybridtechnik ein Technologiefundament vorliegt, das noch viele Wege offen hält. Weltwirtschaftlich existiert ein komplexes Feld mit verschiedenen Interessenlagen. Erst eine Ressourcenverknappung liefert den signifikanten Entwicklungsschub in Richtung flächendeckender Durchsetzung neuer Antriebkonzepte.

III Zukunftskonzepte und Aussichten.

Da momentan davon ausgegangen wird, dass die langfristige Zukunft dem Elektroantrieb gehört, versucht die Automobilindustrie, ihre Kräfte in diese Richtung zu lenken. Die durchschnittliche Entfernung, welche bei einer Fahrt mit einem Pkw zurückgelegt wird, beträgt deutlich unter 40 Kilometer. Ein aussichtsreiches Hybridkonzept ist der „Range Extender“ – während der Fahrzeugantrieb elektrisch erfolgt, übernimmt ein kleiner Verbrennungsmotor die Aufladung der Batterie zur Verlängerung der Reichweite. Einhergehend mit der weltweit beobachtbaren Urbanisierung stellte Herr Blumenröder in Aussicht, dass sich die Menschheit vorwiegend elektrisch fortbewegen wird. Nach seiner Ansicht wird der Fehler begangen, dass man einen direkten Vergleich zwischen E-Pkws und konventionellen Automobilen anstellt. Dieser sei fehl am Platz, da z. B. 100 Kilometer Reichweite für Stadtgebiete vollkommen ausreiche und nur für längere Fahrten, oder bei leerer Batterie, eine Ergänzung durch eine verbrennungsmotorische Komponente notwendig werde.

Die Frage, wie das Auftanken des E-Fahrzeuges vonstatten gehen soll, beantwortete Prof. Behrendt mit der Konstruktion zweier Szenarien: Erstens könnte ein Batterietauschsystem wie bei Gasflaschen aufgebaut werden. Der Fahrer würde mit seiner leeren Batterie an eine Tauschstation kommen, die (halb-)leere Batterie abgeben und im Gegenzug eine geladene erhalten. Vorteil wäre die kurze Tausch- und somit Wartezeit und ebenso die Möglichkeit, dass Batterien nachts bei billigerem Strom geladen werden könnten. Tagsüber würde es sogar möglich sein, bei Lastspitzen Strom aus Batterien zu entnehmen um sie in das Netzmanagement der Energieversorger zu integrieren. Die zweite Möglichkeit ist das Einrichten von Stromladestellen. Ladestationen könnten in der Stadt verteilt sicherstellen, dass beim Parken des Wagens die Batterie geladen werden kann. Die für solche Konzepte notwendigen strategischen Partnerschaften treten bereits in Pilotprojekten auf. Beispielsweise arbeitet die Daimler AG im Projekt "e-mobility Berlin" eng mit dem Energieversorgungsunternehmen RWE daran, in Berlin bis 2010 ein Netz von etwa 500 Ladestationen für eine Flotte von 100 Elektro-Smart Fahrzeugen zu eröffnen.

Grundsätzlich ermöglicht ein elektrischer Antriebsstrang vollkommen neue Fahrzeugkonstruktionskonzepte. Herr Blumenröder beschrieb die heutigen Automobile als „Kutschen ohne Pferde“. Durch die deutlich kompakteren Bauweisen wird es neben dem elektrischen Antriebsstrang möglich sein, dem Pkw mit neuen „Package-Konzepten“ neue Proportionen zu geben.

Obwohl sich nach Dr. Eßer und Herrn Blumenröder für die nächsten 3 - 10 Jahre Trends abzeichnen und der Elektrobereich sich aus einer Nische heraus entwickeln wird, sind umfassende Maßnahmen zur Förderung sinnvoll und notwendig. Förderungsmöglichkeiten, die in der Diskussion genannt wurden, liegen beispielsweise im Erlass von Parkgebühren, Umweltplaketten oder in Steuervergünstigungen. Auch sind noch erhebliche Anstrengungen in Forschung und Entwicklung erforderlich. Prof. Behrendt rief die Autohersteller und Entwickler auf, Elektroautos zu bauen, die begeistern. Er erzählte, er habe in den Vereinigten Staaten den „Tesla“ und seine Wirkung auf das Publikum beobachten dürfen. Seiner Ansicht nach müsse man nun versuchen den Begeisterungsfunken auch hier in Europa auf diese Technik durch Spaß an Technik überspringen zu lassen. Elektromobilität darf nicht mit „Verzicht“ in Verbindung gebracht werden.

Als die Diskussion für das Publikum geöffnet wurde, zeigte sich, wie kontrovers diese Thematik durch verschiedene Interessengruppen diskutiert wird. Dr. Eßer stellte in den Vordergrund, dass elektrischer Strom nicht per se umweltfreundlich sei, man also differenziert Energieketten betrachten muss. Ein wichtiger Diskussionspunkt war zudem die Frage nach dem Emissionsort: Katalysatoren in konventionellen Pkws sind wirkungsvolle Produkte zur Abgasnachbehandlung, die den Wirkungsgraden vor Filtern und Abscheidungsanlagen in Kraftwerken gegenüber gestellt werden müssen. Zu berücksichtigen sind aber auch die Emissionsorte: Während Autos dort Schadstoffe emittieren, wo Menschen belastet werden, erfolgen Kraftwerksemissionen in der Regel außerhalb der Ballungsräume. In jedem Falle tragen elektrische Antriebe durch ihre lokale Emissionsfreiheit zu einer weiteren Verbesserung der Luftqualität in urbanen Räumen bei.

Eindeutig bleibt festzuhalten, dass elektrische Antriebssysteme allein für sich betrachtet nur einen Teil der Problemlösung darstellen können – insbesondere mit Blick auf die nächsten Jahre. Über einen mittelfristigen Zeitraum kommt der Effizienzsteigerung konventioneller Verbrennungsmotoren ähnlich hohes Gewicht zu, wie der Entwicklung praxistauglicher Batterien, Hybridkonzepte und Brennstoffzellen.

Auf lange Sicht scheint die Elektromobilität der Schlüssel zur Sicherung nachhaltiger Mobilität zu sein. Aber das ist kein Selbstläufer. Unsere Kreativität ist gefragt, die technologischen Problemstellungen mit Schwung anzugehen und einer Lösung zuzuführen.

Text & Fotos: Adam Witkowski (Berliner Wirtschaftsgespräche e V.)