Batterien als Knackpunkt der grünen Mobilität

In Automobilwerken wird einer der wichtigsten Momente bei der Fahrzeugherstellung, wenn Motor und Karosserie zusammengeführt werden, oft scherzhaft als Hochzeit betitelt. Damit entsteht für Außenstehende nicht nur ein greifbares Bild, sondern es wird auch die Bedeutung des Kraftgebers für den Antrieb des Wagens unterstrichen. Dieser Wert des Motors ist dabei bei Elektrofahrzeugen nochmals höher, nicht nur aus ideologischer Sicht, sondern grundsätzlich aus technischer Sicht. Die Entwicklung von herkömmlichen Verbrennungsmotoren wurde über Jahrzehnte hinweg vorangetrieben und dabei stehts verfeinert, während die Konstruktion von Batterien für E-Autos erst in den letzten 15 Jahren fahrt aufgenommen hat. Damit befindet sich die Akku-Technik unmittelbar in einem intensiven Schaffensprozess, welcher aus marktwirtschaftlicher Sicht in einem enormen Tempo passieren muss und dabei ständig neue Herausforderungen aufwirft.

Es gibt drei grundsätzliche Problemfelder, mit welchen die Produzenten von Elektrobatterien konfrontiert sind:

-Ressourcenverbrauch: Für die Produktion von Batterien werden eine Vielzahl an, zum Teil seltenen, Rohstoffen benötigt, die im Volksmund geläufigsten sind dabei etwa Lithium oder Kobalt. Der Abbau und die Verarbeitung dieser Ressourcen ist dabei nicht nur mit einem massiven Eingriff in das Ökosystem verbunden, sondern ist zudem sehr Energieintensiv und in vielen Fällen auch sozial ungerecht. Alternativen hierbei sind Batterien auf Natrium- und Kalium-Basis, bei welcher die Gewinnung der Materialien einen weitaus kleineren ökologischen Fußabdruck verursacht. Diese sind jedoch aktuell noch nicht marktreif und so rückt das Recycling umso stärker in den Fokus.

-Recycling: Durch die hohe Komplexität von Batterien gestaltet sich auch deren Rückbau als äußert Facettenreich und ist mit einer hohen Arbeitsintensität verbunden. Grundsätzliches Problem ist, dass es sich aus ökonomischer Sicht nicht sonderlich rentiert, das Recycling im großen Stil zu betreiben. Mittelfristig könnte dieses Problem durch die fortlaufende Entwicklung der Batterien gelöst werden. Aktuell tritt in diesem Bereich besonders oft das Schlagwort „Second Life“ in den Vordergrund, mit welchem die Nutzung von „verbrauchten“ Batterien, sprich jenen, welche eine zu hohe Anzahl an Ladezyklen aufweisen, in anderen Bereichen, wie z.B. stationäre Standortspeicher, gemeint ist und so insgesamt die Lebensdauer erhöht wird.

-Lebensdauer: Im Gegensatz zu einem Verbrennungsmotor, bei welchem nach einer gewissen Zeit Einzelteile ausgetauscht werden können und müssen, um so die Nutzungsdauer theoretisch auf eine sehr lange Dauer zu verlängern, ist dies bei Batterien nicht möglich. Die derzeit am häufigsten verbauten Traktionsbatterien weißen nach circa 1.500 bis 2.500 Ladezyklen einen Leistungsabfall unter 70% ihrer ursprünglichen Kapazität auf und sind damit nichtmehr rentabel einsatzfähig. Es wird hierbei bereits an neuen Technologien geforscht, um die Anzahl der Ladezyklen und damit letztendlich die Wirtschaftlichkeit des Fahrzeugs zu erhöhen. Insbesondere Tesla ist in diesem Bereich ein Vorreiter.

Zu diesen direkten Herausforderungen kommt noch ein weiterer, entscheidender Punkt im Feld der Elektromobilität: Die Stromproduktion. Denn sei es bei der Herstellung, als auch beim Aufladen, der Energiebedarf dafür ist enorm. Die Verwendung von Strom, welcher aus erneuerbaren Energien gewonnen wurde, ist grundlegend für die gesamte Nachhaltigkeit eines jeden Elektrofahrzeugs. Hierbei wird zur plastischen Verdeutlichung oft eine Rechnung aufgestellt, bei welcher Kilometeranzahl der ökologische „Break-Even-Point“, auf Deutsch der Kostendeckungspunkt, erreicht wird. Untenstehendes Beispiel verdeutlicht diese Rechnung anhand eines VW Caddys. [1]

Abschließend betrachtet ist der derzeitige Entwicklungsstand von Autobatterien in Anbetracht der Umstände eine Meisterleistung menschlicher Schaffenskraft und gleichzeitig Ausgangspunkt für weitere, tiefgreifende Veränderungen zur Lösung der bestehende Probleme in diesem Bereich. Die Hoffnung schwingt dabei immer mit, jedoch darf man die gesamte Thematik nicht nur aus der grünen Brille sehen, sondern es müssen auch Themen wie der Mangel eines Gesamtkonzepts im Bereich der Wende zur E-Mobilität, die Belastung für Flora und Fauna oder die steigende Belastung durch den Individualverkehr kritisch angesprochen werden. Die Entscheidungen dafür müssen im Einvernehmen aller Bürger getroffen werden, um einen Wandel nicht nur im Bereich der Mobilität, sondern auch der Bürgerverantwortung zu schaffen.

[1] Helmers, Eckard; Dietz Johannes; Weiss, Martin. (2020). Sensitivity Analysis in the Life-Cycle Assessment of Electric vs. Combustion Engine Cars under Approximate Real-World Conditions. Trier: Hochschule Trier.

Weiterführender Artikel: Wasserstoff am Prüfstand

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