Gesucht: Der richtige Antrieb – Verbrenner oder Elektro?

Merkel also sieht schwarz für die deutsche Autoindustrie. Vor dem Europäischen Rat hat sie nach Informationen des Spiegel den Niedergang des wichtigsten deutschen Industriezweiges an die Wand gemalt.

Bei einem Treffen mit ihren EU-Kollegen sprach die Kanzlerin nach SPIEGEL-Informationen den absehbaren Niedergang der deutschen Vorzeigebranche an. Sie sieht offenbar keine guten Überlebenschancen mehr. Nach Angaben von Teilnehmern des Gespräches sagte sie, jeder wisse, dass die Autoindustrie in ihrer heutigen Form nicht überleben werde.

Wie der Spiegel weiter berichtete, sollten sich nach ihren Worten alle betroffenen Länder darauf vorbereiten und bereit sein, die »Umstrukturierung unserer Autoindustrie in den kommenden Jahren zu begleiten und zu kompensieren«. Das falle aber zunehmend schwerer, wenn China systematisch vielversprechende Neugründungen aus dem Hochtechnologiebereich aufkaufe.

Es hat schon einen gewissen Charme, wenn die Regierungschefin eines Landes der wichtigsten Industrie so heftig in den Rücken fällt und ziemlich platt kundtut, was sie von der ganzen Sache hält: nämlich nichts. Die meisten Motorenfachleute können sich zwar nicht erklären, wie ein Industrieland relativ schnell auf seine wichtigsten Kraftquellen verzichten kann. Aber gut, dass Merkel es weiß. Mit plumper Planwirtschaft und wilden Wenden hat sie Erfahrung.

Auch die zweite Fachkraft für Industriefragen im deutschen Kabinett meldete sich zum Thema »Auto« zu Wort: »Wenn die deutsche Autoindustrie so weitermacht wie bisher, wird sie in spätestens zehn Jahren auf dem Weltmarkt ernste Probleme haben!« Das verkündete Bundesumweltministerin Hendricks. Die schnelle Entwicklung der Elektromobilität sehe sie allerdings positiv – Deutschland müsse jedoch aufpassen, den Anschluss nicht zu verpassen. Sie hoffe, dass die deutschen Autobauer sich wieder ihrer Innovationsfreudigkeit besinnen.

Starker Tobak für den mit rund einer Million Beschäftigten immer noch wichtigsten Industriezweig in Deutschland. Kein Zweifel: Das Auto hat immer weniger Freunde in der politischen und gesellschaftlichen »Elite«, wobei Vorsicht mit dem Begriff angezeigt ist. Wer ist das? Überwiegend jene Grün-Linken, die es auch in die EU-Gremien hochgespült hat, die sich im Machtrausch darin gefallen, das Auto und alle Verbrennungsprozesse – ruckzuck – abschalten zu wollen. Mittel: Immer niedrigere Normen, die zu vernünftigen Kosten kaum zu erfüllen sind. Grundlage ihres Geschäftsmodells ist jene CO2 Katastrophentheorie. CO2 muss weg, und alles, was damit zusammenhängt. Reine Ideologie, mit der die Wirtschaft eines Landes zerstört werden soll.

Langsam zeitigt der rot-grüne Dauerbeschuss auch Folgen: Der Anteil der Diesel-Autos bei den Neuzulassungen sinkt bereits leicht. Also ausgerechnet das Auto mit einem effektiven Antrieb, das den Kraftstoff sehr gut ausnutzt, wird verschmäht. Begleitend kommt der Beschuss aus Brüssel. Dort legte die EU fest, dass ab dem Jahr 2021 die Neuwagenflotten nur noch 95 Gramm CO2 pro Kilometer ausstoßen dürfen. Grund: Klimaschutz. Ansonsten soll es richtig teuer für die Autoindustrie werden, sprich für den Kunden, der das ganze Spiel bezahlen muss. Ein Grenzwertwahn, der durch nichts belegt ist, aber gut als Hebel taugt.

Die ersten Vorschriften, wie viel Abgase Autos ausstoßen dürfen, wurden 1970 erlassen. Damals war die Luft in den Städten teilweise zum »Schneiden«. Seit 1990 erläßt die EU immer neue Normen, die die Werte nahezu halbierten. Heute sorgen Holzöfen und Kamine in den Städten für mehr Feinstaub als Automotoren. Die blasen fast nichts mehr aus dem Auspuff.

Die extremen Normen heute könnten die Autohersteller ohne Dieselmotoren nicht mehr erreichen. Denn Diesel nutzen den Kraftstoff besser als der Ottomotor aus, verbrauchen also weniger, stoßen weniger Abgase aus. Insgesamt, so rechnet der Verband der Automobilindustrie (»95-Gramm-Ziel ist sehr ambitioniert!«) vor, dass sich der durchschnittliche CO2 Ausstoß auf 132,7 Gramm pro Kilometer erhöht, wenn alle Dieselmotoren durch Benzinmotoren ersetzt werden.

Der Ratschlag der EU-Industriekommissarin Elzbieta Bienkowska: Die Autoindustrie solle so schnell wie möglich auf Autos mit niedrigen oder keinem Verbrauch umzustellen. Ähnliches tiefgehendes physikalisches Verständnis äußert auch Grünen-Chef Özdemir, der aus dem Umwelt-Schlaraffenland ein Auto fordert, das nichts mehr verbrauchen solle, also keine Energie mehr benötige. Und Schulz stolpert hektisch mit einer Quote für E-Autos hinterher. Ab 2030, so stellen es sich die Redenschwinger im entindustrialisierten und damit decarbonisierten Berlin vor, soll es keine Neuwagen mehr mit Verbrennungsmotor geben dürfen. Wie das Aus für die Glühlampe mal eben das Aus für das wichtigste Fortbewegungsmittel. Und – zack – läuft ein ganzes Volk.

Autoindustrie und das Wirtschaftsforschungsinstitut Ifo warnen vor einem solchen Schritt. Mehr als 600.000 Industriearbeitsplätze seien direkt oder indirekt betroffen. Das sind rund zehn Prozent der Industriebeschäftigung in Deutschland. Ein Trümmerbruch, den die Welt so noch nie gesehen hat. Aber keine Drohung ohne Heilsversprechen. Das soll von Elektro-Autos kommen. Die sind achso sauber, schnurren abgasfrei durch die Straßen und machen die Welt wieder besser.

Tatsächlich: In den Anfangsjahren des Automobils gab es eine Konkurrenz zwischen dem Auto mit Benzinmotor und dem Elektroauto. Die ersten Porsches waren Elektro-Autos. Die Elektromotoren hatte der schlaue Ingenieur Ferdinand Porsche in die Radnaben gebaut. Doch er hatte die Rechnung ohne die Batterien gemacht; obwohl er fast zwei Tonnen Bleiakkus in sein Gefährt packte, verzweifelten die frühen Fahrer, weil die Batterien ständig leer waren. Sie kauften sich also Autos mit dem Hubkolbenmotor, den der Erfinder Nikolaus August Otto in den 1870er Jahren entwickelte.

Sicher: Die Batterien sind mittlerweile leistungsfähiger geworden, 150 statt 50 Kilometer erreichen sie heute. Beim großen mit Akkus vollgestopften Tesla reicht es immerhin zu 300 bis 500 Kilometern. Doch auf breiter Front durchgesetzt haben sich Autos mit Verbrennungsmotoren. Denn bestimmend ist weniger Planwirtschaft als Physik. Wie sagt die dazu? Sie ist eindeutig: Energieübertragung und Speicherung über Elektrizität ist sehr ungünstig und der denkbar ineffektivste Weg. Energie wird immer am besten chemisch übertragen und gespeichert.

Wir sehen das an den Tankstellen: 60, 70 Liter Kraftstoff in ein paar Minuten in den Tank gefüllt treiben eineinhalb bis zwei Tonnen Auto 700, 800 Kilometer weit an. Anders bei der Batterie: Eine Batterie zu laden bedeutet, eine chemische Reaktion auszulösen. Energiequelle: Strom. Chemische Reaktionen wiederum lassen sich nur mit höherem Druck oder Temperaturen beschleunigen. Dem allerdings setzen Materialien und Werkstoffe Grenzen. Das bedeutet: lange Ladezeiten. Andernfalls wird das Innenleben der Batterie durch mechanischen Stress beim Laden und Entladen zerstört.

Wann kommen Batterien mit höherer Kapazität?

Das Wissen um die Chemie der Batterie ist schon über 200 Jahre alt, die Technik ist gut bekannt, und es ist ziemlich unwahrscheinlich, dass plötzlich neue Entdeckungen zu deutlichen Steigerungen der Effizienz führen. Das gab es jedenfalls bisher höchst selten in der Technikgeschichte, ist grundsätzlich natürlich möglich. Der Batterieforscher und Elektrochemiker Professor Frank Endres erklärt, warum sich die Natur so ziert: »Hier schlägt die Thermodynamik leider unbarmherzig zu. Die elektrochemische Spannungsreihe erlaubt maximal 6 Volt für ein Elektrodenpaar. Das wäre eine (hochgefährliche) Lithium/Fluor-Batterie, deren technische Umsetzung und Verwendung sind für mich kaum vorstellbar.«

»Voll geladene Lithiumionen-Akkus heutiger Bauart haben bei einer Einzelzelle eine Spannung von 4,2 Volt. Mehr ist schwer zu erreichen, weil man noch keine Elektrolyte gefunden hat, die für eine »5-Volt-Batterien« geeignet sind.« Endres rechnet vor: »Es ergibt sich wegen des spezifischen Gewichts der Batteriematerialien aktuell leider eine maximale Energiedichte von 0,3 kWh/kg, technisch erreichen kann man heute nicht mehr als 0,15 kWh/kg. Kohlenwasserstoffe enthalten dagegen rund 12 kWh/kg, wovon ein guter Dieselmotor ca. 5 kWh in mechanische Energie umsetzt.« Ergebnis: »Wirkungsgrad-bereinigt schneiden Kohlenwasserstoffe bezüglich der Energiedichte also mind. 30x besser ab. Energiedichten von 1 – 5 kWh/kg sind nur mit Metall/Luft-Batterien denkbar.«

»Relativ leicht herstellbare Zink/Luft-Batterien erreichen schon bis zu 0,5 kWh/kg, aber die Alterung des Elektrolyten ist das zentrale Problem.« Neue Konzepte sind zwar in der Erforschung, doch mit einem Markteinsatz ist frühestens in fünf Jahren zu rechnen, und da am ehesten noch aus US-amerikanischer Fertigung, meint Endres.

»Lithium/Luft-Batterien galten eine Zeitlang als perfekte Lösung. Man sprach von bis zu 15 kWh/kg. Im Labor erreichen sie aber nur 1 kWh/kg, sie altern massiv, und eine Lösung für dieses Problem erscheint in weiter Ferne. Ein Einsatz ist frühestens in 20 Jahren zu erwarten, falls überhaupt.« Das bedeutet: In nächster Zukunft ist nicht mit wesentlichen Fortschritten zu rechnen, mit denen der Energiegehalt einer Batterie drastisch gesteigert werden kann.

Wie umweltfreundlich ist die Produktion eines Elektroautos?

Auch bei einem Elektroauto müssen Eisen geschmolzen werden, Bleche gebogen und Karosserieteile zusammengeschweißt werden. Eine energieaufwendige Angelegenheit genau wie bei Autos mit Verbrennungsmotor. Elektroautos benötigen keinen mechanisch aufwendigen Motor mit Nebenaggregaten und Getriebe. Allerdings Elektromotor rein und fertig – so einfach baut man kein Elektroauto. Auch bei Tesla steckt erhebliche Entwicklungsarbeit im Auto.

Umfangreiche Sensorik und Rechner überwachen Batterie und vor allem deren Temperaturen, damit die möglichst nicht zu brennen anfängt. So regelt die Software einigen kräftigen Spurts den Fahrspaß erst einmal runter, damit sich die Batterie abkühlen und erholen kann. Mit Gebläsen, Wärmepumpen und raffinierter Steuerung versuchen die Konstrukteure, den Insassen eines Elektrowagens im Winter ein wenig Wärme von der Batterie zukommen zu lassen.

Die Steuerprogramme – übrigens auch bei konventionellen Autos – sind mittlerweile zu umfangreichen und komplexen Softwarepaketen angewachsen, die Heerscharen an Entwicklern aufwendig schreiben. Auch das Herzstück des Elektroautos, die Batterie muss hergestellt werden. Das kostet erhebliche Energie – und damit auch wieder CO2. Lithium als derzeit wesentlicher Rohstoff für Batterien muss gewonnen werden. Meist kommt das sehr reaktionsfreudige Leichtmetall aus großen Salzseen in Mittelamerika, Argentinien, Chile und Bolivien. Theoretisch könnte man es auch aus dem Meerwasser holen.

Doch immer müssen erhebliche Mengen an Wasser verdampft werden, um das Metall zu bekommen. Wasser jedoch verdampft nur mit Einsatz erheblicher Mengen an Energie ( Verdampfungswärme 2250 kJ/kg ), die meist von Kohle, Öl oder Gas kommen. Viel CO2 wird also schon einmal produziert, bevor überhaupt ein Elektro-Auto fahren kann. Diese CO2 Mengen entstehen dann in den armen 3. Welt-Staaten.

Die Produktion von Akkumulatoren ist also alles andere als umweltschonend. Eine schwedische Literaturstudie im Auftrag der grün angehauchten Schwedischen Energieagentur kommt gerade zu dem Ergebnis, dass ein Tesla S die Umwelt erheblich belastet hat, noch bevor er auf die Straße rollt. Er muß erst einmal rund 160.000 Kilometer fahren, um das CO2 zu kompensieren, das für die Produktion der Batterien verbraucht wurde.

Denn bei der Herstellung einer Batterie entstehen pro Kilowattstunde zwischen 150 und 200 Kilogramm CO2. Wird eine Batterie von 86 Kilowattstunden für einen Tesla gebaut, entstehen rund 15 Tonnen der fürchterlichen Treibhausgase. Ein Auto mit Benzinmotor bläst dagegen rund 140 Gramm CO2 pro Kilometer aus.

Woher kommt die Energie?

Beim Verbrennungsmotor ist das klar: Sie kommt in Form von Erdöl aus der Erde, muss in Raffinerien aufbereitet und transportiert werden. Das kostet wiederum Energie. Der zweite Teil, der zur Verbrennung benötigt wird, befindet sich überall in der Luft, muss also nicht mit transportiert werden: Sauerstoff. Sicher: Der wird verbraucht. Dabei entsteht CO2 wie bei jeder Verbrennung, auch beim Atmen. Dieses CO2 aber ist wiederum der Rohstoff für Pflanzen und Bäume. Die benötigen für ihre Photosynthese Kohlendioxid.

Die Energie des Elektroautos kommt aus großen Kraftwerken. Sie wird aus Kohle, Öl oder Gas mit hohen Verlusten umgewandelt. Dabei entstehen erhebliche Mengen an Kohlendioxid und anderen Abgasen. Nur entweichen die nicht aus Auspuffrohren der Autos, sondern aus den Kraftwerkskaminen. Die sind mit wirkungsvollen Staubfiltern und Entstickungsanlagen ausgestattet, die in diesem großtechnischen Maßstab kostengünstiger arbeiten, als wenn in jedes Auto eine kleine Chemiefabrik zur Reinigung der Abgase eingebaut werden muss.

Vorteil: Elektro-Auto.

Mehr als bedenklich muss stimmen, dass all diejenigen Politiker, die morgen schon das Land in die Elektro-Mobilität gezwungen hätten, sich überhaupt noch nicht zum Wichtigsten geäußert haben, zur alles entscheidenden Voraussetzung für Elektro-Autos: Die benötigen nämlich Saft, Strom, elektrischen Strom und zwar in rauen Mengen.

Kräne, Bagger und Betonmischer müssten schon längst angerollt sein und mit dem Bau großer Kraftwerke begonnen haben. Der Bau eines großen Kohlekraftwerks dauert gut und gern fünf bis sechs Jahre, ohne Proteste und Prozesse. Schätzungen zufolge dürften rund 150 Terawattstunden an zusätzlicher Energie benötigt werden, die zusätzlich zum bisherigen Bedarf Deutschlands von 600 TWh pro Jahr hinzukommen. Die Sonnenseglein oder Windrädles schaffen das nicht, schon gleich gar nicht im Winter. Sie können prinzipiell kein Kraftwerk ersetzen.

Ein herkömmlicher Kohle- oder Kernkraftwerksblock liefert rund 1 bis 1,4 GW. Das neue große Hamburger Kohlekraftwerk Moorburg mit seinen beiden Blöcken und einer Nennleistung von satten 1730 Megawatt liefert pro Jahr 12 Terawattstunden. Davon also bitte noch einmal mindestens 12, 13 solcher Anlagen.

Nimmt man höhere Fahrleistungen an, dann natürlich entsprechend mehr. Doch stattdessen werden Kohle- und Kernkraftwerke gerade reihenweise dichtgemacht. Deren Strommengen fehlen also bereits für den normalen Verbrauch, erst recht für die Elektromobilität. Es müsste auch sofort damit begonnen werden, möglichst viele Kupfervorräte auf den Weltmärkten aufzukaufen. Die benötigen wir nämlich für eine komplett neue Infrastruktur, für neue Hochspannungsleitungen, Schaltanlagen, armdicke Leitungen zu den Tankstellen, Wicklungen für starke Transformatoren, die an jeder Elektrotankstelle stehen müssen. Die werden zudem heiss, müssen gekühlt werden.

Dass die Rohstoff-Preise dadurch erheblich steigen, nunja, Kollateralschaden. Es entscheidet also nicht nur eine neue leistungsfähige Batterie über Elektromobilität, sondern vor allem auch eine komplett neue Infrastruktur, mit der das Land überzogen werden muss. Sie muss den erzeugten Strom im Land verteilen können. Die bisherigen Netze sind bereits vielfach jenseits ihrer Lastgrenzen.

Fazit: Es müsste also viel mehr getan werden, vielmehr jedenfalls als zurzeit sichtbar ist. Doch keiner redet davon, kein Politiker schiebt Planungen für neue Kraftwerke an. Kein Wunder, das sorgte für sein politisches Ableben. Die Vermutung liegt nahe, dass bald eine große Blase platzt, wenn die Grünen weg sind und kein Geld mehr für Spielereien vorhanden ist. Umweltinstitute verdienen kein Geld mehr mit Studien, wie sehr die Elektromobilität der Umwelt frommt. Dann hat sich vermutlich der Hype ums Elektroauto erst einmal gelegt.

Autos mit Verbrennungsmotor haben sich nicht umsonst durchgesetzt. Zu groß sind die Vorteile dieses Antriebes. Moderne Autos sind so sauber wie nie zuvor. Filter und Katalysatoren, eine sehr aufwendige und damit auch teure und anfällig Technik reinigen Abgase, filtern Partikel und katalysieren Stickoxide. Beim Verbrenner kommt die Energie in Form von Benzin und Diesel aus der Erde. Dort sind noch ungeheure Mengen vorhanden. Die dürften ausreichen, bis sich irgendwann eine bessere Antriebsform herausgebildet hat. Das aber kann nie auf planwirtschaftliche Anweisung geschehen.

Bleibt festzustellen: Die technischen und vor allem wirtschaftlichen Möglichkeiten reichen einfach nicht aus, auf breiter Front eine Antriebsform »Strom« zu gewährleisten. Bisher jedenfalls. Elektromobilität ist nicht per se schlecht, aber auch nicht der Heilsbringer. Es ist wie überall: Umsonst ist nichts. Wer sich bewegen will, benötigt Energie und produziert Abfallprodukte. Das beginnt, wenn der Mensch läuft und und setzt sich fort bei Auto und Lastwagen. Altgediente Fachleute wie der berühmte frühere Motorenchef von Opel, der knorrige Fritz Indra, schimpft: »Das Elektroauto löst kein einziges Umweltproblem und leistet keinen Beitrag zum Klimaschutz. Die Energiebilanz ist schlecht und baldige Lösung nicht in Sicht.«

Immerhin melden sich einige Fachleute zu Wort. So sehen 25 der führenden Antriebs-Techniker an deutschen, österreichischen und Schweizer Hochschulen die Entwicklung mit Sorge. Sie halten ein Diesel-Verbot für falsch. Die Wissenschaftliche Gesellschaft für Kraftfahrzeug- und Motorentechnik WKM sagt: »Nach allen Vorhersagen werden im Jahr 2030 mehr Verbrennungsmotoren weltweit gebaut werden als heute, weshalb eine intensive Forschung und Weiterentwicklung und ein Hochhalten der Technologieführerschaft sinnvoll ist. Die WKM prognostiziert eine sehr lange andauernde Notwendigkeit verbrennungsmotorischer Antriebe, insbesondere auch des Dieselmotors.« Denn der Verbrennungsmotor sei immer noch Motor der Mobilität, des Güterverkehrs und der mobilen Arbeitsmaschinen. Diese Rolle werde durch elektrische Antriebe ergänzt, jedoch nicht ersetzt.

Mittlerweile haben die Forscher die komplizierten Prozesse während der Verbrennung so gut verstanden, dass die Stickoxide keine Rolle mehr spielen. Sie können die Verbrennung so steuern, dass die Stickoxide vermindert werden. Die werden bei der Nachbehandlung der Abgase durch eigenen Katalysator unschädlich gemacht. Immissionsgrenzwerte könnten, so die Antriebs-Techniker weiter, aufgrund des heutigen Technologiestandes ausnahmslos eingehalten werden. Sie heben den besonderen Vorteil des Verbrennungsmotors mit seiner effizienten und flexiblen Nutzung von Kraftstoffen mit hoher Energiedichte und exzellenten Lagerungs- und Verteilungsmöglichkeiten hervor.

Vorteil: Verbrenner.

Wir sind auf die kommende Internationale Automobilausstellung in Frankfurt gespannt: Verschämt werden wahrscheinlich Dieselautos in der Ecke stehen, während die Vorstandsvorsitzenden das Hohelied der Elektromobilität singen. Merkel zollt begeistert Beifall. Elektroautos stehen im Scheinwerferlicht – doch keiner kauft sie.