Prof. Dr. Reinhard Zellner, Universität Duisburg-Essen

Der vom Menschen gemachte Klimawandel ist vermutlich die größte ökologische Veränderung unserer Zeit. Ansteigende Jahresmitteltemperaturen, Hitzeperioden, Meeresspiegel, Stürme, Starkniederschläge, Dürren und Meeresspiegel sind nur einige der wahrnehmbaren Signale. Die fünf wärmsten Jahre seit 1880 wurden alle nach 2010 gemessen. Bereits Anfang Januar 2018 bilanzierte die Münchner Rückversicherung das Jahr 2017 als das mit den bisher höchsten versicherten Schäden durch Naturkatastrophen. Das Jahr 2018 hat sich in die Serie dieser Rekorde eingereiht.

Der Handlungsbedarf ist enorm groß und wächst weiter. Die Weltgemeinschaft hat sich in Paris (2015) darauf verständigt, den Klimawandel auf unter +2 C bis zum Jahr 2100 zu begrenzen. Die Zwei-Grad-Grenze ist ein Wert, bei dem sich die vermeintlichen globalen Schäden für Ökosysteme und die Nahrungsmittelproduktion in verträglichen Grenzen bewegen und sog. Nicht-Linearitäten im Klimasystem vermieden werden. Im Herbst 2018 hat der Weltklimarat mit einem +1,5°C-Ziel seine
Empfehlung nochmals verschärft. Folgerichtig müssen die Maßnahmen gegen den Klimawandel wesentlich drastischer ausfallen, als bisher gedacht.

Mobilität ist eine Grundvoraussetzung des Wirtschaftens und ein Grundbedürfnis des Lebens. Mobilität ist aber nicht ohne unerwünschte Emissionen zu haben: Der Ausstoß von CO2 verändert das Klima; Feinstäube, Rußpartikel und Stickstoffoxide verschlechtern die Atemluft. Derzeit ist der Straßenverkehr für rund 19% der Treibhausgasemissionen in Deutschland und nahezu ausschließlich für die schlechte Luftqualität verantwortlich. Schuld ist der Verbrennungsmotor auf der Basis fossiler Kraftstoffe, insbesondere der Diesel. Es besteht dringender Handlungsbedarf für den Schutz von Mensch und Umwelt.

Die Lösung wird in der E-Mobilität gesucht. Elektrischer Strom aus regenerativen Ressourcen (Windkraft, Photovoltaik) ist hoch subventioniert, wird aber dennoch in zunehmender Menge bereitgestellt. Das Ziel ist, den Verbrauch fossiler Brenn- und Kraftstoffe deutlich zu reduzieren. Derzeit tragen die regenerativen Ressourcen ca. 40% zum Gesamtstrom in Deutschland bei. Dieser Anteil soll auf 45% im Jahre 2025 und auf 80% im Jahre 2050 weiter gesteigert werden. Der Einzug des Stromes in die Mobilität vollzieht sich aber nur zögerlich. Im Vergleich zu den rund 45 Millionen konventioneller Kraftfahrzeuge in Deutschland, liegt die Zahl der zugelassenen Elektroautos jetzt bei rund 60.000. Die deutschen Automobilhersteller haben aber angekündigt, im großen Stil in die Produktion von Elektroautos einsteigen zu wollen.
Das Ziel dabei ist sowohl der neuen ökologischen Technik zum Durchbruch zu verhelfen, aber auch den von der EU vorgegebenen CO2-Ausstoß von 95 gCO2/km ab 2020 für die gesamte Modellflotte eines Herstellers einzuhalten. Weitere deutliche Verschärfungen des Flottenverbrauchs im Zeitraum 2020-2030 sind allerdings bereits verabredet.

Die wissenschaftlichen und technischen Probleme eines verantwortlichen Weges in die E-Mobilität sind längst nicht ausreichend gelöst. Zur Zeit werden viele Möglichkeiten (Hybride, Batterien, Brennstoffzellen, alternative Kraftstoffe) gefördert oder erprobt und befinden sich in unterschiedlicher Entwicklungsreife. Für die Beurteilung dieser Wege spielen mehrere Kriterien wie Wirkungsgrade, Energiedichten, Versorgungsketten und deren Infrastruktur und Sicherheit, CO2-Bilanz und schließlich die Kosten für den Betrieb eine Rolle. Allein die Vielfalt dieser Kriterien deutet darauf hin, dass es vermutlich keinen alleinigen Königsweg geben wird. Einige wenige Hindernisse für eine schnelle und einfache Lösung seien hier genannt:

  1. Strom ist generell nicht speicherbar. Wenn er aus einer Überschussproduktion abgespeichert werden soll, muss er in elektrochemische Energie wie in Batterien oder in chemische Energie wie z.B. in H2 oder Methanol gewandelt werden. Dies eröffnet die Wege in die reinen batterieelektrischen Fahrzeuge (BEV) oder H2/ Methanol – Brennstoffzellenfahrzeuge. Beide benötigen neue Energieverteilernetze, die derzeit praktisch nicht verfügbar sind.
  2. Ein häufig verdrängter Aspekt der E-Mobilität durch BEV ist die Tatsache, dass solche Fahrzeuge im Gegensatz zu der üblichen Annahme nicht CO2 neutral sind. Dies kommt zum einen aus dem derzeitigen Strommix in Deutschland, der nicht ausschließlich regenerativ sondern mit ca. 500 gCO2/kWh belastet ist. Hinzu kommt die Produktion der Batterien. Bei der Herstellung der Elektrodenmetalle leistungsfähiger Li-Ionen-Batterien wird so viel CO2 freigesetzt, dass solche Fahrzeuge über ihren Lebenszyklus einen CO2 Ballast von einigen Kilotonnen CO2 mitschleppen. Bei normaler Betriebsweise der BEV-Fahrzeuge sind diese deshalb in den ersten 3-5 Jahren in ihrer CO2-Bilanz Fahrzeugen mit Dieselmotoren unterlegen.
  3. Eine interessante Alternative zur E-Mobilität stellen die flüssigen synthetischen Kraftstoffe dar, die sog. E-Fuels oder strombasierten Kraftstoffe, die nicht aus Mineralöl sondern aus Elektrolyse-Wasserstoff und CO2 synthetisiert werden. Sie können in jedem Verbrennungsmotor genutzt werden. Da sie darüber hinaus auch bezüglich der Rußbildung von Kraftstoffen optimiert werden können, wird bei Dieselmotoren gleichzeitig der Aufwand der Abgasreinigung deutlich reduziert. Noch sind solche Kraftstoffe in der wissenschaftlich-technischen Entwicklung und zu teuer. Sie haben aber m. E. ein erhebliches Zukunftspotential, da sie bei voller Bereitstellung von Regenerativstrom ökologisch praktisch unschlagbar sind. Hinzukommt, dass die bestehende Infrastruktur der Versorgung mit Flüssigkraftstoff weiter genutzt werden kann. Dies ist auch deshalb von Vorteil, weil Flüssigkraftstoffe im Vergleich zu den Batterien eine um ca. den Faktor 10 höhere Energiedichte haben.

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Zuviel CO2 aus dem Verkehr: Ist die Elektromobilität die Lösung?

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