Fahrzeugantrieb
Elektro oder Verbrenner?
Aufgrund der Endlichkeit von fossilen Brennstoffen und Schwermetallen ist in der Zukunft mit einer Diversität der Fahrzeugarten und Antriebe zu rechnen. Der Verbrennungsmotor wird, aufgrund der knappen Vorkommen von hartmagnetischen Stoffen, die für den Bau von Elektromotoren notwendig sind, nicht vollständig vom Elektroauto verdrängt werden.Ein Elektroauto ist dabei nicht per se umweltfreundlicher als ein konventionelles Auto. Der Wirkungsgrad eines Autos variiert in Abhängigkeit von seiner Energiekette (well-to-wheel). Die Energiequelle (Kohle, Wind, Sonne…) bestimmt letztendlich seine Energieeffizienz, die im Falle von Kohle bei Elektromobilen gering ausfällt.
Antrieb
Ein Elektromotor ist für den Fahrzeugantrieb besser geeignet als ein Verbrennungsmotor. Seine Charakteristik passt besser zum Anforderungsprofil eines Fahrzeugantriebs. Bei niedriger Drehzahl benötigt ein Auto beim Anfahren ein hohes Drehmoment (Haftreibung), während dies im höheren Drehzahlbereich nicht mehr notwendig ist. Im Gegensatz zum Verbrennungsmotor hat der Elektromotor sein Maximaldrehmoment im niedrigen Drehzahlbereich und weist hier einen guten Wirkungsgrad auf. Bei hoher Drehzahl besitzt der Verbrennungsmotor hingegen einen besseren Wirkungsgrad. Daher erscheint ein Hybridmotor als gute Lösung, mit elektrischem Antrieb bei kurzen Stadtfahrten und konventionellem Antrieb bei langen Autobahnfahrten.Ein wichtiges Argument pro Elektroantrieb, das oft übersehen wird, ist seine Unabhängigkeit und Flexibilität gegenüber der Energiequelle. Dies macht Regionen unabhängig von Öllieferungen aus dem Ausland und erlaubt eine flexible Energiepolitik.
Energiespeicher
Die Energiedichte von fossilen Brennstoffen ist wesentlich höher als die von Batterien. Um einen äquivalenten mobilen Energiespeicher bereitzustellen müssten Elektroautos Batterien mit einem relativ hohen Gewicht und Volumen einsetzen. Da dies nicht möglich ist ihre Reichweite wesentlich geringer und macht eine engmaschigere Ladeinfrastruktur notwendig.Als geeignetste Energiespeicher haben sich bisher Lithium-Ionen Akkus erwiesen. Sie haben unter den Batteriesystemen die größte Energiedichte (100 - 200 Wh/kg) liegen aber im Vergleich zu den Kraftstoffen Diesel (11.600 Wh/kg) und Benzin (12.700 Wh/kg) weit abgeschlagen. Auch könnte die ungleichmäßige Verteilung der Lithiumreserven zum Problem werden, die sich größtenteils auf Bolivien, Chile und China konzentrieren.
Literatur:
Wallentowitz, Henning; Freialdenhoven, Arndt; Olschewski, Ingo: Strategien zur Elektrifizierung des Antriebstranges: Technologien, Märkte und Implikationen. 1. Auflage, Wiesbaden, Vieweg + Teubner, 2010.