Grundlagen zur Elektromobilität

Dr. Volker Behrens vom Initiativkreis Energie Kraichgau zu Gast bei den Grünen Walzbachtal

Elektroautos sind in aller Munde. Wenn man allein die letzten drei Jahre die Neuzulassungen von Elektroautos in Deutschland betrachtet, erkennt man jährlich einen Rekordwert. Im Jahr 2019 waren dies 63000, 2020 194000 und im Jahr 2021 356000 Elektroautos. Die Gesamtzahl der zugelassenen Elektroautos in Deutschland betrug am 1. Januar 2022 618500.

Die Grünen Walzbachtal konnten Physiker Dr. Behrens vom Initiativkreis Energie Kraichgau e.V. zu für einen Vortrag zum Thema „Grundlagen der Elektromobilität“ gewinnen. Dr. Behrens ging zunächst auf die Besonderheiten von Autos mit Elektroantrieb ein. Er thematisierte die Unterschiede zwischen einem Auto mit Elektro- und einem Auto mit Verbrennungsmotor. Bei den Elektromodellen gibt es ebenfalls viele technische Unterschiede, wie zum Beispiel die Art des Elektromotors, die Art der Leistungselektronik, die Art des Akkus und die Software. Anschließend ging Dr. Behrens auf die Rekuperation ein. Hierbei wird der Elektromotor beim Bremsen zum Generator. Er wandelt die Bewegungsenergie des Autos in elektrische Energie um. Diese wird in die Batterie eingespeichert und steht für die nächste Beschleunigung zur Verfügung. Hierdurch werden weniger Stromverbrauch und eine größere Reichweite erzielt. Beim Batterie laden ging Dr. Behrens auf die Besonderheiten beim Laden zu Hause und unterwegs ein. Bei den öffentlichen Ladensäulen fiel den Teilnehmern auf, dass beispielsweise in Jöhlingen noch keine Ladesäule vorhanden ist.

Bei der Reichweite mit einer Akku-Ladung ist es wichtig zu wissen, dass die Akku-Kapazität von der Temperatur abhängt. Beim Verbrauch spielen der Fahrstil, die Geschwindigkeit und die elektrischen Verbraucher eine große Rolle.

Beim Strom aus Erneuerbaren Energien für die E-Mobilität stellte Dr. Behrens den Gästen die Frage, wenn ein modernes Windrad in Süddeutschland mit der Leistung 5MW eine Nacht (12 Stunden) bei Voll-Last (windige Winternacht) läuft, für wie viele Kilometer dies mit dem Elektroauto reicht. Die Antwort mit 300000 km ist hierbei überwältigend.

Beim Kauf eines Elektroautos sind die Komponenten Reichweite, Ladegeschwindigkeit, Garantieleistung für den Akku, Anhängerkupplung, Ladeort und Fachwerkstatt vor Ort zu beachten.
Interessant ist auch die Frage, ob es genug Rohstoffe für 100 Prozent Elektroautos gibt. Hier wird vor allem der Stromspeicher beachtet, wobei insbesondere Lithium benötigt wird. Im Jahr 2020 betrug die Lithium-Jahresproduktion 82000 Tonnen. Die aktuellen Reserven betragen 21 Millionen Tonnen. Zusätzlich wird aktuell mit Ressourcen mit 76 Tonnen gerechnet. Wenn man die aktuellen Lithium Reserven betrachtet, wäre bei der Erstausstattung von E-Autos ca. 2 Milliarden Fahrzeuge möglich, wenn man 12 kg pro Auto als Grundlage vorsieht. Bei der Lithiumgewinnung sind insbesondere die Umweltprobleme in Chile und Argentinien kritisch zu betrachten. Die Sole wird aus der Tiefe hochgepumpt, wodurch der Grundwasserspiegel fällt. Die Wassernutzung ist ein politisches Problem. In Chile sind die Wassernutzungsrechte an die Konzerne verkauft. In Deutschland kommt Lithium im Gestein in der Lagerstätte Zinnwald im Erzgebirge in Sachsen vor. Beim untertägischen Abbau ab 2025 sind 125000 Tonnen zu erwarten.

Heftig debattiert wird auch immer die Frage, was mit dem Akku passiert. Das Lebensdauer-Ende des Akkus für E-Autos beträgt 80% der Stromkapazität im Neuzustand. Am Beispiel bei einer neuen Reichweite von 400 km (Kapazität 50 kWh) wäre das Nutzungsende im Auto bei einer Reichweite von 320 km (Restkapazität 40 kWh). Diese Restkapazität ist immer noch erheblich. Zum Vergleich: die typische Speichergröße für eine private PV-Anlage beträgt 10 kWh. Die Nachnutzung des Auto-Akkus als stationärer Stromspeicher ist durchaus sinnvoll. Danach ist das Recycling technisch kein Thema, rechtlich geboten (EU-Altautoverordnung) und für die Wiedergewinnung der Rohstoffe sinnvoll und notwendig. Das mechanische Verlegen des Akkus erfolgt durch Roboter. Die chemische Wiedergewinnung der Rohstoffe in den einzelnen Zellen geht, aber das Lithium wird zur Zeit in der Regel nicht wiedergewonnen, da der Weltmarktpreis mit 25 Euro pro Kilogramm relativ gering ist. Zudem gibt es ein großtechnisches Recycling der Auto Lithium Akkus aufgrund der zu geringen Menge nicht.

Zum Abschluss des Vortrags ging Dr. Behrens auf das E-Car-Sharing im Landkreis Karlsruhe ein. Hierbei erläuterte er das Angebot zeozweifreiunterwegs der Umwelt- und Energie Agentur des Landkreises Karlsruhe. Außerdem wies er darauf hin, dass Elektromobilität mehr ist als nur E-Autos. Die Mobilitätswende ist nicht Verbrenner 1 zu 1 durch E-Autos zu ersetzen. E-Bikes, E-Roller, E-Lastenräder, Stadtbahnen, Bundesbahnen und Busse müssen ebenfalls berücksichtigt werden.

Im Anschluss an den Vortrag stellten die Gäste Dr. Behrens noch verschiedene Fragen zum Kauf von E-Autos. Zudem wurde in der Diskussion deutlich, dass eine öffentliche Ladesäule in Jöhlingen für die Mobilitätswende im Ort unabdingbar ist. Der Ortsverband der Grünen in Walzbachtal wird dieses Ziel weiter verfolgen und in öffentlichen Diskussionen einbringen.

Der Ortsverband der Grünen Walzbachtal möchte sich auf diesem Wege nochmals bei Dr. Behrens für den interessanten Vortrag bedanken.