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Elektroautos – Die ökologischen Fahrzeuge der Zukunft?
In den letzten Jahren wird vermehrt das Thema Klimaerwärmung mit eindringlichen Appellen gerade an die Industrienationen angesprochen. Doch die CO2-ausstoßenden Industrieanlagen alleine haben nicht ausschliesslich alleine zu einer kommenden weltklimatischen Krisensituation beigetragen. Zusätzlich macht gerade der Individualverkehr eine grösser werdende Prozentzahl am globalen CO2 Ausstoss aus. Länder wie China und Indien erwarten in den nächsten Jahren einen enormen Zuwachs an Individualverkehr. Gerade aus diesem Grund entwickeln renommierte Wissenschaftler und Automobilhersteller jetzt verstärkt Fahrzeuge, welche lediglich über einen reinen Elektroantrieb betrieben werden können. Durch die Verwendung von Stromquellen mit regenerativem Charakter würde so der ökologische Aspekt stets gewahrt bleiben. Allerdings liegen die ersten Versuche, ein Elektroauto zu entwickeln und zu fertigen, geschichtlich bereits weit zurück.

Die Geschichte des Elektroautos
Bereits ab dem 1820 führte Michael Faraday Experimente mit Versuchsanordnungen durch, die eine frühe Form des späteren Elektromotors darstellten. Er zeigte hierbei für damalige Verhältnisse auf sehr beeindruckende Art und Weise auf, wie mit dem hierfür benötigten Elektromagnetismus eine stets kontinuierliche Rotation erzeugt werden konnte, was den Nutzen für eine Antriebsart verdeutlichte. Zur damaligen Zeit waren diese Motoren sehr fortschrittlich, da sie den bereits vorhandenen Verbrennungsmotoren im entsprechenden Wirkungsgrad überlegen waren. Wirklich ausgereifte Techniken wurden hierbei jedoch erst in den Jahren 1892-1940 entwickelt. In den USA machten Elektroautos zu diesem Zeitpunkt bereits knapp 38% der Gesamtmotorisierung aus, wobei der eigentliche Höhepunkt dieser Bewegung um 1912 herum eingeläutet wurde. Über 20 damalige Automobilhersteller fertigten knapp 30000 Elektrofahrzeuge. Bis ins Jahr 1990 wurden Elektrofahrzeuge lediglich für die Auslieferung von Milch in Großbritannien und Teilen der Vereinigten Staaten verwendet. In Deutschland schafften es elektrobetriebene Fahrzeuge jedoch überhaupt nicht in den Alltag der Bundesbürger, sondern wurden lediglich z.B. für die anfallenden Briefentleerungsarbeiten der Post in Berlin genutzt. Durch die Entwicklung immer leistungsfähigerer Akkumulatoren sowie effizienterer Technologien werden Elektroautos in den nächsten Jahrzehnten allerdings wesentlich alltagstauglicher werden und selbst von Normalverdienern problemlos erworben werden können.

Komponenten eines Fahrzeugs mit reinem Elektroantrieb
Das Herz eines jeden Elektroautos ist der entsprechend verbaute Motor. Diese gestalten sich heutzutage als bereits sehr ausgereift und können problemlos selbst schnellere Geschwindigkeiten erzeugen. Ein Beispiel hierfür ist der Tesla Roadster, dessen 185 kW (252 PS) starker Elektromotor das Sportcoupe in weniger als 4 Sekunden von 0 auf 100 km/h beschleunigt und eine Höchstgeschwindigkeit von mehr als 200 km/h ermöglicht. Der Unterschied der Elektromotoren zu gewöhnlichen Verbrennungsmotoren ist insbesondere, dass diese über einen weiten Drehzahlbereich ein stufenloses, gleichmäßiges Drehmoment besitzen und somit eine wesentlich effizientere Leistungsentfaltung besitzen. Die Besonderheit dieser Fahrzeuge ist somit, dass keinerlei manuell betätigtes Schaltgetriebe, entsprechendes Automatikgetriebe oder gar eine Kupplung für die Nutzung des Elektromotors benötigt wird. Der wichtigste und unmittelbar über die Reichweite entscheidende Bestandteil eines Elektroautos sind aber die wiederaufladbaren Batterien, heute in Form von Lithium-Ionen Akkupacks, welche besonders leistungsfähig sein sollten, um das Befahren auch längerer Strecken zu ermöglichen. Diese Akkumulatoren gestalten sich heutzutage jedoch noch sehr kostenintensiv, obwohl bereits an Methoden kostengünstiger Produktion gearbeitet wird. Eine Methode, bereits während des Fahrvorgangs zusätzliche Energie gewinnen zu können, stellt die so genannte Energierückgewinnung beim Bremsen dar. Diese Rückwandlung von Antriebsenergie in elektrische Energie findet durch Verwendung des Antriebselektromotors im Generatorbetrieb statt. Gerade bei Strecken, welche bergab führen oder beim häufigen Bremsen an innerstädtischen Ampeln, kann so nützliche Energie gewonnen werden, welche den verwendeten Akku speist. Selbstverständlich kommt diese Wirkung im entsprechenden Langstreckenverkehr eher weniger zum Ausdruck.

Das vorbildhafte Pilotprojekt „Better Place“ in Israel

Normalerweise können diese Elektroautos an jeder handelsüblichen Steckdose, beispielsweise in der heimischen Garage problemlos aufgeladen werden. Jedoch funktioniert dieses Prinzip nicht mehr, wenn der potentielle Nutzer gerade auf einer Reise ist und die entsprechende Leistung des Fahrzeugakkus sich dem Ende zuneigt. Ein für 2011 in Zusammenarbeit mit Renault Nissan geplantes Projekt in Israel zeigt auf, wie es auch anders funktionieren kann: Das Konsortium unter dem Namen „ Better Place“ baut gerade ein umfangreiches Stromtankstellennetz mit 500.000 Tanksäulen auf, welches es dem Elektroautofahrer ermöglicht, seine Lithium-Ionen Akkus z.B. während des Einkaufs im Supermarkt oder dem Friseurbesuch wieder aufladen lassen zu können.

Einheitliche Akkumodule im Unterboden eines Fahrzeugs ?

Desweiteren werden mehrere hundert Akkuwechselstationen errichtet, wo die Batterie in wenigen Minuten komplett gewechselt wird. Angedacht ist, so sukzessive eine Infrastruktur aufzubauen, eine Art „Leihakku Pfandsystem“. Sicher ist dies einer der interessantesten und fortschrittlichsten Lösungsansätze, da somit der eigentliche Prozess des Ladens zeitlich auf den Tausch des Akkupacks verkürzt wird, somit zeitlich dem Benzintanken gleichkommt. Vorstellbar wäre ein modulares Akkupacksystem, was herstellerübergreifend einheitlich ist. Das Elektroauto fährt über eine Art Grube und mit wenigen automatisierten Handgriffen wird das im Unterbodenbereich integrierte Akkumodul gewechselt. Leider gibt es derzeit in Deutschland keinerlei Planspiele in Hinblick auf eine solche Infrastruktur und erneut verschläft die deutsche Wirtschaft und Politik einen wichtigen Techniktrend im Hinblick auf eine nachhaltige Technologie des Individualverkehrs.. Hierfür müssen selbstverständlich auch erst Investoren gefunden werden, da anfänglich vergleichsweise hohe Investitionen nötig sind. Denkbar wäre, hier die Mineralölindustrie mit ins Boot zu holen, da sie ja bereits über das Tankstellennetz verfügt, welches nur dementsprechend modifiziert werden müsste. Derzeit gibt es nur vereinzelt Ladestationen, wo gegen Entrichtung der entsprechenden Gebühr das Auto an eine Steckdose angeschlossen und der Akku aufgeladen werden kann. Elektroautos werden in Deutschland übrigens fünf Jahre steuerbefreit und werden danach nach Gewicht besteuert. Ein 500 kg wiegendes Elektroauto kostet dann z.B. im Jahr 16 Euro.