audimax TECH. 1-2022 - Karrieremagazin für ITler und Ingenieure

BRANCHENEINBLICK
Zapfsäulenstreich
ANTRIEBE DER ZUKUNFT – STATUS QUO
Text: Vanessa Götzl
Foto: anankkml, 5seconds/depositphotos.com
»Die Zukunft der Mobilität ist elektrisch, digital, autonom
und multimodal – zu Lande, zu Wasser und in der
Luft«, ist sich der Verband der Elektrotechnik Elektronik
Informationstechnik e.V. sicher. In ständiger Konkurrenz
zur Batterie stehen nach wie vor synthetisch
hergestellte Kraftstoffe, also E-Fuels bzw. Power-to-X
Kraftstoffe und die Brennstoffzelle, angetrieben mit
Wasserstoff. Wenn wir die Debatte einmal von hinten
aufrollen, kann zusammenfassend gesagt werden,
dass die Batterie für den Personen-Verkehr, Batterie
und Brennstoffzelle für LKWs und E-Fuels für
Bestandsfahrzeuge beziehungsweise den Motorsport
und den Liebhaber-Markt geeignet sind.
Aber warum ist das so?
Die Antriebsmöglichkeiten sollen im Folgenden in
Hinblick auf ihre Hürden genauer betrachtet werden.
Von Infrastruktur, Umweltverträglichkeit und Kosten
ist hier die Rede. Fangen wir mit der Batterie an. Diese
Antriebsart wirkt auf Verbraucher und Autohersteller
derzeit geradezu elektrisierend. Grün und nachhaltig
soll sie sein. Zur Herstellung werden die nicht erneuerbaren
Rohstoffe Lithium und Kobalt benötigt.
Und womit wird die Batterie geladen? Mit Strom, der
im besten Fall grün ist. Heißt: Wind-, Solarstrom oder
erzeugte Energie aus Biogas und Wasserkraft. Außerdem
ist noch unklar, wie sich das Mobilitätsbedürfnis
verschiedener Märkte entwickelt. Die benötigte Reichweite
eines Elektromotors und die Ladeinfrastruktur
verbergen sich in diesem Bereich noch hinter einem
großen Fragezeichen. Kostentechnisch rechnet sich
ein Elektroauto für die Verbraucher. Besonders staatliche
Subventionen spornen Autofahrer an, auf Batteriebetrieb
umzusteigen. Außerdem spricht der hohe
Wirkungsgrad für das E-Auto. 70-80 Prozent der eingesetzten
Energie kommt tatsächlich am Rad an. Bei
E-Fuels ist der Wert deutlich niedriger. Lediglich 10-15
Prozent des energetischen Aufwands bringen E-Fuels
als Antriebsalternative auf die Straße.
Was sind E-Fuels, synthetische Kraftstoffe, Power-to-X
und wie sie alle heißen eigentlich? Mithilfe von
regenerativem Strom wird Wasser in Sauerstoff
und Wasserstoff aufgespalten. Im nächsten
Schritt verbindet sich CO2, als Abfallprodukt
aus industriellen Prozessen oder aus der Umgebungsluft,
mit Wasserstoff. Das Endprodukt: synthetischer
Diesel, Benzin oder Gas. Besonderheit: E-Fuels und
klassische Kraftstoffe sind baugleich und können deshalb
in bestehenden Motoren genutzt werden. Verbirgt
sich hinter diesem Kraftstoff vielversprechendes
Potenzial? Ein Beispiel aus der Praxis zeigt, dass
die Entwicklung in der Richtung vorangetrieben wird.
Zusammen mit Siemens Energy erprobt Porsche in
Chile derweil schon eine Großanlage zur Herstellung
des synthetischen Kraftstoffs. Der Standort ist vor allem
wegen der optimalen Windkraftgewinnung interessant.
Im Jahr 2022 sollen dort schon 130.000
Liter produziert werden. Laut Carl Berninghausen,
CEO von Sunfire, einem weltweit führenden Elektrolyse-Unternehmen,
sei es entscheidend wie teuer
der Kraftstoff am Ende wird. Mit derzeit 4,50 Euro/
Liter ist der alternative Kraftstoff für den Privatmann
und die Privatfrau eher unattrakiv. Vorteil: Getankt
werden kann wie bisher an den schon bestehenden
Tankstellen.
Last but not least: Wasserstoff und Brennstoffzelle.
In Wasserstoff-Anlagen wird, häufig mithilfe von
Windkraft, mittels Elektrolyse Wasser in Wasserstoff
und Sauerstoff aufgespalten. Das komprimierte Gas
wird in Tanks gelagert, die unter hohem Druck stehen.
Wichtiger Bestandteil von Brennstoffzellen ist
derzeit noch Platin. Ähnlich wie Kobalt in der Batterie
ist Platin in der Natur nicht unbegrenzt verfügbar,
daher die hohen Herstellungskosten. Außerdem
wird bei der Elektrolyse doppelt bis dreimal so viel
Strom verbraucht, um die gleiche Strecke wie mit einem
herkömmlich angetriebenen Auto zurückzulegen.
Werden diese Aspekte ausgeklammert, schneidet
die Brennstoffzelle bei der Naturverträglichkeit sehr
gut ab, denn Wasserstoff wird nahezu komplett sauber
verbrannt.
Fazit: Mit einem intelligenten Mix aus allen verfügbaren
klimaneutralen Antriebstechnologien kann das
Klimaziel der EU erfüllt werden. PKWs werden in Zukunft
wahrscheinlich batterieelektrisch unterwegs
sein, gewerblicher Güter- und Schwerlastverkehr wird
eher auf den Batterie- und Brennstoffzellen-Antrieb
zurückgreifen.
Smart Mobility
ist ein Synonym für Effizienz
und Komfortsteigerung.
E-Fuels
nur 10-15 Prozent
der eingesetzten Energie.
kommt am Rad an
So teuer?
Ein Liter synthetischer
Kraftstoff kostet in der
Herstellung 4,50€. Stand heute.
Echt jetzt?
Experten rechnen eher
damit, dass E-Fuels im
Transport-Bereich beispielsweise
bei Flugzeugen und
Schiffen zum Einstatz
kommen, anstatt im PKW.
Was? Aha!
Deutschlands Straßenverkehr
verursacht 20% der
CO2-Emissionen.
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