Warum der Elektromotor der einzig sinnvolle Antrieb ist

Benzin- und Dieselmotoren sind nicht nur Dreck-, sondern vor allem Energieschleudern. Mit einem Wirkungsgrad von maximal 45 Prozent produzieren sie sprichwörtlich viel heiße Luft. Doch auch Biogas oder Wasserstoff als Alternative zum Verbrenner machen langfristig wenig Sinn.

Wenn wir uns grundsätzlich darüber Gedanken machen, wie wir in Zukunft in einem PKW von A nach B kommen, dann sollten wir uns weniger die Frage stellen, ob das elektrisch oder mit einem Verbrennermotor oder mit einem Pferd geschehen wird. Die Frage sollte lauten: Welche Anforderungen haben wir? Und wie können wir sie mit den vorhandenen Ressourcen am besten erreichen?

Die Anforderungen sind zumindest für Länder wie Deutschland ziemlich schnell formuliert. Denn wir werden auch in vielen Jahren nicht auf die Vorzüge des Individualverkehrs verzichten und mit dem eigenen Auto zur Arbeit und in den Urlaub fahren wollen. Dass es in Zukunft weiterhin PKW geben wird, die den heutigen vom Grundkonzept her ähneln, liegt auf der Hand. Die Frage ist also: Wo kommt die Energie her, die die Autos antreibt?

Die Auswahl ist recht groß:

Energiequelle Energieträger im Auto
Erdöl, Erdgas Benzin, Diesel, Autogas, Erdgas
Pflanzen, Pflanzenreste, Abfällen, Gülle, Mist, Klärschlamm Biogas
Ölhaltige Pflanzen wie Raps, Sonnenblumen, Lein, Soja Benzin, Diesel
CO2 + X + Strom Benzin + Diesel (Synthetische Kraftstoffe)
X + Strom Wasserstoff (Elektromotor, keine Verbrennung)
Kohle, Erdöl, Erdgas, Kernkraft, etc. Strom
Erneuerbare Energiequellen Strom

Alle fossilen Energieträger sowie Kernkraft scheiden wegen der schlechten Zukunftsfähigkeit aus (Versorgungssicherheit, Verfügbarkeit, Preis, gesellschaftliche Akzeptanz, Klimaverträglichkeit). Es bleiben:

Biogas

Biogas stellt durchaus eine interessante Zwischenlösung dar, bis eine andere Mobilitätsform etabliert ist. Es wird allerdings nicht ausreichend verfügbar sein, als dass damit ein Land wie Deutschland alle Autos antreiben könnte – es sei denn mit gravierenden Folgen für die Landwirtschaft.

Kraftstoff auf Pflanzen

Selbiges gilt für Kraftstoffe aus zum Beispiel Raps (Biodiesel). Würden wir diese Energiequelle als favorisierte wählen, müssten wir auf großen Teilen der Agrarflächen Pflanzen anbauen, die uns mit Kraftstoff für unsere Autos versorgen. Diese würden uns für den Anbau von Lebensmitten fehlen.

Strom aus erneuerbaren Energiequellen

Es bleiben die erneuerbaren Energiequellen, die Strom liefern. Der wiederum kann auf drei Wegen das Auto antreiben:

  1. Eine interessante Möglichkeit ist die Umwandlung von CO2 in einen synthetischen Benzin- und Diesel-Kraftstoff, sogenannten E-Fuels. Wird dafür Strom aus erneuerbaren Energiequellen verwendet, fährt man damit sogar CO2-neutral. Warum also all den Aufwand mit der Elektromobilität betreiben? Weil die E-Fuels verschwenderisch sind. Zum einen ist der Produktionsprozess energieintensiv, zum anderen würden in unseren Autos nachwievor Verbrennungsmotoren laufen – und die haben einen Wirkungsgrad von maximal 45 Prozent. Das heißt: Die Hälfte der Energie, die die aufwändig produzierten E-Fuels in sich tragen, geht als Abwärme an die Umgebungsluft verloren.
  2. Eine Möglichkeit, Strom im Auto direkt zu nutzen, ist Wasserstoff.
    Dieser wird mit Strom produziert und treibt im Auto über eine
    Brennstoffzelle einen Elektromotor an. Der Ansatz ist durchaus vielversprechend, Universitäten und Unternehmen forschen dazu. Die Hoffnung: Eine Alternative zu haben, falls sich herausstellt, dass die Akku-Technik nicht weiter voran kommt. Aber auch die Wasserstoff-Technik hätte ihren Preis: Es müssten Anlagen
    zur großflächigen Wasserstoff-Produktion gebaut werden genauso wie entsprechende Tankstellen. Auch bedeutet der Zwischenschritt von Strom (z.B. aus der Windkraftanlage) über Wasserstoff zurück zu Strom (der den Elektromotor antreibt) Verluste in der Energiekette.
  3. Der am weitesten verbreitete und entwickelste Weg, Strom zum Fahren eines Autos nutzen zu können, ist das Speichern in einem Akku. Der Strom treibt einen Elektromotor an, dessen Wirkungsgrad über 85 Prozent beträgt. Sehr viel spricht dafür, dass dieses Konzept das Rennen machen wird.

Fazit

Langfristig stehen uns in großen Mengen Energie nur in Form von Strom zur Verfügung. Die technisch sinnvollste Methode ist es, in einem Auto damit direkt einen Elektromotor anzutreiben. Aus dem Strom zuerst einen Kraftstoff zu machen, der in einem Verbrennungsmotor explodiert, ist reine Energieverschwendung.