![\"\"](\"https:\/\/ibiworld.eu\/de\/wp-content\/uploads\/2022\/10\/FRA022-01.jpg\")
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Eine der Krankheiten, die die Kommunikation befallen, ist der Wunsch, jedes Thema auf das N\u00f6tigste zu reduzieren, was zu Fehlinformationen f\u00fchrt und zwei Fronten von Anh\u00e4ngern schafft. Denken Sie nur an die Frage NoVax versus SiVax, an der auch wissenschaftliche Koryph\u00e4en beteiligt waren, oder an die Ukraine-Frage. Diese Art des Umgangs mit Komplexit\u00e4t zieht sich nicht nur durch die Medien, sondern auch durch die Hallen, in denen Entscheidungen getroffen werden \u2013 ein noch gr\u00f6\u00dferes Problem, wenn es um die Umwelt und den Fortbestand des Lebens auf unserem Planeten geht. Im Fall des Elektroautos (EV) gibt es diejenigen, die argumentieren, dass EVs alle CO2<\/sub>-Probleme l\u00f6sen werden, und diejenigen, die glauben, dass EVs die Quelle unsagbarer Katastrophen sein werden.<\/p>\n Die SiWatts beschuldigen die einen, von den gro\u00dfen \u00d6lmagnaten bezahlt zu werden, w\u00e4hrend die NoWatts die anderen beschuldigen, Ignoranten zu sein, die von den Regierungen bezahlt werden. Es dr\u00e4ngt sich der Verdacht auf, dass es im Europ\u00e4ischen Parlament eine \u00e4hnliche Spaltung gibt und dass bestimmte irrationale Entscheidungen eher das Ergebnis von gluckernden B\u00e4uchen als von denkenden K\u00f6pfen sind. Wir versuchen hier, mit Umsicht und Liebe zum Detail die Vor- und Nachteile auf den Tisch zu legen und \u00fcberlassen es jedem Leser, zu entscheiden, wie er die Waage h\u00e4lt: Eine Synthese ist jedenfalls noch lange nicht in Sicht.<\/p>\n Der Versuch, die Fakten und die Folgen der getroffenen Entscheidungen zu durchdenken: Wenn die Europ\u00e4ische Union beispielsweise die Stra\u00dfen f\u00fcr den Verbrennungsmotor sperrt, bedeutet das dann, dass der Schwerlastverkehr in der Schifffahrt, im Luftverkehr und bei den Lastwagen an unseren Grenzen Halt macht und \u00fcberall um uns herum zunimmt? Wird es bedeuten, dass alle unsere Konkurrenten in einer \u00d6lwirtschaft leben werden, in der wir zu Tiefstpreisen reisen, und dass wir einen enormen \u00dcberschuss zahlen m\u00fcssen, um nach Hause zu liefern, was nur an der Grenze zu uns gebracht wird? Oder werden wir arme L\u00e4nder zwingen, Teslas zu kaufen? Und wer wird unsere Autos mit Strom versorgen, sobald sie die Grenzen der Union erreichen? Ist der Westen wirklich reich genug, um sich das leisten zu k\u00f6nnen?<\/p>\n Die Br\u00fcsseler Entscheidung<\/strong><\/p>\n Im Rahmen des europ\u00e4ischen Green Deals hat sich die Europ\u00e4ische Union, die nach China und den Vereinigten Staaten der drittgr\u00f6\u00dfte Produzent von Treibhausgasen ist, mit der Klimagesetzgebung das verbindliche Ziel gesetzt, bis 2050 Klimaneutralit\u00e4t zu erreichen und die Treibhausgase bis 2030 um 55 Prozent zu reduzieren: eine echte rechtliche Verpflichtung f\u00fcr die gesamte Union. Das Vorschlagspaket mit der Bezeichnung „Fit for 55“[2]<\/a> wurde vom Europ\u00e4ischen Parlament am 8. Juni 2022 mit 339 Ja-Stimmen, 249 Nein-Stimmen und 24 Enthaltungen angenommen, und es geht um die Revision des CO2<\/sub>-Emissionsgesetzes[3]<\/a>.<\/p>\n Die wichtigsten Richtlinien sind epochal: Die Automobilhersteller m\u00fcssen die durchschnittlichen Emissionen ihrer gesamten Flotte ab 2035 um 100 Prozent senken, mit Zwischenma\u00dfnahmen in den Jahren 2025 und 2030, und es gibt nur einen Weg, dies zu erreichen: den vollst\u00e4ndigen Ersatz des thermischen Antriebs durch den Elektroantrieb. Dies bedeutet, dass die Produktion von Fahrzeugen mit Benzin-, Diesel-, Fl\u00fcssiggas- und Hybridantrieb vollst\u00e4ndig eingestellt wird. Der Verbrennungsmotor, der 1853 von den Italienern Eugenio Barsanti und Felice Matteucci patentiert wurde, ist offenbar dem Untergang geweiht. Eine be\u00e4ngstigende Entscheidung. Zu den ersten Gegnern geh\u00f6rt Deutschland, das seine Unterst\u00fctzung zur\u00fcckzieht: Der Verkehrsminister Volker Wissing ist \u00fcberzeugt, dass der beste Weg ein ganzheitlicher Ansatz ist, der L\u00f6sungen an mehreren Fronten umfasst, insbesondere die synthetischen E-Fuels[4]<\/a>.<\/p>\n Frankreich ist ebenfalls dagegen, bevorzugt ein „weicheres“ Zeitziel und verteidigt Plug-in-Hybridmotoren[5]<\/a>. In Italien \u00e4u\u00dfert der Minister f\u00fcr den \u00f6kologischen \u00dcbergang, Roberto Cingolani, starke Zweifel an der Entscheidung f\u00fcr die Elektroenergie: Von den Gr\u00fcnen beschuldigt, den \u00f6kologischen \u00dcbergang „sabotieren“ zu wollen[6]<\/a>, spricht er sich f\u00fcr einen vorsichtigeren Ansatz und die Verwendung von Biokraftstoffen aus. Obwohl ANFIA (Associazione Nazionale Filiera Industria Automobilistica[7]<\/a>) von der Gefahr des Verlustes von 70.000 Arbeitspl\u00e4tzen spricht[8]<\/a>, ist der Minister \u00fcberzeugt, dass diese Arbeitspl\u00e4tze durch neue Professionalit\u00e4t und neue Dienstleistungen wieder aufgefangen werden[9]<\/a>. Italien, Portugal, die Slowakei, Bulgarien und Rum\u00e4nien fordern eine 90-prozentige Verringerung des CO2<\/sub>-Aussto\u00dfes von Autos bis 2035 und ein 100-prozentiges Ziel bis 2040: f\u00fcnf Jahre mehr Zeit[10]<\/a>.<\/p>\n ACEA, der europ\u00e4ische Verband der Automobilhersteller, h\u00e4lt die EU-Entscheidung f\u00fcr un\u00fcberlegt und ist skeptisch, was den Zeitpunkt betrifft. Seine Position f\u00fchrt zu illustren Abtr\u00fcnnigen wie Volvo und Stellantis, die dieser Ansicht nicht zustimmen[11]<\/a>. Die chinesische Geely Auto Group hat ebenfalls beschlossen, den ACEA zu verlassen[12]<\/a>. Die Aufregung ist gro\u00df, nicht zuletzt, weil es diejenigen gibt, die den \u00dcbergang zu E-Fahrzeugen f\u00fcr unausweichlich halten und den Zeitpunkt vorwegnehmen: Bereits am 18. November 2020 k\u00fcndigte Gro\u00dfbritannien ein Verkaufsverbot f\u00fcr neue benzin- und dieselbetriebene Autos und Transporter bis 2030 an, f\u00fcnf Jahre fr\u00fcher als geplant[13]<\/a>.<\/p>\n Dies ist ein Land, das seit Jahrzehnten seine Autoindustrie verliert. Die Angelsachsen waren die ersten unter den G7-Staaten, die sich ein gesetzliches Ziel von Nullemissionen bis 2050 gesetzt haben. Der Stopp ist auch von Kalifornien und Kanada angek\u00fcndigt, allerdings bis 2035[14]<\/a>. Am 4. Dezember 2020 erkl\u00e4rte D\u00e4nemark seine Absicht, die Anzahl der Elektro- und Hybridfahrzeuge auf den Stra\u00dfen von derzeit 20.000 auf 775.000 Fahrzeuge bis 2030 zu erh\u00f6hen, um die Emissionen bis 2030 um 70 Prozent zu reduzieren, aber mit dem noch ehrgeizigeren Ziel, so schnell wie m\u00f6glich die 1-Million-Marke zu erreichen[15]<\/a>.<\/p>\n Der Markt f\u00fcr Elektrofahrzeuge ist im Aufwind<\/strong><\/p>\n Gesamtzahl der weltweit verkauften E-Fahrzeuge pro Jahr[16]<\/a><\/strong><\/p>\n Der Markt f\u00fcr Elektrofahrzeuge w\u00e4chst rasant: Obwohl das Jahr 2020 aufgrund der Pandemie ein Jahr zum Vergessen war (f\u00fcr den gesamten Automobilsektor), stiegen die Verk\u00e4ufe von Elektrofahrzeugen im Vergleich zu 2019 um 43 %, und der weltweite Marktanteil der Elektrofahrzeugindustrie stieg um 4,6 %[17]<\/a> \u2013 ein Rekord. Im Jahr 2021 verdoppelte sich die Zahl der E-Fahrzeuge trotz anhaltender Chip-Knappheit und steigender Preise f\u00fcr wichtige Rohstoffe sogar: 6,75 Millionen Fahrzeuge wurden verkauft[18]<\/a>, und am Ende des Jahres waren weltweit insgesamt 16,5 Millionen E-Fahrzeuge im Umlauf[19]<\/a>.<\/p>\n 2022 ist ein noch au\u00dfergew\u00f6hnlicheres Jahr: 4,2 Millionen verkaufte E-Fahrzeuge in der ersten Jahresh\u00e4lfte, ein Plus von 63 % im Vergleich zum gleichen Zeitraum 2021[20]<\/a>; allein im Juni 2022 wurden 913.000 E-Fahrzeuge verkauft, ein Plus von 54 % im Vergleich zum Juni 2021[21]<\/a>, mit einem Marktanteil von 16 % im Juni 2022 und 12 % seit Beginn des Jahres. Angesichts der allgemeinen politischen Unterst\u00fctzung f\u00fcr den gesamten Sektor weltweit sind die Aussichten sogar noch optimistischer: Die staatlichen Ausgaben f\u00fcr Subventionen und Anreize f\u00fcr E-Fahrzeuge verdoppelten sich im Jahr 2021 auf fast 30 Mrd. USD, und es ist zu erwarten, dass die von den Regierungen f\u00fcr 2022 zugesagten Betr\u00e4ge noch weit h\u00f6her liegen werden[22]<\/a>.<\/p>\n China ist nach wie vor der gr\u00f6\u00dfte Markt f\u00fcr E-Fahrzeuge (2021 wurden in China mehr E-Fahrzeuge verkauft \u2013 3,3 Millionen \u2013 als in der ganzen Welt im Jahr 2020[23]<\/a>). Europa holt auf, angetrieben durch eine strenge Emissionspolitik. In den Vereinigten Staaten wird der Markt weiterhin durch den Erfolg des Tesla Model Y befl\u00fcgelt: Es gibt eine starke allgemeine Ausrichtung der Autohersteller auf E-Fahrzeuge, wobei der Schwerpunkt auf Arbeitsfahrzeugen wie dem Ford F-150 und dem Silverado von General Motors liegt[24]<\/a>. EVs sind jedoch teurer als ICEVs (Internal Combustion Engine Vehicles, Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor), und China versucht, dieses Problem durch die Produktion kleiner und erschwinglicher EVs (im Durchschnitt 10 % teurer als ein herk\u00f6mmliches Auto) zu l\u00f6sen. Es gibt jedoch Gebiete, in denen der Kauf eines EVs immer noch unerschwinglich ist, wie z. B. in Brasilien, Indien und Indonesien (nur 0,5 % des gesamten Fahrzeugbestands), obwohl Indien es geschafft hat, seinen Absatz bis 2021 zu verdoppeln[25]<\/a>.<\/p>\n Die Pandemie und der Krieg in der Ukraine haben den Markt weltweit ged\u00e4mpft, aber im Announced Pledges-Szenario der IEA von 2022[26]<\/a>, das auf klimabezogenen Verpflichtungen und politischen Ank\u00fcndigungen beruht, werden Elektrofahrzeuge bis 2030 mehr als 30 % der weltweit verkauften Fahrzeuge ausmachen. Eine beeindruckende Zahl, aber immer noch weit entfernt von den 60 Prozent, die bis dahin n\u00f6tig sind, um bis 2050 netto null CO2<\/sub>-Emissionen zu erreichen[27]<\/a>. Nach Sch\u00e4tzungen der IEA werden E-Fahrzeuge im Jahr 2030 knapp \u00fcber 20 % der Verk\u00e4ufe ausmachen[28]<\/a>. Es stellt sich die Frage, ob die Br\u00fcsseler Richtlinien auf einer vern\u00fcnftigen Planung beruhen oder ob wir, wie die Skeptiker prophezeien, ein teilweises oder sogar vollst\u00e4ndiges Scheitern der Ziele zu erwarten haben. Die eigentliche Frage ist jedoch: Wie stark werden sich diese Entscheidungen auf die verschiedenen sozialen, politischen, industriellen, geopolitischen, wirtschaftlichen und \u00f6kologischen Bereiche auswirken?<\/p>\n Das Elektroauto: warum es von Vorteil ist<\/strong><\/p>\n Ein EV hat im Vergleich zu einem ICEV weniger Komponenten und erfordert weniger Wartung[29]<\/a><\/strong><\/p>\n Der Hauptvorteil ist nat\u00fcrlich, dass die CO2<\/sub>-Emissionen w\u00e4hrend des Betriebs nahezu Null sind. Ein weiterer unbestreitbarer Vorteil ist die Energieeffizienz. Bei einem ICEV bewegen nur 30 % der Energie die R\u00e4der: Der Rest wird in W\u00e4rme umgewandelt und geht verloren. Bei E-Fahrzeugen hingegen liegt der Wirkungsgrad bei \u00fcber 80 %[30]<\/a>. Hinzu kommt die Einfachheit der Konstruktion: Ein Elektroauto besteht im Wesentlichen aus dem Batteriesatz, der f\u00fcr die Speicherung und Bereitstellung der Energie ben\u00f6tigt wird, dem elektrischen Antriebsstrang (der sehr einfach aufgebaut ist), dem Wechselrichter (dem Schaltkreis, der den Antriebsstrang steuert) und dem thermischen System, das die richtigen Temperaturen im Motor und im Fahrgastraum aufrechterh\u00e4lt. Es gibt kein Getriebe, da Drehzahl und Leistung direkt vom Wechselrichter \u00fcbernommen werden, und viele andere mechanische Teile fehlen. Was bleibt, sind die Achsen, R\u00e4der, das Differential, die Aufh\u00e4ngung, die Bremsen und die Beleuchtung.<\/p>\n Die Einfachheit bringt enorme Vorteile mit sich, sowohl was die Zuverl\u00e4ssigkeit als auch die Wartungskosten betrifft. Das Bremssystem ist das einzige, das einen gewissen Verschlei\u00df aufweist, der jedoch im Vergleich zu ICEVs deutlich geringer ist: Zum Bremsen verwendet ein EV denselben Motor und nutzt in dieser Phase die Tr\u00e4gheitskraft, um die Batterien wieder aufzuladen, wodurch Energie zur\u00fcckgewonnen wird, die in ICEVs verschwendet wird. Die \u00fcbrigen Komponenten sind f\u00fcr den gesamten Lebenszyklus des Fahrzeugs konzipiert. Der geringere Einsatz von Bauteilen hat noch eine weitere positive Folge: mehr Laderaum. Selbst sehr kleine E-Fahrzeuge bieten gr\u00f6\u00dfere Kofferr\u00e4ume als Benzinfahrzeuge.<\/p>\n Ein weiterer Vorteil ist die M\u00f6glichkeit, bei sehr niedrigen Drehzahlen ein maximales Drehmoment zu erreichen: Das „Motordrehmoment“ ist die Leistung, die das Triebwerk bei niedrigen und mittleren Drehzahlen in Form von Schub liefern kann. Ein Verbrennungsmotor hat die Eigenschaft, seine Leistung am besten ab einer bestimmten Drehzahl zu entfalten. Dies ist bei Elektromotoren nicht der Fall, da diese auch bei nahezu null Umdrehungen maximalen Schub erzeugen k\u00f6nnen[31]<\/a>. In Bezug auf die Leistung ist dies ein erheblicher Vorteil: Kein ICEV erreicht die brillante Leistung eines EV. Ein weiterer Pluspunkt ist die Ger\u00e4uschlosigkeit, die weitaus geringer ist als bei einem ICEV.<\/p>\n Die kontroversen Aspekte<\/strong><\/p>\n Die Lithiumbatterie ist das umstrittenste Bauteil in Bezug auf Kosten, Sicherheit, Reichweite, Gewicht und Verschmutzung[32]<\/a><\/strong><\/p>\n Eine wichtige Pr\u00e4misse: Wir befinden uns im technologischen Bereich, Ver\u00e4nderungen k\u00f6nnen sehr schnell und unvorhersehbar sein, denn schon morgen k\u00f6nnte eine neue Entdeckung das Elektroauto in seiner heutigen Form revolutionieren. Das Batteriepaket, um das sich das gesamte Fahrzeug dreht, ist auch dasjenige, das die sensibelsten Aspekte ber\u00fchrt: Kosten, Gewicht, Aufladung, Autonomie, Lebenszyklus und Sicherheit. Andere Aspekte, wie die Herstellung und Entsorgung von Batterien, werden wir in einem sp\u00e4teren Abschnitt behandeln; hier beschr\u00e4nken wir uns auf Fragen, die sich ausschlie\u00dflich auf die Nutzung und Wartung des Fahrzeugs beziehen.<\/p>\n Kosten: <\/strong>Dieser Punkt hat den gr\u00f6\u00dften Einfluss auf den Endpreis des Fahrzeugs. Batterien werden in der Regel nicht direkt vom Automobilhersteller hergestellt, sondern von externen Lieferanten bezogen, so dass die Kosten f\u00fcr alle \u00e4hnlich sind. Nach Angaben von Carim Energhy zahlt Tesla durchschnittlich 142 US-Dollar pro Kilowattstunde (kWh) f\u00fcr Batteriezellen, die es von seinen drei Lieferanten Panasonic, LG Chem und CATL bezieht. Im Vergleich dazu zahlt GM f\u00fcr seine Batteriezellen durchschnittlich 169 $ pro kWh, w\u00e4hrend der Branchendurchschnitt bei 186 $ pro kWh liegt. Carims Daten zufolge kosten die Akkus von Tesla im Durchschnitt 187 US-Dollar pro kWh, w\u00e4hrend die Akkus von GM 207 US-Dollar pro kWh kosten; die Automobilindustrie gibt durchschnittlich 246 US-Dollar pro kWh f\u00fcr Akkus aus[33]<\/a>. Die zentrale Bedeutung dieser Komponente f\u00fchrt jedoch dazu, dass die Automobilhersteller eine weniger passive Rolle einnehmen und selbst in die Entwicklung und Produktion von Batterien investieren[34]<\/a>.<\/p>\n Gewicht:<\/strong> Dies ist ein entscheidender Aspekt, denn um eine Reichweite zu erzielen, die dem Elektrofahrzeug eine ausreichende Vielseitigkeit verleiht, wird ein betr\u00e4chtliches Gewicht erreicht \u2013 derzeit zwischen 600 kg und 1400 kg, aber es gibt Spitzenfahrzeuge wie Tesla, bei denen das Gewicht 3500 kg \u00fcbersteigt. Das betr\u00e4chtliche Gewicht wirkt sich negativ auf die Agilit\u00e4t des Fahrzeugs aus \u2013 obwohl man sagen muss, dass das Batteriepaket, das sich im untersten Teil des Fahrzeugs befindet, den Schwerpunkt senkt und somit die Stabilit\u00e4t erh\u00f6ht \u2013 und beeinflusst den Kraftstoffverbrauch. Das ist wie ein Hund, der sich in den Schwanz bei\u00dft: Ein h\u00f6heres Gewicht bedeutet eine gr\u00f6\u00dfere Akkumulation und damit eine gr\u00f6\u00dfere Reichweite, aber gleichzeitig wirkt sich das h\u00f6here Gewicht negativ auf die Reichweite aus. Deshalb ist die Suche nach einem guten Kompromiss der Aspekt, auf den sich die Automobilhersteller \u00fcberwiegend konzentrieren.<\/p>\n Zeit, Lademodus und Energiebedarf.<\/strong> Dies ist eines der Elemente, die den Kauf eines Elektroautos am meisten bremsen: Das Tanken von Benzin dauert drei oder vier Minuten, das Tanken von „Elektronen“ kann zwischen 30 Minuten und mehreren Stunden dauern. Ein typisches Elektroauto mit einer vollst\u00e4ndig entladenen 60-kWh-Batterie ben\u00f6tigt knapp acht Stunden, um an einer 7-kW-Lades\u00e4ule vollst\u00e4ndig aufgeladen zu werden, w\u00e4hrend ein Tesla Model S an einer 3,7-kW-Lades\u00e4ule bis zu 21 Stunden ben\u00f6tigen kann[35]<\/a>. Ladestationen sind in der Regel in der Lage, Strom in verschiedenen Modi \u2013 langsam, schnell und ultraschnell (kompatibel mit den Ladesystemen von E-Fahrzeugen) \u00ad\u2013 zu liefern, was einen erheblichen Einfluss auf die Ladezeiten hat. Ein sehr schnelles Aufladen ist jedoch gleichbedeutend mit der Erzeugung eines betr\u00e4chtlichen Stroms, wodurch sich die Temperatur der Batterien schlie\u00dflich erheblich erh\u00f6ht und ihre Degradation beschleunigt wird[36]<\/a>.<\/p>\n Gewicht der Batterien im Verh\u00e4ltnis zur gelieferten Leistung[37]<\/a><\/strong><\/p>\n Um den Ladevorgang zu verstehen, m\u00fcssen einige Aspekte erl\u00e4utert werden. Die erste ist die Kapazit\u00e4t der Batterie, d. h. wie viel elektrische Energie sie speichern kann. Dieser wird in Kilowattstunden (kWh) gemessen. Je mehr kWh eine Batterie hat, desto mehr Energie kann sie speichern (und desto mehr Kilometer kann das Auto mit einer Tankf\u00fcllung fahren). Der zweite Aspekt ist die Ladeleistung (oder -geschwindigkeit): Dies ist das Ma\u00df f\u00fcr die tats\u00e4chliche Energie, die in der Zeit von der Ladestation auf die Autobatterie \u00fcbertragen wird.<\/p>\n Im Idealfall sollte diese Leistung der Leistung der Ladestation entsprechen, aber in der Realit\u00e4t wird sie durch eine Reihe von Faktoren begrenzt, darunter: a) die Leistung der Ladestation, d. h. wie viele kW pro Minute in die Autobatterie gelangen. Ein Beispiel: Eine 22-kW-Wallbox, die in einem Haus installiert ist, in dem die maximal verf\u00fcgbare Leistung 3 kW betr\u00e4gt, stellt die tats\u00e4chliche Grenze der Ladeleistung dar; b) die maximale Ladeleistung des Fahrzeugs, die oft geringer ist als die Leistung der Ladestation; c) das Anschlie\u00dfen eines eigenen Ladekabels an eine Ladestation kann die maximal zul\u00e4ssige Stromst\u00e4rke des Kabels begrenzen. Kabel, die h\u00f6here Str\u00f6me \u00fcbertragen k\u00f6nnen, sind teurer; d) vor allem im h\u00e4uslichen Umfeld sind die Ladestationen an Netze mit begrenzter Stromverf\u00fcgbarkeit angeschlossen und werden daher verlangsamt, um Stromausf\u00e4lle zu vermeiden.<\/p>\n Um zu berechnen, wie lange es dauert, bis der Tank „voll“ ist, wenden Sie einfach die folgende Formel an:<\/p>\n Das Ergebnis dieser Berechnung ist die Anzahl der Stunden, die ben\u00f6tigt werden, um die Autobatterie zu laden (von vollst\u00e4ndig entladen bis vollst\u00e4ndig geladen). Hier sind einige Beispiele:<\/p>\n Wiederaufladezeit der Maschinenbatterie von vollst\u00e4ndig entladen bis vollst\u00e4ndig geladen[38]<\/a><\/strong><\/p>\n Geht man von einem durchschnittlichen Verbrauch von 15 kWh pro 100 km aus, so dauert es bei einer Ladeleistung von 3 kW etwa 5 Stunden, bis die Ladung f\u00fcr eine Strecke von 100 km ausreicht, w\u00e4hrend es bei 7 kW etwa 2 Stunden und bei 22 kW etwa 40 Minuten dauert. Die g\u00e4ngigsten Wechselstroms\u00e4ulen erreichen dreiphasig bis zu 22 kW, w\u00e4hrend 7,4 kW die Obergrenze f\u00fcr einphasig ist \u2013 ein grundlegender Aspekt bei der Neuverkabelung st\u00e4dtischer Netze, bei der nicht au\u00dfer Acht gelassen werden darf, dass es sich bei den Stationen, die die h\u00f6chsten Ladegeschwindigkeiten erm\u00f6glichen, um DC-Ladestationen handelt (die auch die technisch komplexesten und teuersten sind)[39]<\/sup><\/a>.<\/p>\n F\u00fcr den Anschluss an die Ladestation ben\u00f6tigen Sie ein CCS-Typ-2-Kabel (der g\u00e4ngigste europ\u00e4ische Standard f\u00fcr das so genannte „langsame“ Laden, d. h. mit Wechselstrom, bis zu einer Leistung zwischen 40 und 50 kW) und die Leistung variiert je nach Modell und Anbieter: ENEL X erm\u00f6glicht das Laden mit 50\/100 kW, Tesla mit bis zu 250 kW und Ionity mit bis zu 350 kW[40]<\/sup><\/a>. Nicht alle Fahrzeuge unterst\u00fctzen alle DC-Ladeleistungen. Es gilt immer der vom Fahrzeug angegebene H\u00f6chstwert. So l\u00e4dt beispielsweise ein Kona Electric selbst an einer Ionity-Tankstelle mit 350 kW nur mit maximal 70 kW auf[41]<\/sup><\/a>. Wenn es um „schnelles“ Aufladen geht, bedenken Sie, dass ein Tesla Model 3 etwa eine halbe Stunde mit Supercharger V3 und ein Hyundai Kona Electric knapp eine Stunde mit Enel X oder \u00e4hnlichem ben\u00f6tigt)[42]<\/sup><\/a>.<\/p>\n Andere Beispiele, die sich auf die zu fahrenden Kilometer beziehen: a) Um 50 km aufzuladen, ben\u00f6tigt man bei einem Verbrauch von 15 kWh pro 100 km und einer Ladeleistung von 2,3 kW etwas mehr als 3 Stunden; b) mit Wechselstromtankstellen kann man bis zu 100 km in weniger als einer Stunde aufladen, wenn das Fahrzeug mit einem dreiphasigen 22-kW-Ladeger\u00e4t ausgestattet ist; c) eine Gleichstrom-Schnellladestation kann, wie bereits erw\u00e4hnt, 50 km in einer sehr kurzen, aber sehr variablen Zeit aufladen; d) mit einem Tesla Model 3 Long Range, das am Supercharger V3 aufgeladen wird, kann man bis zu 5\/6 Minuten ben\u00f6tigen[43]<\/a>. In diesem Fall wird jedoch ein 1-MW-Schrank ben\u00f6tigt, der 250 kW pro Fahrzeug liefert. Eine wirklich schwierig zu handhabende Stromlast.<\/p>\n Unabh\u00e4ngig von der Batterietechnologie und den Ladesystemen (die in 10 Jahren zweifellos eine bessere Leistung bieten werden) besteht das Problem darin, dass je k\u00fcrzer die Ladezeit ist, desto mehr Strom muss dem Elektrofahrzeug sofort zugef\u00fchrt werden. Das Problem des Energiebedarfs wird auch durch die st\u00e4ndige Einf\u00fchrung neuer L\u00f6sungen und\/oder technologischer Merkmale nicht gemildert, wie z. B. die On-Route-Batterieaufw\u00e4rmung, die es erm\u00f6glicht, die Batterie vorzuw\u00e4rmen, so dass der Akkumulator bei der Ankunft am Supercharger die ideale Temperatur f\u00fcr den Ladevorgang hat: eine L\u00f6sung, die zwar die Ladezeit um 25 % verk\u00fcrzen kann, aber die f\u00fcr den Ladevorgang erforderliche Leistung nicht verringert[44]<\/a>.<\/p>\n Autonomie und Verbreitung von Ladepunkten<\/strong><\/p>\n Aktuelle Anzahl der \u00f6ffentlichen Ladepunkte pro europ\u00e4ischem Land im Verh\u00e4ltnis zum Fahrzeugbestand (Quelle: Virta)[45]<\/a><\/strong><\/p>\n Die Reichweite h\u00e4ngt von der Effizienz des Fahrzeugs ab: Ein Mercedes 2022 EQS 450+ f\u00e4hrt beispielsweise mit einer vollen Ladung etwa 395 Meilen, w\u00e4hrend ein Audi e-tron Quattro eine Reichweite von 188 Meilen erreicht[46]<\/a>. Diese Werte sind sehr indikativ, da sie von zahlreichen Variablen wie Belastung, Fahrstil, Topografie, Au\u00dfentemperatur, Reifentyp, Verwendung von Heizung, Klimaanlage oder anderen Ger\u00e4ten zus\u00e4tzlich zur normalen Absorption \u2013 und schlie\u00dflich vom Alter der Batterien abh\u00e4ngen[47]<\/a>.<\/p>\n Vergleicht man die Gesamtautonomie eines E-Fahrzeugs mit der eines ICEV, so ist sie immer noch deutlich geringer: Das E-Fahrzeug wird daher von denjenigen bevorzugt, die kleine Strecken zur\u00fccklegen m\u00fcssen, w\u00e4hrend es diejenigen abschreckt, die lange Strecken zur\u00fccklegen wollen. Vor allem f\u00fcr letztere ist ein weiterer Nachteil von gro\u00dfer Bedeutung: der Mangel an Ladestationen, der die unvermeidliche „Reichweitenangst“ hervorruft. In der Regel gibt es verschiedene Standorte f\u00fcr so genannte Ladestationen, etwa zu Hause, am Arbeitsplatz oder im \u00f6ffentlichen Raum, und die prozentuale Nutzung variiert von Land zu Land \u2013 neben den unterschiedlichen Gewohnheiten und Lebensstilen gibt es auch gro\u00dfe L\u00fccken in der Infrastruktur. Die Wahl des Ortes, an dem eine S\u00e4ule platziert wird, ist an bestimmte Elemente gebunden. So bevorzugen Finnland und Schweden im Gegensatz zum \u00fcbrigen Europa Wohnbahnh\u00f6fe[48]<\/a>.<\/p>\n Die Anzahl der Ladestationen reicht noch nicht einmal f\u00fcr die derzeit auf der Stra\u00dfe befindlichen E-Fahrzeuge aus, die zudem rasch zunehmen: In der Europ\u00e4ischen Union gibt es rund 330.000 Ladestationen[49]<\/a>, deren unregelm\u00e4\u00dfige Verteilung jedoch kein ruhiges Reisen erm\u00f6glicht. Deutschland, Frankreich und die Niederlande verf\u00fcgen \u00fcber 69 % aller Ladepunkte in der EU, w\u00e4hrend 10 europ\u00e4ische L\u00e4nder (z. B. Italien) nicht einmal ein Ladeger\u00e4t pro 100 km Stra\u00dfe haben[50]<\/a>. Die Europ\u00e4ische Kommission hat sich zum Ziel gesetzt, bis zum Jahr 2025 eine Million Ladepunkte zu errichten, und sagt einen rasanten Wettlauf mit der Zeit voraus. Laut einer Untersuchung von Uswitch ist der Unterschied in der Verteilung der Ladestationen zwischen den europ\u00e4ischen Hauptst\u00e4dten enorm: Er reicht vom tugendhaften Oslo mit 5,47 Stationen pro km2<\/sup> oder 3,98 pro 1.000 Einwohner bis zum miserablen Sofia mit 0,01 Stationen pro km2<\/sup>, 15 in der ganzen Stadt[51]<\/a>.<\/p>\n Im Durchschnitt sind die Energieversorgungsunternehmen optimistisch und glauben, dass der Zeitrahmen f\u00fcr die Aufr\u00fcstung den Aufbau eines angemessenen und effizienten Netzes erm\u00f6glichen wird[52]<\/a> \u2013 auch wenn es gro\u00dfe regionale Unterschiede gibt und jedes Land andere Zugangsm\u00f6glichkeiten hat. Es gen\u00fcgt zu sagen, dass die EU das Ziel, 22 % der Energie aus erneuerbaren Quellen zu erzeugen, im Jahr 2020 erreicht hat (bis 2030 sollen 63 % erreicht werden[53]<\/a>), aber wenn wir uns die einzelnen L\u00e4nder ansehen, finden wir Island mit 83,7 %, w\u00e4hrend Malta nur 10,7 % erreicht hat[54]<\/a>.<\/p>\n Der Fall Italien: Bis 2030 sehen die Dekarbonisierungsziele eine Flotte von 6 Millionen Elektrofahrzeugen (BEVs + Plug-in-Hybride) auf den Stra\u00dfen vor, mit nur 24.000 Ladestationen, von denen die meisten mit Wechselstrom betrieben werden, mit einer Leistung von bis zu 22 kW, und die sich haupts\u00e4chlich im Norden befinden. Nach den Sch\u00e4tzungen, die dem PNRR zugrunde liegen, ben\u00f6tigt Italien bis 2030 3,4 Millionen (private und \u00f6ffentliche) Ladestationen, davon 32.000 \u00f6ffentliche Schnellladestationen. Der Verband Motus-E (dem Automobilhersteller, Energie- und Dienstleistungsanbieter sowie Betreiber von Ladestationen angeh\u00f6ren) hat ein Szenario ausgearbeitet, das bis 2030 ein Netz von 98.000 \u00f6ffentlichen Ladepunkten vorsieht, f\u00fcr das der PNRR etwas mehr als 740 Millionen Euro f\u00fcr den Ausbau des Ladenetzes f\u00fcr Elektrofahrzeuge vorgesehen hat[55]<\/a>. Es liegt auf der Hand: Ein Deutscher oder ein Finne, der es gewohnt ist, alle 5 km eine Ladestation zu finden, w\u00fcrde kein Reiseziel w\u00e4hlen, an dem er Gefahr l\u00e4uft, ohne Aufladung zu stranden.<\/p>\n Vergleich der besten und schlechtesten St\u00e4dte in Europa in Bezug auf das Vorhandensein von Ladestationen (Uswitch-Bericht)[56]<\/a><\/strong><\/p>\n Der Plan, ebenfalls in Italien, sieht den Bau von 7.500 Ladestationen an Autobahnen und Schnellstra\u00dfen mit einer Leistung von mindestens 175 kW bis 2026 und 13.000 Stationen mit mindestens 90 kW in St\u00e4dten vor. Nach Angaben von Motus-E und unter Ber\u00fccksichtigung der durch die PNRR-Investitionen ausgel\u00f6sten Impulse k\u00f6nnte es bis 2030 108.000 Ladepunkte geben, die sich zu 51 % aus schnellen und ultraschnellen (>50 kW) und zu 49 % aus schnellen (22 kW) Ladepunkten zusammensetzen. Dazu geh\u00f6ren etwa 2000 Schnellladestationen auf dem Autobahnnetz mit einer Ladestation alle 25 km, die im Durchschnitt aus 3 Ladestationen mit insgesamt 6 Ladepunkten und einer durchschnittlichen Leistung von 130 kW bestehen[57]<\/sup><\/a>.<\/p>\n Die derzeitige Realit\u00e4t der ICEVs besteht darin, dass wir ein fl\u00e4chendeckendes Angebot an Diesel-, Benzin- und LPG-Tankstellen mit sehr kurzen Betankungszeiten haben. Im Falle von E-Fahrzeugen fehlt es an Aufladepl\u00e4tzen, und die Betankungszeiten reichen von einer Viertelstunde (sehr selten) bis zu mehreren Stunden, je nach Leistung der Ladestation und den vom Fahrzeug unterst\u00fctzten Auflademodi[58]<\/sup><\/a>. Und nicht nur das: Was bedeutet es, die Zahl der Ladestationen zu erh\u00f6hen, damit jeder so tanken kann, wie er es heute mit Kohlenwasserstoffen tut? Lassen Sie uns versuchen, eine Antwort zu geben.<\/p>\n Ladestationen werden einen erheblichen Einfluss auf den Durchschnittsverbrauch einer Stadt haben, die nicht \u00fcber ein ausreichend dimensioniertes Stromnetz verf\u00fcgt: F\u00fcr E-Fahrzeuge m\u00fcssen wir die Stromproduktion vervielfachen. Dies wird erhebliche Anpassungsbem\u00fchungen mit strukturellem Umdenken und gro\u00dfen Investitionen erfordern. Ein Schl\u00fcsselfaktor ist die Energie, die zur Erreichung der Klimaneutralit\u00e4t unbedingt aus erneuerbaren Quellen gewonnen werden muss.<\/p>\n Dies erfordert ein tiefgreifendes \u00dcberdenken der derzeitigen Strukturen, wie z. B. die Verbreitung von hybriden (Sonne\/Wind) autonomen Energieerzeugungspunkten, wo immer dies m\u00f6glich ist: aber ist es realistisch, all dies in nur wenigen Jahren erreichen zu k\u00f6nnen? Und wie viel Prozent des Territoriums der Erde m\u00fcssen notwendigerweise mit Fotovoltaikanlagen und Windturbinen bedeckt sein, damit dies m\u00f6glich ist? In der heutigen Situation m\u00fcssten wir Dutzende von neuen Kraftwerken bauen, die mit \u00d6l, Gas oder Kohle betrieben werden. Wenn wir uns heute f\u00fcr den Bau eines Kernkraftwerks entscheiden w\u00fcrden, k\u00f6nnte es, wenn alles gut geht, in 15 bis 20 Jahren in Betrieb gehen.<\/p>\n Es handelt sich um ein sehr sensibles Thema. Wenn man bedenkt, dass eine der am meisten diskutierten M\u00f6glichkeiten zur Bew\u00e4ltigung der unvermeidlichen Schwierigkeiten beim Aufladen angesichts des derzeitigen Mangels an \u00f6ffentlichen S\u00e4ulen und der zum Aufladen ben\u00f6tigten Zeit darin besteht, sich zunehmend auf h\u00e4usliche Aufladestationen zu verlagern, um die Nachtstunden zu nutzen \u2013 auch wegen der geringeren Energiekosten im Vergleich zur \u00f6ffentlichen Energie \u2013 oder auf Arbeitspl\u00e4tze, um die „tote“ Zeit w\u00e4hrend der Arbeit zu nutzen, oder auf gro\u00dfe Einkaufszentren, dann wird die B\u00fcchse der Pandora ge\u00f6ffnet.<\/p>\n Italien: PNRR stellt etwas mehr als 740 Millionen Euro f\u00fcr die Modernisierung des Versorgungsnetzes bereit<\/strong>[59]<\/sup><\/strong><\/a><\/p>\n In einem Haushalt stehen durchschnittlich 3 kW (+\/- 10 %) zur Verf\u00fcgung: Wenn man bedenkt, dass in einer Wohnung nachts Ger\u00e4te wie K\u00fchlschr\u00e4nke, Gefriertruhen, Heizkessel, Beleuchtung usw. in Betrieb sind, die mehr als 30 % des verf\u00fcgbaren Stroms verbrauchen, muss man am Ende etwa 2 kW f\u00fcr das Aufladen eines E-Fahrzeugs aufwenden (und wir sind in jedem Fall dem Risiko eines Stromausfalls ausgesetzt): eine v\u00f6llig unzureichende Leistung, um den Strombedarf selbst eines kleinen Elektrofahrzeugs zu decken, das bestenfalls etwas mehr als 10 km Reichweite in einer Stunde aufladen kann.<\/p>\n Zwingen wir alle dazu, auf mehr Haushaltsstrom zur\u00fcckzugreifen, was zu h\u00f6heren Rechnungen f\u00fchrt? Inwieweit werden diese Erschwernisse durch Benzineinsparungen ausgeglichen? Das Risiko besteht darin, dass diese Gr\u00fcne Revolution Kosten verursacht, die die Haushalte in einem Ausma\u00df belasten, das nicht leicht vorhersehbar und noch weniger quantifizierbar ist, und, was noch schlimmer ist, nicht nachhaltig ist.<\/p>\n Geht man von einem durchschnittlichen Leistungsbedarf aus, der gerade ausreicht, sind das etwa 75 kW pro Ladepunkt. In einem typischen st\u00e4dtischen Wohnblock mit 10 Wohnungen und 30 Bewohnern und mindestens 15 Autos (eine Situation, die nach unten angenommen wird, da der italienische Durchschnitt bei einem Auto pro 1,65 Einwohner liegt[60]<\/a>), sind die Ergebnisse schwerwiegend. Versuchen wir, uns dieselben Anlagen in Arbeitsbereichen wie gro\u00dfen B\u00fcros oder Fabriken vorzustellen, in denen Hunderte von Menschen mit Hunderten von Autos untergebracht werden k\u00f6nnen: Die Probleme, die aus infrastruktureller Sicht zu l\u00f6sen sind, sind eschatologisch.<\/p>\n Bei \u00f6ffentlichen Tankstellen m\u00fcssen wir nat\u00fcrlich in ganz anderen Dimensionen denken: Angesichts der Ladezeiten m\u00fcsste eine Tankstelle mindestens dreimal so viele Ladepunkte haben wie die derzeitigen Zapfs\u00e4ulen, wahrscheinlich sogar 15 bis 20 mehr als die derzeitigen, um einen guten Service zu gew\u00e4hrleisten. Sie muss auch eine gute Leistung pro Punkt garantieren, die zwischen mindestens 100 und 350 kW liegt, und ihr Wert ist direkt proportional zum Ansehen der Tankstelle.<\/p>\n Derzeit sind in Italien 37 Millionen Autos unterwegs[61]<\/a>: Nehmen wir an, dass sie vollst\u00e4ndig durch E-Fahrzeuge ersetzt werden; gehen wir au\u00dferdem davon aus, dass angesichts des engen Zeitplans mindestens 30 % von ihnen nachts aufgetankt werden und dabei eine durchschnittliche Leistung von 74 kW pro Zapfstelle aufnehmen. Die Gr\u00f6\u00dfenordnungen lassen keinen Raum f\u00fcr einfache L\u00f6sungen: Das gesamte Land w\u00fcrde sofort einen Stromausfall erleiden.<\/p>\n Um die Elektrizit\u00e4t zu erzeugen, die ben\u00f6tigt wird, um Benzin durch gr\u00fcne Energie zu ersetzen, m\u00fcsste ein Gro\u00dfteil aller verf\u00fcgbaren Fl\u00e4chen auf der Erde mit Sonnenkollektoren bedeckt werden[62]<\/a><\/strong><\/p>\n Das Aufladen von Elektrofahrzeugen wird zunehmend energieintensiv sein. Um dem Wunsch nach kurzen Ladezeiten beim Aufladen au\u00dferhalb des Hauses oder des Arbeitsplatzes nachzukommen, zielen die j\u00fcngsten vom US-Energieministerium (DOE) finanzierten Forschungsarbeiten darauf ab, die typischen Ladezeiten so schnell wie m\u00f6glich zu verk\u00fcrzen, indem die Leistung auf bis zu 400 kW erh\u00f6ht wird, und die Erstausr\u00fcster (OEMs) produzieren Fahrzeuge, die mit h\u00f6heren Leistungen betrieben werden k\u00f6nnen, darunter das Tesla Model 3 (wie abgebildet mit 250 kW) und der Porsche Taycan (mit 350 kW). Schnellladenetzwerke wie Electrify America und EVgo haben beide 350-kW-Ladeger\u00e4te installiert, und die neue ChargePoint-Technologie kann bis zu 500 kW liefern[63]<\/sup><\/a>. Sehr teure Autos, die das Ende der Freiheit der Mobilit\u00e4t, wie wir sie heute kennen, untergraben w\u00fcrden.<\/p>\n In einem Artikel aus dem Jahr 2021 mit dem Titel „Impact of Electric Vehicle Charging on the Electricity Demand of Commercial Buildings“ (Auswirkungen des Aufladens von Elektrofahrzeugen auf den Strombedarf von Gewerbegeb\u00e4uden) untersuchen die Autoren Madeline Gilleran, Eric Bonnema, Jason Woods, Partha Mishraa, Ian Doebber, Chad Hunter, Matt Mitchell und Margaret Mann mehrere Studien, in denen die Auswirkungen von Ladestationen f\u00fcr Elektrofahrzeuge auf das Stromnetz anhand zahlreicher Stationsgr\u00f6\u00dfen, Ladeleistungen und Nutzungsfaktoren in verschiedenen Klimazonen und Jahreszeiten untersucht werden[64]<\/sup><\/a>. Die Schlussfolgerungen zeigen, dass eine Ladestation f\u00fcr Elektrofahrzeuge den Strombedarf eines gro\u00dfen Geb\u00e4udes zur Bedeutungslosigkeit verblassen lassen kann, wenn sie an denselben Z\u00e4hler angeschlossen wird, wodurch sich der monatliche Spitzenbedarf an Strom um bis zu 250 % erh\u00f6ht[65]<\/a>.<\/p>\n Betrachtet man allgemein die Auswirkungen in Ballungsr\u00e4umen mit einigen Millionen Einwohnern, so ist es nicht schwer zu erraten, dass die fl\u00e4chendeckende Verbreitung eine Neuverkabelung des gesamten Stromnetzes, sowohl im st\u00e4dtischen als auch im nichtst\u00e4dtischen Bereich, die Verkleinerung der verwendeten Kabel und die Ber\u00fccksichtigung des Anstiegs der elektromagnetischen Verschmutzung in den St\u00e4dten aufgrund der erforderlichen starken Str\u00f6me (sowie jahrzehntelange Arbeit) erforderlich machen wird.<\/p>\n Elektromagnetische Verschmutzung<\/strong><\/p>\n In Australien sind die meisten Ladestationen au\u00dfer Betrieb: Das Netz hat keinen Strom, um sie zu versorgen[66]<\/a><\/strong><\/p>\n In einer in der Fachzeitschrift Bioelectromagnetics ver\u00f6ffentlichten Studie wurden die von Elektro- und Benzinfahrzeugen ausgehenden niederfrequenten Magnetfelder (im Bereich von 40 Hz bis 1 kHz) verglichen, um festzustellen, ob die gemessenen Parameter unter den in den ICNIRP-Richtlinien (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection) festgelegten Grenzwerten liegen, unter Verwendung von 14 Fahrzeugen als Stichprobe: 6 Benziner, 5 Elektroautos und 3 Hybridautos[67]<\/sup><\/a>. Die Ergebnisse sind ermutigend: Das durchschnittliche Magnetfeld, das bei Elektroautos gemessen wurde, liegt in der Gr\u00f6\u00dfenordnung von 0,095 mT, verglichen mit einem Durchschnittswert von 0,051 mT, der bei Benzinautos gemessen wurde. Bei Lastkraftwagen wurden wesentlich h\u00f6here Werte gemessen (0,146 mT bei elektrisch betriebenen Lastkraftwagen, 0,081 mT bei benzinbetriebenen Lastkraftwagen), doch liegen diese Werte immer noch weit unter den gesetzlich vorgeschriebenen Referenzwerten f\u00fcr die Exposition der Bev\u00f6lkerung[68]<\/sup><\/a>.<\/p>\n Die Bedenken hinsichtlich der EMF-Emissionen von Elektrofahrzeugen beziehen sich jedoch auf die indirekten Auswirkungen ihres Einsatzes. Die Auswirkungen starker Magnetfelder auf die Gesundheit sind bekanntlich umstritten[69]<\/sup><\/a>: Nicht umsonst hat die Weltgesundheitsorganisation WHO den Elektrosmog als „die Umweltverschmutzung der 2000er Jahre“ bezeichnet[70]<\/sup><\/a>. Zahlreiche Studien, darunter die der medizinischen Fakult\u00e4t der Universit\u00e4t Bristol aus dem Jahr 2000, die der Veronesi-Stiftung aus dem Jahr 2017 und die von Alessandro Miani (Pr\u00e4sident der Italienischen Gesellschaft f\u00fcr Umweltmedizin SIMA), haben kontroverse Ergebnisse zur Pathogenit\u00e4t (u. a. Karzinogenit\u00e4tshypothese) von Magnetfeldern erbracht, aber es besteht weitgehend Einigkeit \u00fcber die Beeinflussung des menschlichen K\u00f6rpers und damit \u00fcber ihre potenzielle Gef\u00e4hrlichkeit[71]<\/sup><\/a>.<\/p>\n In Italien f\u00fchrte diese Ungewissheit zum Schutz der Bev\u00f6lkerung vor der Exposition gegen\u00fcber elektrischen und magnetischen Feldern zu dem Dekret vom 8. Juli 2003, in dem Expositionsgrenzwerte f\u00fcr elektrische (5 kV\/m) und magnetische (100 mT) Felder zum Schutz vor m\u00f6glichen kurzfristigen Auswirkungen festgelegt wurden. Die Aufmerksamkeitswerte (10 mT) und das Qualit\u00e4tsziel (3 mT) des Magnetfeldes wurden auch f\u00fcr den Schutz vor m\u00f6glichen Langzeitwirkungen in Kinderspielbereichen, Wohnumgebungen, Schulumgebungen und an Orten, an denen sich Menschen mindestens vier Stunden pro Tag aufhalten, festgelegt[72]<\/sup><\/a>.<\/p>\n Wenn die gesamte Verteilung so umgestaltet werden muss, dass sie wesentlich h\u00f6heren Leistungen als heute standh\u00e4lt, wird dies zu enormen elektromagnetischen Emissionen f\u00fchren, deren Ausma\u00df insbesondere in st\u00e4dtischen Gebieten schwer vorhersehbar ist. An diesem Punkt fragt man sich, ob in der EU irgendjemand auch nur die geringste Ahnung von den Gr\u00f6\u00dfenordnungen hatte, die eine solche Entscheidung mit sich bringen k\u00f6nnte \u2013 oder ob sich jemand zumindest die Frage gestellt hat. W\u00e4hrend wir schreiben, scheint es keinen Hinweis darauf zu geben.<\/p>\n Die Lebensdauer einer Batterie.<\/strong> Bei der Anschaffung der ersten E-Fahrzeuge bestand die Bef\u00fcrchtung, dass fr\u00fcher oder sp\u00e4ter erhebliche Kosten f\u00fcr den Austausch der Batterien anfallen w\u00fcrden. Dies ist heute nicht mehr der Fall, da es inzwischen Batterien mit einer Lebensdauer von mehr als 10 Jahren gibt: Der nutzungsbedingte Leistungsverlust ist zwar progressiv, aber dennoch vernachl\u00e4ssigbar[73]<\/a>. Ein Bundesgesetz in den USA schreibt vor, dass die Batterien in einem Elektroauto mindestens acht Jahre (oder 160.000 km) halten m\u00fcssen, andernfalls ist der Hersteller des Elektroautos verpflichtet, die Garantie zu \u00fcbernehmen, aber alle Hersteller sch\u00fctzen ihre Kunden inzwischen durch \u00e4hnliche Parameter. Die Wiederbeschaffungskosten liegen je nach Modell bei etwa 100\/130 $ pro kWh (die Preise schwanken stark)[74]<\/a>. Wenn man die Arbeitskosten hinzurechnet, werden die Kosten sehr hoch: Sie k\u00f6nnten bei Fahrzeugen wie dem MG ZS EV, dem BMW i3, dem Nissan LEAF und dem MINI Cooper SE etwa 12-20.000 Dollar f\u00fcr eine Batterie mit weniger als 50 kWh betragen, und bei Prestigefahrzeugen mit gro\u00dfer Reichweite wie dem Porsche Taycan, dem Tesla Model S, dem Mercedes-Benz EQC und dem Audi e-tron bis zu 50.000 Dollar[75]<\/a>.<\/p>\n Ein Volkswagen ID3 geht in Flammen auf, nachdem er vom Ladeger\u00e4t getrennt wurde[76]<\/a><\/strong><\/p>\n Die Brandgefahr von Lithiumbatterien. <\/strong>Dies ist ein wunder Punkt, der die Gem\u00fcter erhitzt: Wie hoch ist das tats\u00e4chliche Brand- und Explosionsrisiko von Batterien? Heute werden Lithium-Ionen-Zellen auf der Basis von Graphitanoden und Schichtoxidkathoden (NMC, LMO, LFP) verwendet[77]<\/a>, deren gr\u00f6\u00dfter Vorteil gegen\u00fcber anderen Batterietypen die gro\u00dfe F\u00e4higkeit ist, Energie zu speichern und schnell zu entnehmen. Der Schwachpunkt im Hinblick auf die Sicherheit ist die Verwendung des fl\u00fcssigen Elektrolyten auf der Basis von organischen Karbonaten[78]<\/a>, die sich bei thermischer Belastung sehr schnell entz\u00fcnden k\u00f6nnen, was zu einer Explosionsgefahr und dem Austritt von hochgiftigem Flusss\u00e4uregas f\u00fchrt.<\/p>\n Ein Brand einer Elektrofahrzeugbatterie scheint ein katastrophales Ereignis zu sein (nach Ansicht der einen weitaus schlimmer als ein Brand eines Benzin- oder Dieseltanks, nach Ansicht der anderen genau das Gegenteil, was das Chaos bei der Interpretation der wenigen verf\u00fcgbaren Daten und in einigen F\u00e4llen vielleicht auch den Irrglauben best\u00e4tigt), und zwar aus drei Hauptgr\u00fcnden: a) die Schnelligkeit und Heftigkeit der Verbrennung kann die rechtzeitige Evakuierung der Fahrg\u00e4ste verhindern, die Explosion hat sogar noch sch\u00e4dlichere Auswirkungen. Die Batterien nehmen den gesamten Boden des Fahrzeugs ein, was eine gro\u00dfe Gefahr f\u00fcr die Insassen darstellt[79]<\/a>; b) Die Art der Materialien und ihr Verhalten bei der Verbrennung machen ein schnelles L\u00f6schen schwierig (wenn nicht gar unm\u00f6glich): Es dauert in der Regel mehrere Stunden, und selbst wenn das Feuer gel\u00f6scht ist, besteht die M\u00f6glichkeit eines Wiederaufflammens, auch nach einiger Zeit, mit dem Risiko einer Brandausbreitung (der Fall, dass Feuerwehrleute einen Tesla ins Wasser werfen mussten, weil sie ihn nicht l\u00f6schen konnten, hat Schule gemacht[80]<\/a>); c) die hohen elektrischen Spannungen im Inneren des EV (sogar 800 V) erfordern gro\u00dfe Vorsicht beim L\u00f6schen von Br\u00e4nden: d) bei der Verbrennung wird reichlich hochgiftiges Flusss\u00e4ure- und Phosphorylfluoridgas freigesetzt[81]<\/a>, das der Umwelt und den Anwesenden schweren Schaden zuf\u00fcgt: Wehe, wenn der Brand in \u00fcberf\u00fcllten R\u00e4umen oder Parkh\u00e4usern entsteht.<\/p>\n Das sollte uns nicht irrational machen: Die Einsch\u00e4tzung des tats\u00e4chlichen Risikos erfordert Modelle, die auf Erfahrung und nicht auf Wahrnehmung basieren. Wir befinden uns noch in einem unausgereiften Stadium f\u00fcr g\u00fcltige Antworten. Aber die Gefahr ist real: Tesla best\u00e4tigt bis heute 97 Brandf\u00e4lle, die 38 Todesopfer gefordert haben. Die H\u00e4lfte der Br\u00e4nde wird als spontan entstanden bezeichnet, die andere H\u00e4lfte als Folge von Unf\u00e4llen, von denen einige sogar geringf\u00fcgig waren, die aber dennoch eine Verbrennung ausl\u00f6sten[82]<\/a>.<\/p>\n Mehrere Autohersteller haben ihre Fahrzeuge wegen der Brandgefahr zur\u00fcckgerufen, was mit sehr hohen Kosten verbunden ist: Zwischen 2020 und 2021 wird der Bolt von General Motors aufgrund von zwei Herstellungsfehlern in den von LG Chem gelieferten Zellen, die mindestens 13 Fahrzeuge in Brand gesetzt haben, einen Schaden von 1,9 Mrd. USD erleiden[83]<\/a>; Hyundai wird einen Verlust von 900 Mio. USD erleiden, da das Unternehmen gezwungen ist, die defekten Batterien in mindestens 82 000 Kona-Elektroautos nach mehreren Br\u00e4nden auszutauschen[84]<\/a>; der R\u00fcckruf von 33 000 Kuga-Plug-in-Hybriden wird Ford 400 Mio. USD kosten \u2013 ebenfalls aufgrund von Br\u00e4nden, die durch defekte Batterien verursacht wurden[85]<\/a>. BMW k\u00fcndigt auch ein ernstes Problem bei seiner Plug-in-Hybridlinie an: Der R\u00fcckruf betrifft weltweit 26.700 Fahrzeuge, die alle brandgef\u00e4hrdet sind[86]<\/a>.<\/p>\n In den Nachrichten wird leider von zahlreichen Katastrophen berichtet, die durch die Verbrennung von E-Fahrzeugen verursacht werden, wie z. B. einst\u00fcrzende Parkpl\u00e4tze, Frachtschiffe, die Flotten von E-Fahrzeugen geladen haben, die Feuer fangen und sinken[87]<\/a> (die Sincerity Ace im Jahr 2018[88]<\/a> und die Felicity Ace im Jahr 2022[89]<\/a>), sowie unz\u00e4hlige E-Fahrzeuge, die durch Unf\u00e4lle oder Selbstentz\u00fcndung verbrannt sind. Untersuchungen des NTSB haben ergeben, dass nach 41 t\u00f6dlichen Unf\u00e4llen mit EVs nur eines in Brand geriet (2,44 %); nach 20.315 t\u00f6dlichen Unf\u00e4llen mit benzinbetriebenen Fahrzeugen 644 in Brand gerieten (3,17 %); nach 543 t\u00f6dlichen Unf\u00e4llen mit benzinbetriebenen Hybridfahrzeugen 12 in Brand gerieten (2,21 %)[90]<\/a>. Graham Conway, Ingenieur am Southwest Research Institute in San Antonio, Texas, bestreitet jedoch, dass die Berechnung aufgrund des gro\u00dfen Unterschieds in der Stichprobengr\u00f6\u00dfe zwischen E-Fahrzeugen und ICEVs fehlerhaft und daher statistisch nicht repr\u00e4sentativ ist[91]<\/a>.<\/p>\n Ursachen und Auswirkungen der thermischen Instabilit\u00e4t von Lithium-Ionen-Zellen bei normalem Gebrauch, Missbrauch oder Unf\u00e4llen[92]<\/a><\/strong><\/p>\n Es gibt zahlreiche Studien und statistische Erhebungen zu diesem Thema, aber es ist schwierig, zu einer objektiven Synthese zu gelangen, da die Ergebnisse widerspr\u00fcchlich sind, weil die geringe Zahl der im Umlauf befindlichen E-Fahrzeuge im Vergleich zu ICEVs noch keinen richtigen statistischen Vergleich zul\u00e4sst und weil (sehr beunruhigend) die \u00fcberw\u00e4ltigenden Interessen, die sich um die Mobilit\u00e4t drehen, so dass es wahrscheinlich ist, dass einige Studien „zahme“ Ergebnisse pr\u00e4sentieren. Es ist eine technisch unbestreitbare Tatsache, dass die heutigen Lithiumbatterien Feuer fangen und explodieren k\u00f6nnen, weil sich im Inneren der Batterien unter anormalen Bedingungen eine zu hohe Temperatur entwickeln kann.<\/p>\n Die Ursache kann in Herstellungs- oder Konstruktionsfehlern, unsachgem\u00e4\u00dfer oder falscher Verwendung, einem ungeeigneten oder defekten Ladeger\u00e4t, minderwertigen Bauteilen, einem Kurzschluss oder \u00e4u\u00dferen Belastungen wie St\u00f6\u00dfen oder Druck liegen. In Erwartung dieses sehr realen Risikos wurden immer ausgekl\u00fcgeltere und effizientere Vorrichtungen eingebaut, die versuchen, das Risiko einer Ausl\u00f6sung oder der daraus resultierenden Sch\u00e4den zu begrenzen \u2013 wie z. B. Sensoren, die die Temperatur \u00fcberwachen, oder Zelltrennsysteme, die die Zellen im Falle einer Kritikalit\u00e4t deaktivieren. Der gesamte Batteriesatz ist gegen \u00e4u\u00dfere Einfl\u00fcsse gekapselt[93]<\/a>, um ihn vor mechanischen Belastungen zu sch\u00fctzen, die, wie wir gesehen haben, ein hohes Risiko darstellen, und um die Entwicklung von Flammen und Verpuffungen so weit wie m\u00f6glich einzud\u00e4mmen[94]<\/a>.<\/p>\n Die Gefahr ist also real, aber es ist legitim zu glauben, dass wir uns in einer \u00dcbergangsphase befinden und dass sich die Dinge verbessern werden: Die Hersteller sind mit der Suche nach sichereren L\u00f6sungen besch\u00e4ftigt. In der Tat ist die Entwicklung von Batterien in vollem Gange: Es werden Batterien erforscht, die nicht nur eine gr\u00f6\u00dfere Speicherkapazit\u00e4t haben und schneller aufgeladen werden k\u00f6nnen, sondern auch ein deutlich geringeres Brand- und Explosionsrisiko aufweisen, indem ein polymerer oder sogar keramischer Elektrolyt verwendet wird, der nicht mehr fl\u00fcssig ist[95]<\/a>. Wir k\u00f6nnen also getrost von einer nahen Zukunft ausgehen, in der wir uns dar\u00fcber keine Gedanken mehr machen m\u00fcssen.<\/p>\n Die Auswirkungen auf die Umwelt<\/strong><\/p>\n In vielen L\u00e4ndern der Welt arbeiten Menschen in Minen, ohne dass die Menschenrechte und die Umwelt geachtet werden[96]<\/a><\/strong><\/p>\n Die Debatte \u00fcber die tats\u00e4chliche umweltfreundliche Rolle von E-Fahrzeugen ist offen: Ihre geringen CO2<\/sub>-Emissionen sowie andere Schadstoffe w\u00e4hrend ihrer Betriebsphase sind unbestritten. Eine seri\u00f6se Analyse muss jedoch den gesamten Zyklus eines Elektrofahrzeugs ber\u00fccksichtigen, von der Beschaffung der f\u00fcr seine Herstellung erforderlichen Rohstoffe bis zu seiner Entsorgung am Ende seiner Lebensdauer; die Auswirkungen, die sich aus der Verwendung von Millionen Tonnen Kupfer, Stahl und seltenen Erden f\u00fcr Millionen von S\u00e4ulen ergeben, m\u00fcssen ber\u00fccksichtigt werden, und wenn wir die elektromagnetische Verschmutzung betrachten, sprechen wir nicht mehr von einem Produkt mit einem positiven Kreislauf. Hier betreten wir ein sehr komplexes Feld, denn es gibt so viele Elemente zu ber\u00fccksichtigen.<\/p>\n Rohmaterialien.<\/strong> Obwohl f\u00fcr Elektrofahrzeuge weniger Materialien ben\u00f6tigt werden als f\u00fcr ICEVs (z. B. Stahl, Aluminium und Kupfer), ist der Bedarf an Mineralien sechsmal h\u00f6her[97]<\/a>: Lithium, Kobalt, Graphit, Terbium, Dysprosium und Neodym, deren Beschaffung komplex und umweltsch\u00e4dlich ist. Nach Angaben des US-Energieministeriums Argonne National Laboratory enth\u00e4lt eine einzige Lithium-Ionen-Autobatterie (des Typs NMC532) etwa 8 kg Lithium, 35 kg Nickel, 20 kg Mangan und 14 kg Kobalt[98]<\/a>, und angesichts der rasch zunehmenden Verbreitung ist die Verf\u00fcgbarkeit gro\u00dfer Mengen dieser Elemente f\u00fcr die Fertigungsindustrie von entscheidender Bedeutung.<\/p>\n Die Verf\u00fcgbarkeit von Lithium in der Natur scheint kein Grund zur Besorgnis zu sein: Der US Geological Survey sch\u00e4tzt, dass die derzeitigen Reserven \u2013 21 Millionen Tonnen \u2013 ausreichen, um die Umstellung auf Elektrofahrzeuge bis zur Mitte des Jahrhunderts zu bew\u00e4ltigen[99]<\/a>. Anders sieht es bei Kobalt aus: Zwei Drittel des weltweiten Angebots stammen aus der Demokratischen Republik Kongo (wobei China mindestens 70 % des Abbaus in der DRK kontrolliert[100]<\/a> und derzeit eine gro\u00dfe Expansion in Gebiete wie Kamerun, Angola, Tansania, Sambia und Gr\u00f6nland durchf\u00fchrt[101]<\/a>), und zwar in Minen, die gegen die Menschenrechte[102]<\/a> und die Achtung der Umwelt versto\u00dfen[103]<\/a>: allen voran die multinationalen Unternehmen Glencore Plc, China Molybdenum, Fleurette, Vale und G\u00e9camines[104]<\/a>.<\/p>\n Im Jahr 1987 sagte der chinesische Pr\u00e4sident Deng Xiaoping: „Der Nahe Osten hat \u00d6l. China hat seltene Erden“. Fast 40 Jahre sp\u00e4ter ist China immer noch der absolute Protagonist: 168.000 Tonnen im Jahr 2021, gefolgt von den Vereinigten Staaten mit 43.000 Tonnen und Myanmar mit 26.000 Tonnen[105]<\/a>. Bei den Reserven bleibt China mit 44 Mio. Tonnen an der Spitze, gefolgt von Vietnam mit 22 Mio. Tonnen und Brasilien gleichauf mit Russland mit 21 Mio. Tonnen \u2013 insgesamt also 120 Mio. Tonnen[106]<\/a>.<\/p>\n Beim Lithiumabbau ist die Umweltproblematik das gr\u00f6\u00dfte Problem: Die derzeitigen Abbaumethoden erfordern gro\u00dfe Mengen an Energie (f\u00fcr die Gewinnung von Lithium aus Gestein) und Wasser (f\u00fcr die Gewinnung aus Solen), obwohl die modernsten Techniken geothermische Energie nutzen, die als weniger sch\u00e4dlich gilt. Nickel ist knapp, aber dank der Technologie wird in Zukunft immer weniger verwendet werden[107]<\/a>.<\/p>\n Karte der Produktion seltener Erden und Verteilung der Reserven[108]<\/a><\/strong><\/p>\n Rechts- und Umweltverletzungen im Zusammenhang mit dem Abbau seltener Erden sind auch in anderen L\u00e4ndern wie China weit verbreitet, wo das \u00d6kosystem gro\u00dfer Gebiete unwiederbringlich zerst\u00f6rt wurde[109]<\/a>. Anders als ihr Name vermuten l\u00e4sst, kommen Seltene Erden in der Natur sehr h\u00e4ufig vor: Ihr Name leitet sich von der Tatsache ab, dass sie nur in geringen Konzentrationen vorkommen \u2013 und wenn sie gefunden werden, lassen sie sich nur schwer von anderen Elementen trennen, so dass stark verschmutzende Systeme verwendet werden.<\/p>\n Der Bergbau verbraucht gro\u00dfe Mengen an S\u00fc\u00dfwasser und verschmutzt Boden, Grundwasser und Luft. Ausgedehnte Tagebaue verursachen Abholzung und bedrohen die Artenvielfalt[110]<\/a>. Der Abbau, die Verarbeitung und der Transport von Mineralien verbrauchen gro\u00dfe Mengen an Energie und verursachen Treibhausgasemissionen. Seltene Erden werden selbst zu Schadstoffen, wenn sie in Form von Emissionen oder Abf\u00e4llen in die Umwelt gelangen. Es ist sehr schwierig, in oft feindseligen L\u00e4ndern mit Umweltpr\u00fcfungen einzugreifen. Vielerorts gibt es auch illegalen Bergbau, der sich allen Regeln entzieht und den gr\u00f6\u00dften Schaden anrichtet[111]<\/a>.<\/p>\n Kurzum, wenn man Ihnen gesagt hat, dass EVs magische Fahrzeuge sind … nun, das ist nicht wirklich der Fall. Ihre obligatorische Einf\u00fchrung wird jedoch zu einer erheblichen Verringerung oder in Zukunft sogar zum v\u00f6lligen Verzicht auf die Verwendung fossiler Brennstoffe f\u00fchren: Die Einsparungen bei den Schadstoffemissionen werden vielleicht die Nachteile ausgleichen, die sie mit sich bringen. Es entsteht jedoch der Eindruck, dass der \u00dcbergang l\u00e4nger dauern wird als geplant. Es sei denn, das \u00d6l wird nicht in den Tanks der Autos, sondern in denen der Kraftwerke verwendet, die den f\u00fcr den Betrieb der Elektrofahrzeuge ben\u00f6tigten Strom erzeugen m\u00fcssen.<\/p>\n Die geopolitischen Fragen<\/strong><\/p>\n F\u00f6rderung von Seltenen Erden zwischen 1985 und 2020[112]<\/a><\/strong><\/p>\n Der Besitz seltener Erden in hohen Konzentrationen in den H\u00e4nden einiger weniger wirft nat\u00fcrlich die Frage nach ihrer Umverteilung auf. Wenn es sich bei diesen wenigen um L\u00e4nder handelt, mit denen man historisch gesehen „komplizierte“ Beziehungen hat, wird die Frage ernst. Schon bald wird die Nachfrage nach Seltenen Erden einen Boom erleben, der mit dem starken Anstieg der Produktion von Elektrofahrzeugen und der Wiederbelebung der Erzeugung erneuerbarer Energien einhergehen wird[113]<\/a>: In einer 3-MW-Windturbine werden 2 Tonnen Neodym[114]<\/a>, 335 Tonnen Stahl, 4,7 Tonnen Kupfer, 1200 Tonnen Zement und 3 Tonnen Aluminium verbraucht[115]<\/a>. Adamas Intelligence[116]<\/a> sagt voraus, dass der Markt f\u00fcr magnetische Seltenerdoxide um das F\u00fcnffache wachsen wird, von 2,98 Milliarden Dollar im Jahr 2021 auf 15,65 Milliarden Dollar im Jahr 2030[117]<\/a>.<\/p>\n Nach Angaben der Internationalen Agentur f\u00fcr erneuerbare Energien muss sich die weltweit installierte Kapazit\u00e4t der Windenergie bis 2030 verdreifachen (auf 1.787 GW) und bis 2050 um 900 % steigen (auf 5.044 GW), um bis Mitte des Jahrhunderts Netto-Null-Emissionen zu erreichen, verglichen mit der installierten Kapazit\u00e4t im Jahr 2018 (542 GW). China ist das Land mit der gr\u00f6\u00dften Kapazit\u00e4t zur Deckung der Nachfrage, da es den gr\u00f6\u00dften Anteil an den Reserven besitzt und auch der gr\u00f6\u00dfte Produzent ist[118]<\/a>. Dies bedeutet, dass die Vereinigten Staaten und die Europ\u00e4ische Union eine abh\u00e4ngige Rolle spielen werden (nur 3 % der f\u00fcr Lithiumbatterien ben\u00f6tigten Rohstoffe werden in Europa gewonnen[119]<\/a>), wie dies bereits seit Jahrzehnten bei Erd\u00f6l der Fall ist. Dies betrifft die gesamte Lieferkette, von der Gewinnung bis zum Verkauf an die Verbraucher.<\/p>\n Seltene Erden sind im milit\u00e4rischen Bereich von strategischer Bedeutung, da sie f\u00fcr moderne Verteidigungssysteme unverzichtbar sind: Der Nachfrageboom im zivilen Bereich, der zu einer Verknappung des Angebots f\u00fchren k\u00f6nnte, w\u00fcrde die Versorgung gerade in diesem Bereich gef\u00e4hrden \u2013 ein Risiko, das kein westliches Land eingehen will. Andere Wege zu gehen ist nicht einfach: In Washington gibt es nur eine einzige Mine f\u00fcr Seltene Erden, in der N\u00e4he des Mojave National Preserve in Mountain Pass, Kalifornien, die aber eine Geschichte komplexer Kontroversen hat. Nachdem die Mine 2002 nach 50 Jahren wirtschaftlicher und \u00f6kologischer Probleme stillgelegt wurde, wurde sie 2008 von Molycorp Minerals Llc \u00fcbernommen, das 2014 in Konkurs ging[120]<\/a>.<\/p>\n Eine Wiederer\u00f6ffnung ist nach den US-Umweltschutzgesetzen unm\u00f6glich. So wird das Verarbeitungsgesch\u00e4ft an chinesische Unternehmen \u00fcbergeben, die das Rohmaterial in Amerika sammeln, es in China verarbeiten und dann (zu einem sehr hohen Preis) in den USA weiterverkaufen[121]<\/a>. Doch dank der steigenden Preise f\u00fcr Seltene Erden l\u00e4sst sich nun auch auf diese Weise Geld verdienen[122]<\/a>. Das ist wenig im Vergleich zu dem, was auf den Westen zukommen wird: Die Welt, in der die USA mit etwa 20 % des weltweiten Angebots der wichtigste Exporteur fossiler Brennstoffe waren, verwandelt sich in eine Welt, in der China allein mehr als 75 % aller f\u00fcr den \u00f6kologischen \u00dcbergang ben\u00f6tigten Materialien kontrolliert.<\/p>\n Es gibt jedoch ein Thema, das die Bedenken verringern kann: das Recycling von Materialien, insbesondere bei Batterien, bei denen seltene Erden einen wichtigen Anteil ausmachen. SiTration, ein Unternehmen des Massachusetts Institute of Technology (MIT), verspricht, mit der neuesten Technologie mehr als 95 Prozent der kritischen Materialien, aus denen eine Batterie besteht, zur\u00fcckzugewinnen, und das mit zehnmal weniger Energie als bisher[123]<\/a>. Der relativ kurze Lebenszyklus einer Lithiumbatterie, der derzeit auf etwa 10 Jahre gesch\u00e4tzt wird, ist ein negatives Merkmal, w\u00e4hrend er zu einer Chance wird, wenn er wiederverwendet wird: Auf diese Weise w\u00fcrde der gr\u00f6\u00dfte Teil der f\u00fcr die Produktion ben\u00f6tigten Materialien direkt wiederverwendet werden, wodurch die Energie-, Umwelt- und geopolitischen Kosten der Lieferkette gesenkt w\u00fcrden. Aber wenn dies f\u00fcr Batterien gilt, dann gilt es weniger f\u00fcr alle anderen Produkte, die einen wesentlich l\u00e4ngeren Lebenszyklus haben, wie z. B. Windkraftanlagen. Die einzige wirkliche Hoffnung ist, dass es dem technischen Fortschritt gelingt, die derzeitige Produktion durch weniger problematische alternative Materialien zu ersetzen.<\/p>\n Ist Wasserstoff die Zukunft?<\/strong><\/p>\n Gr\u00fcne Wasserstoffpump- und Speicheranlage von Iberdrola in Puertollano, Ciudad Real (Spanien)[124]<\/a><\/strong><\/p>\n Die gesamte ICEV-Flotte, einschlie\u00dflich der Hybridfahrzeuge, wird durch Elektrofahrzeuge ersetzt, die mit Lithium-Ionen-Batterien betrieben werden: Ist dies der einzig gangbare Weg zu einem \u00f6kologischen \u00dcbergang? Wie wir wissen, ist die Technik schnell und \u00fcbersteigt oft die Vorstellungskraft. Es gibt viele Ideen in der Pipeline, von denen sich einige in einem sehr fortgeschrittenen Stadium der Realisierung befinden. Der aktuelle Wettbewerb dreht sich um Wasserstoff: Er ist das h\u00e4ufigste und leichteste Element im Universum und enth\u00e4lt mehr Energie pro Masseneinheit als Erdgas oder Benzin, was ihn f\u00fcr den Verkehr sehr attraktiv macht. Bei seiner Oxidation wird viel Energie erzeugt, und interessanterweise sind die einzigen R\u00fcckst\u00e4nde dieses Prozesses Wasser und andere Elemente mit absolut vernachl\u00e4ssigbarer Verschmutzung.<\/p>\n Ein Wasserstoffmotor ist einfach herzustellen und \u00e4hnelt einem klassischen Verbrennungsmotor, hat aber Nachteile: einen schlechten Wirkungsgrad und sch\u00e4dliche Emissionen von Stickoxiden, die in der unteren Atmosph\u00e4re zu Ozon, einem Treibhausgas, reagieren k\u00f6nnen. Die Technologie ist noch einen Schritt weiter gegangen und hat es geschafft, Wasserstoff in einem Elektrofahrzeug zu verwenden: Dieses Gas kann durch seine Oxidation Strom erzeugen. Dazu wird ein Ger\u00e4t namens „Brennstoffzelle“ verwendet, das \u00fcbrigens eine keineswegs neue Idee ausnutzt: Das Prinzip wurde 1839 von dem englischen Physiker William Grove entdeckt[125]<\/a>: Diese Zellen ersetzen die heutigen Lithiumbatterien, und das war’s.<\/p>\n Die Herstellung von Brennstoffzellen ist jedoch nicht ganz billig: Der Schwachpunkt ist der „Katalysator“, der ben\u00f6tigt wird, um die chemischen Prozesse in Gang zu setzen; zu seiner Herstellung werden mindestens sechs verschiedene Elemente aus der Platingruppe verwendet, die sehr teuer und selten sind; aber auch hier erreicht die Forschung wichtige Meilensteine: In einer im Juli 2022 in Nature Energy[126]<\/a> ver\u00f6ffentlichten Studie hei\u00dft es, dass es einigen Forschern gelungen ist, effiziente und dauerhafte Katalysatoren aus weniger edlen Metallen wie Eisen in Kombination mit Stickstoff und Kohlenstoff herzustellen. Das Produkt scheint die gleichen Eigenschaften wie der Platinkatalysator zu besitzen, hat aber nicht mehr dessen Nachteile[127]<\/a>.<\/p>\n Unendliche Verf\u00fcgbarkeit, einfache Konstruktion, guter Wirkungsgrad (zwischen 40 und 60 Prozent), keine Schadstoffemissionen: Haben wir das Ei des Kolumbus? Noch nicht: Erstens kommt Wasserstoff in der Natur nicht frei vor, au\u00dfer in minimalen Mengen. Es kommt gebunden an andere Elemente wie Wasser oder Methan vor, und seine Gewinnung erfordert enorme Energiemengen. Der derzeit in der Industrie als Rohstoff verwendete Wasserstoff wird fast vollst\u00e4ndig aus fossilen Brennstoffen hergestellt, was zu CO2<\/sub>-Emissionen f\u00fchrt: Man spricht von „grauem Wasserstoff“, wenn die Emissionen in die Atmosph\u00e4re abgegeben werden, und von „blauem Wasserstoff“, wenn die Kohlenstoffemissionen aufgefangen und gespeichert werden. „Gr\u00fcner Wasserstoff“ ist der einzige, der im Rahmen des Dekarbonisierungsprozesses akzeptabel ist: Er wird durch Elektrolyse aus Wasser gewonnen, aber um als gr\u00fcn bezeichnet zu werden, muss die Energie zu seiner Gewinnung vollst\u00e4ndig aus erneuerbaren Quellen stammen.<\/p>\n Doch die Forschung bietet gro\u00dfe Perspektiven: Eine neue Studie der University of California Santa Cruz zeigt, dass Wasserstoff einfach und kosteng\u00fcnstig gewonnen werden kann: Mit Hilfe einer Gallium-Aluminium-Verbindung werden Aluminium-Nanopartikel hergestellt, die bei Raumtemperatur schnell mit Wasser reagieren und dabei gro\u00dfe Mengen an Wasserstoff erzeugen, ohne viel Energie zu verbrauchen. Diese Methode ist derzeit zum Patent angemeldet und k\u00f6nnte einen echten Durchbruch bei der Nutzung von Wasserstoff darstellen[128]<\/a>.<\/p>\n Wenn das Problem der Gewinnung gel\u00f6st ist, stellt sich das Problem der Speicherung und des Transports: Wasserstoff hat eine sehr geringe Dichte, und seine Speicherung bedeutet, dass er unter sehr hohem Druck (bis zu 700 bar) gelagert oder verfl\u00fcssigt werden muss, d. h. unter -253 \u00b0C gehalten werden muss: Diese T\u00e4tigkeiten sind ebenfalls sehr energieintensiv, wobei die Energiekosten f\u00fcr die Verfl\u00fcssigung etwa 30 % des Energiegehalts des Brennstoffs betragen[129]<\/a>. Die chemische Speicherung ist eine weitere Technologie, bei der die F\u00e4higkeit des Wasserstoffs, sich an chemische Verbindungen oder Metalle zu binden, ausgenutzt wird. Im Vergleich zu anderen Verfahren kann das Volumen des Wasserstoffs um das 3 bis 4fache reduziert werden, aber bei gleichem Gewicht hat das Fahrzeug eine dreimal geringere Reichweite als mit fl\u00fcssigem Wasserstoff oder komprimiertem Wasserstoff mit modernen Tanks[130]<\/a>. Das System ist jedoch sehr vielversprechend und wir hoffen wie immer auf den technischen Fortschritt.<\/p>\n Aufgrund seiner sehr geringen Dichte sind die Speicherung und der Transport von Wasserstoff mit zahlreichen Hindernissen verbunden[131]<\/a><\/strong><\/p>\n Auch die Verteilung ist ein besonders kostspieliger Prozess: Tankwagen verwenden spezielle, sehr schwere Flaschen, deren Bef\u00fcllung viel Energie erfordert, und die Verteilung \u00fcber ein Pipelinenetz erfordert aufgrund des hohen Drucks spezielle Rohrleitungen mit besonderen Stahlsorten und gr\u00f6\u00dferen Durchmessern[132]<\/a>. Insgesamt ist Wasserstoff aufgrund seiner umweltfreundlichen Eigenschaften \u00e4u\u00dferst interessant, aber der Prozess von der Gewinnung bis zur Nutzung ist noch nicht zufriedenstellend. In der Forschung herrscht gro\u00dfe Aufregung, und es besteht die Hoffnung auf eine gro\u00dfe Ausweitung der Anwendung in naher Zukunft.<\/p>\n Doch es gibt auch kritische Stimmen: Eine Studie, die am 19. Juli dieses Jahres in der Fachzeitschrift Atmospheric Chemistry and Physics erschienen ist, zeigt, dass Wasserstoff, wenn er in die Atmosph\u00e4re gelangt, eine weitaus gr\u00f6\u00dfere „Heizkraft“ besitzt als bisher angenommen, n\u00e4mlich das Zwei- bis Sechsfache[133]<\/a>. Wasserstoff muss daher mit \u00e4u\u00dferster Vorsicht behandelt werden, indem man der Leckage maximale Aufmerksamkeit schenkt: Bei einer Leckagerate von 10 %, einem Wert, den viele Wissenschaftler f\u00fcr plausibel halten, k\u00f6nnte blauer Wasserstoff (mit Kohlenstoffabscheidung und Methanverlust von 3 %) die Erw\u00e4rmung in 20 Jahren um 25 % erh\u00f6hen. Der erzeugte „gr\u00fcne“ Wasserstoff w\u00fcrde die Erw\u00e4rmung im Vergleich zu fossilen Brennstoffen immer noch um zwei Drittel reduzieren, aber weit weniger als die von den Wasserstoffbef\u00fcrwortern versprochene Klimaneutralit\u00e4t[134]<\/a>.<\/p>\n Die Automobilindustrie besch\u00e4ftigt sich bereits seit zwanzig Jahren mit der Herstellung von wasserstoffbetriebenen Fahrzeugen \u2013 zun\u00e4chst mit Prototypen, dann mit Nutzfahrzeugen: Der BMW Hydrogen 7 von 2007 ist das erste wasserstoffbetriebene Auto (mit Verbrennungsmotor), das in einer Kleinserie von etwa hundert St\u00fcck in Verkehr gebracht wurde. Inzwischen gibt es mehrere Exemplare auf dem Markt, die von den gro\u00dfen Marken vertrieben werden: Sie haben den Vorteil einer attraktiven Autonomie, da man mit einer Tankf\u00fcllung bis zu 1.000 km weit fahren kann, aber sie sind deutlich teurer, so dass einige Hersteller sie zur Miete anbieten. Ein weiterer gro\u00dfer Nachteil sind die sehr wenigen Tankstellen: Derzeit gibt es nur etwa hundert in Deutschland[135]<\/a>, 29 in Frankreich[136]<\/a>, 9 in Spanien[137]<\/a> und nur 6 in Italien[138]<\/a>: auch wenn kurzfristig eine generelle Ausweitung absehbar ist, sind wir von einer nachhaltigen Nutzbarkeit noch sehr weit entfernt.<\/p>\n Im Bereich der schweren Mobilit\u00e4t hingegen befinden wir uns bereits mitten in der Realisierung von Projekten: Zwei wasserstoffbetriebene Pilotz\u00fcge von Alston haben zwischen 2018 und 2020 bereits mehr als 180.000 km in Deutschland zur\u00fcckgelegt[139]<\/a>, w\u00e4hrend der erste offizielle Wasserstoffzug mit Brennstoffzellenbatterien am 25. Juli dieses Jahres den Regelbetrieb auf der deutschen Regionalbahnstrecke zwischen Cuxhaven und Buxtehude aufgenommen hat[140]<\/a>. In der Schifffahrt gibt es bereits 2020 Realisierungen, wie das kleine Boot Hydra, das weltweit erste mit einem Brennstoffzellenmotor. Seitdem wurde das System auf verschiedenen Schiffs- und U-Boot-Typen eingesetzt und ist sehr vielversprechend.<\/p>\n Die soziale Frage<\/strong><\/p>\n In der EU sind die Autos im Durchschnitt 11,8 Jahre alt, die Lieferwagen 11,9 Jahre, die Lastwagen 14,1 Jahre und die Busse 12,8 Jahre[141]<\/a><\/strong><\/p>\n Das Durchschnittsalter der Fahrzeugflotte in der Europ\u00e4ischen Union betr\u00e4gt 11,8 Jahre. Litauen und Rum\u00e4nien haben die \u00e4ltesten Pkw-Flotten mit Fahrzeugen, die fast 17 Jahre alt sind; die j\u00fcngsten Autos gibt es in Luxemburg (6,7 Jahre); das Durchschnittsalter der leichten Nutzfahrzeuge betr\u00e4gt 11,9 Jahre; Italien hat die \u00e4lteste Transporterflotte (13,8 Jahre), gefolgt von Spanien (13,3 Jahre); Lastkraftwagen sind im Durchschnitt 13,9 Jahre alt, Griechenland hat die \u00e4lteste Lastkraftwagenflotte mit einem Durchschnittsalter von 21,4 Jahren, w\u00e4hrend die j\u00fcngsten in Luxemburg (6,7 Jahre) und \u00d6sterreich (7 Jahre) zu finden sind; Busse sind im Durchschnitt 12,8 Jahre alt und Griechenland hat die \u00e4ltesten mit mehr als 19 Jahren; nur sechs L\u00e4nder in der Europ\u00e4ischen Union haben eine Busflotte, die weniger als 10 Jahre alt ist[142]<\/a>.<\/p>\n Wenn man sich die Qualit\u00e4t und das Alter der Fahrzeugflotten ansieht, kann man den Widerstand bei der Erneuerung verstehen, der vor allem auf die Kaufkraft zur\u00fcckzuf\u00fchren ist: Es ist kein Zufall, dass das Alter der Flotte fast immer umgekehrt proportional zum BIP des Bezugsgebiets ist. Der Durchschnittspreis eines Neuwagens mit Verbrennungsmotor liegt in Europa bei 32.318 \u20ac, der eines E-Fahrzeugs bei 42.568 \u20ac[143]<\/a>, was einer Differenz von 31,7 % entspricht, die jedoch von Region zu Region variiert (in Italien betr\u00e4gt sie 42 %)[144]<\/a>. Das Gef\u00e4lle wird noch gr\u00f6\u00dfer, wenn man das Ziel niedriger ansetzt: Der niedrigste Preis f\u00fcr ein Verbrennungsfahrzeug mit geringem Hubraum liegt \u2013 wiederum in Italien \u2013 bei etwa 10.000 Euro (Dacia Sandero), w\u00e4hrend das billigste Elektrofahrzeug wie der Dacia Spring f\u00fcr 20.100 Euro verkauft wird[145]<\/a>.<\/p>\n F\u00fcr Menschen mit weniger Kaufkraft ist der Kauf eines E-Fahrzeugs mit doppelt so hohen Kosten verbunden wie der eines ICEV. Es wird erwartet, dass der Preis allm\u00e4hlich sinken wird, vor allem aufgrund der sinkenden Kosten f\u00fcr die Batterien \u2013 Volkswagen prognostiziert die Parit\u00e4t bis 2025[146]<\/a>, w\u00e4hrend BloombergNEF behauptet, dass sie bis dahin sogar billiger sein werden[147]<\/a>: Tatsache ist, dass der Kauf eines Elektroautos f\u00fcr einen gro\u00dfen Teil der \u00d6ffentlichkeit heute noch ein Wunschtraum ist.<\/p>\n Angesichts einer derart alternden Flotte floriert der Gebrauchtwagenmarkt: 2021 wurden in Europa 32,7 Millionen Gebrauchtwagen verkauft[148]<\/a>, gegen\u00fcber 9.700.192 Neuwagen[149]<\/a>. In manchen Gegenden investieren die meisten Autobesitzer nur sehr wenig Geld in ihre Mobilit\u00e4t, manche aus strategischer \u00dcberlegung (Zweitwagen), die meisten aufgrund schlechter wirtschaftlicher M\u00f6glichkeiten. Mit dem Produktionsstopp f\u00fcr ICEVs werden diejenigen, die \u00fcber weniger Kaufkraft verf\u00fcgen, in gro\u00dfe Schwierigkeiten geraten: Die Gebrauchtfahrzeugflotte, die f\u00fcr diese Kategorie die Rettung darstellt, wird praktisch nicht mehr existieren, und die einzige Alternative wird sein, ein neues Fahrzeug zu kaufen oder zu Fu\u00df zu gehen. Die Freiz\u00fcgigkeit, die im letzten halben Jahrhundert gesellschaftlich so wichtig geworden ist, droht einen schweren R\u00fcckschlag zu erleiden.<\/p>\n Man muss sich fragen, welche Dynamik die W\u00e4rmekraftmaschinenindustrie in den \u00dcbergangsjahren, d. h. von heute bis 2035, annehmen wird: Mechaniker und Teilehersteller m\u00fcssen sich jetzt anpassen und die Welt der ICEVs verlassen. Sogar das Tanken von LPG, Benzin oder Diesel k\u00f6nnte irgendwann ein Problem werden, auch wenn der Preis an der Zapfs\u00e4ule wahrscheinlich g\u00fcnstig sein wird. Es besteht jedoch die Gefahr, dass wir das verh\u00e4ngnisvolle Datum erreichen, an dem eine immer noch gro\u00dfe Flotte von ICEVs aus verzweifelter Not heraus \u00fcberlebt. Der Kahlschlag von 2035 k\u00f6nnte f\u00fcr einen gro\u00dfen Teil der Gesellschaft eine Guillotine sein, insbesondere in den L\u00e4ndern mit einem geringeren Pro-Kopf-Einkommen. Dies wird die Regierungen dazu zwingen, die Mobilit\u00e4t f\u00fcr alle, die sie ben\u00f6tigen, neu zu \u00fcberdenken: Die bisher angebotenen Subventionen werden irrelevant sein.<\/p>\n Auswirkungen auf die Automobilindustrie<\/strong><\/p>\n Volkswagen ID.3 Elektroautos am Flie\u00dfband[150]<\/a><\/strong><\/p>\n In der Europ\u00e4ischen Union sind mit 21 % der weltweiten Automobilproduktion die gr\u00f6\u00dften Automobilunternehmen und -hersteller der Welt beheimatet: 2,6 Millionen Menschen arbeiten in der Automobilproduktion, was 8,5 % der Gesamtbesch\u00e4ftigung im verarbeitenden Gewerbe entspricht, und wenn man die gesamte Lieferkette ber\u00fccksichtigt, sind es sogar 13,8 Millionen Menschen[151]<\/a>. EVs sind mechanisch einfacher und es wird gesch\u00e4tzt, dass f\u00fcr ihre Herstellung 30 % weniger Arbeitsstunden ben\u00f6tigt werden, d. h. 30 % weniger Arbeitskr\u00e4fte[152]<\/a>. Nahezu die gesamte Produktion von Komponenten f\u00fcr Verbrennungsmotoren, die gr\u00f6\u00dftenteils ausgelagert ist, wird eingestellt, und aufgrund der gro\u00dfen Typenvielfalt werden die Hersteller kaum eine Chance zur Umstellung haben: Diejenigen, die Kolben herstellen, werden wohl kaum Sensoren oder Wechselrichter produzieren.<\/p>\n![\"\"](\"https:\/\/ibiworld.eu\/de\/wp-content\/uploads\/2022\/10\/FRA022-02.jpg\")
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