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Elektro-Mobilität: Den Akku voll aufgeladen

Plug-ins, Hybride, Brennstoffzellen und Lithium-Titanat-Batterie. Wer blickt da noch durch? Fritz Kalhammer, ehemaliger Chefexperte der kalifornischen Luftreinhaltungsbehörde CARB, sagt, was nach dem Ölzeitalter kommt und er weiß auch, dass der Kampf der Autogiganten um den Markt der Zukunft längst begonnen hat.

Fritz Kalhammer, 78, war Vorsitzender von mehreren Expertenkommissionen der kalifornischen Luftreinhaltungsbehörde CARB, der wir den Katalysator zu verdanken haben. Der gebürtige Allgäuer und promovierte Physiker lebt seit 40 Jahren in den USA und war dort unter anderem beauftragt, Stand und Aussichten von Batterie- und Brennstoffzellen-Antrieben zu begutachten. Er arbeitete fast 20 Jahre im Management des amerikanischen Electric Power Research Institute, hat dort die Energie-speicher- und Brennstoffzellenprogramme geleitet und sich intensiv mit dem Thema Elektroauto beschäftigt. Ein Gespräch mit dem Fachmann über den Stand der Technik, über die Vorurteile und die Chancen von Elektroautos. Das Interview führte stern-Redakteur Harald Kaiser.

Herr Kalhammer, die Treibstoffpreise rennen davon. Wann kommt das erste Serienelektroauto?

Vermutlich in weniger als fünf Jahren. Aber es werden keine Fahrzeuge sein, die eine wirkliche Alternative zum Verbrennungsantrieb mit 400, 500 oder noch mehr Kilometer Reichweite darstellen, sondern kleinere, leichtere Autos mit beschränkter Reichweite. Mit den neuesten Batterietypen können solche City Cars bei mäßiger Geschwindigkeit 150 bis 200 Kilometer weit fahren. Entsprechende Entwicklungen laufen bei einer Reihe von Automobilherstellern, darunter Daimler mit dem Elektro-Smart, Renault/Nissan, Mitsubishi und Toyota.

Was müssten Elektroautos bieten, um von einem Durchbruch sprechen zu können?

Den wird es wohl erst geben, wenn Elektroautos in Reichweite, Leistung, Raumangebot und Kosten mit durchschnittlichen konventionellen Autos konkurrieren können. Dieses Ziel ist aber selbst mit den leistungsfähigsten heute vorhersehbaren Batterietypen nicht erreichbar. Sie wären zu groß, zu schwer und zu teuer. Also muss die Batterie durch eine Technik ergänzt werden, die das Elektroauto vollwertig machen kann.

An welche Technik denken Sie?

Zum Beispiel von der Möglichkeit, die Batterie mit einem Verbrennungsmotor zu ergänzen Im Gegensatz zu den heutigen Hybrid-Autos kann ein sogenanntes Plug-in-Auto je nach Batteriegröße etwa 10 bis 60 Kilometer als reines Elektroauto zurücklegen. Und danach fährt es als sehr sparsamer Hybrid weiter, mit guter Leistung und ohne Reichweiten-Beschränkung. Abends wird die leere Batterie am Netz wieder aufgeladen, deshalb der Name Plug-in.

Würden nicht die Stromnetze zusammenbrechen, wenn Massen solcher Plug-in-Hybrids nachts am Netz hängen?

Auf keinen Fall, denn gerade nachts ist es so, dass ungenutzte Kapazitäten für Stromerzeugung und Verteilung vorhanden sind. Diesen Strom geben die meisten Energiekonzerne deshalb auch für wenig Geld ab. Ein einziges großes Kraftwerk mit 30 Prozent ungenutzter Kapazität könnte die Batterien von 100000 Plug-in-Autos mit Nachtstrom versorgen. Seit etwa zwei Jahren wird intensiv an Plug-in-Hybriden gearbeitet, hauptsächlich in den USA und in Japan. So ist auch der von General Motors angekündigte Wagen "Volt" ein Plug-in.

Ausgerechnet der Autoriese, der sich in den letzten Jahrzehnten nicht gerade mit Ruhm bekleckert hat in punkto moderner Technik. Jetzt sagt GM, dass der "Volt" 2010 kommen wird. Ist das realistisch?

Na, ja, die werden bestimmt mit dem Wagen kommen, wenn auch vielleicht nicht 2010. Das Projekt ist sehr ambitioniert und wird sehr intensiv verfolgt. Ich denke zwar, dass General Motors die Technik beherrschen wird, aber es gibt noch erhebliche Unsicherheiten mit der Lebensdauer der Lithium-Ionen-Batterien, die für den Volt vorgesehen sind. Bedenken Sie, dass es noch kein Serienauto mit diesem Batterietyp gibt. Und vom fertigen Konzept bis zum Serienprodukt mit Garantieleistung ist es ein dorniger Weg. Die Japaner sind diesen Weg als Erste beim konventionellen Hybrid-Auto gegangen. Ich denke deshalb, dass die Japaner auch beim Plug-in wieder die Nase vorne haben werden.

Meinen Sie Toyota?

Ja. Toyota hat schon vor einem Jahr bekannt gegeben, dass sie eine Genehmigung eingeholt haben, experimentelle Plug-ins auf den Straßen von Tokio erproben zu dürfen. Und mittlerweile hat die kalifornische Umweltbehörde den Anreiz für Entwicklung, Produktion und Verkauf umweltfreundlicher Autos stark erhöht, so dass ich davon ausgehe, dass die ab 2012 verschärften Auflagen der kalifornischen Umwelt-Gesetzgebung am ehesten durch Plug-ins erfüllt werden können. Doch im Gegensatz zu General Motors ist Toyota ruhig, was dieses Thema angeht. Dort gehört es zur Tradition, nicht über ungelegte Eier zu reden. So war es auch, als 1997 das Hybrid-Autos Prius auf den Markt kam. Ich glaube deshalb, dass Toyota bald mit einem Plug-in, wahrscheinlich auf Prius-Basis, überraschen wird.

Daimler hat im Frühjahr davon gesprochen, den Durchbruch in der Batterietechnik geschafft zu haben. Haben die den Mund zu voll genommen?

Das ist zu hart formuliert. Ich kenne die Experten dort gut. Die beschäftigen sich seit Jahren ernsthaft mit dem Thema Hochleistungsbatterie für Elektro- und Hybrid-Fahrzeuge. Da haben sie wichtige Fortschritte gemacht. Doch andererseits ist es so, dass Daimler selbst keine eigene Batterieforschung mit dem Ziel einer Produktion betreibt. Vielmehr arbeitet Daimler eng mit Zulieferern von neuartigen Batterien zusammen. Daimlers Ziele sind die Verifizierung der grundsätzlichen Tauglichkeit von Batterie-Typen und deren Integration in ein Fahrzeug. Ich halte deshalb den Begriff Durchbruch für heikel. Beim Rennen um die erste Serienproduktion von konkurrenzfähigen Hybrid-Autos mit Lithium-Ionen-Batterien wird es einen spannenden Wettkampf zwischen Toyota, General Motors und Daimler geben, der vermutlich in zwei Jahren entschieden sein wird. Erst dann kann man von einem Durchbruch sprechen.

Welche Elektroauto-Reichweite ist bei diesen Batterien drin?

Etwa 120 bis 150 Kilometer bei mäßiger Fahrweise.

Angeblich hat dieser Batterietyp, der auch in Computern oder Handys verwendet wird, ein Hitzeproblem. Stimmt das?

Das wird immer wieder behauptet, ist aber kein prinzipielles Problem. Erstens können Lithium-Ionen-Batteriezellen so konstruiert werden, dass sie einen sehr geringen elektrischen Widerstand und damit auch eine geringe Wärmeentwicklung beim Betrieb haben. Und zweitens werden die Batterien im Auto gekühlt, um den Temperaturanstieg auch bei hoher Leistungsabgabe auf fünf bis zehn Grad zu begrenzen. Bei moderaten Außentemperaturen genügt dazu Luftkühlung. In heißer Umgebung ist eine Klimatisierung mit vorgekühlten Flüssigkeiten erforderlich, um die Batterie-Temperatur unter 40 bis 50 Grad zu halten. Das erhöht die Lebensdauer und erzeugt ein großes Temperaturpolster von mindestens 150 Grad für die Batteriesicherheit. Wärme entsteht ebenfalls, wenn die Batterie geladen wird, doch die Kühlung begrenzt auch dann den Temperaturanstieg. Nur wenn eine Batterie sehr rasch aufgeladen wird, etwa in wenigen Minuten, kann die Temperatur erheblich steigen. Diese Schnell-Ladung mögen auch Lithium-Ionen-Batterien nicht. Es ist also besser, sie über einige Stunden zu laden. Im Übrigen ist das auch für die Infrastruktur besser. Ladegeräte kommen dann mit den Leitungen aus, die in normalen Gebäuden zur Verfügung stehen, und die Batterie kann mit günstigem Nachtstrom geladen werden.

Die US-Firma Altair Nanotechnologies hat eine Lithium-Titanat-Batterie entwickelt. Was ist davon zu halten?

Die ist äußerst interessant. Sie ist mit der Lithium-Ionen-Batterie verwandt, funktioniert chemisch aber etwas einfacher und enthält etwas weniger Energie pro Zelle. Daraus resultieren Vor- und Nachteile. Von Vorteil sind die besonders vielen Ladezyklen und so gut wie keine thermische Anfälligkeit. Ein Nachteil ist, dass dieser Typ bei der gleichen Energiespeichermenge voraussichtlich ein Drittel schwerer sein wird als eine Lithium-Ionen-Batterie.

Wie oft kann sie geladen werden?

Nachdem, was ich weiß, etwa 10 000 Mal oder sogar noch öfter, bis es einen merklichen Leistungsverlust gibt. Das übertrifft alle anderen bekannten Batterietypen bei weitem und wäre mehr als genug für ein Elektroauto. Es wäre auch mehr als genug für einen Plug-in-Hybrid, der vermutlich fast jede Nacht geladen wird, also etwa 3000 Mal in zehn Jahren. Die Titanat-Batterie verkraftet auch schnelleres Aufladen. Doch bis sie voll einsatzbereit ist, dauert es sicher noch einige Jahre.

Ist es sinnvoll, herkömmliche Autos mit Elektroantrieb auszurüsten oder ist es besser, neue Autos zu bauen?

Wenn man langfristig denkt, was hier sicher notwendig ist, dann sollte auf jeden Fall das künftige Auto um die Elektroantriebstechnik herum entwickelt werden. Nicht nur aus Sicherheitsgründen, sondern vor allem auch aus Gründen der besseren Raumausnutzung und des richtigen Schwerpunkts. Dazu kommt, dass Elektro- und Plug-in-Autos besonders stark von Leichtbauweise profitieren könnten, weil das die erforderlichen Batterie-Kapazitäten und damit deren Kosten- und Raumbedarf reduziert.

Was ist mit der Brennstoffzelle als Stromerzeuger?

Die kommt meines Erachtens nur langfristig in Frage. In den nächsten 15 oder 20 Jahren müssen noch große Anstrengungen gemacht werden, bis die Technik so weit ist, dass sie bei Lebensdauer, Kosten und Zuverlässigkeit mit dem herkömmlichen Verbrennungsantrieb konkurrieren kann. Auch eine bezahlbare Infrastruktur ist noch nicht in Sicht. Damit meine ich die Anlagen für Erzeugung und Verteilung von Wasserstoff, mit dem man die Brennstoffzelle betreiben kann, sowie ein genügend dichtes Netz von Wasserstoff-Tankstellen. Generell sehe ich für die Brennstoffzelle eine große Zukunft, sofern sie für die stationäre Energieerzeugung eingesetzt wird. Das Auto jedoch ist in fast jeder Hinsicht das schwierigste Einsatzgebiet.

Wissenscommunity

Oldtimer gekauft - bei Instandsetzung Unfallschäden entdeckt
Hallo, ich habe mir vor ein paar Wochen einen amerikanischen Oldtimer gekauft - ein Import aus den Staaten, bekam hier eine Vollabnahme und H-Gutachten. Aufgrund der Entfernung konnte ich den Wagen jedoch lediglich auf Fotomaterial besichtigen und auf den Fotos sah er aber sehr gut aus - hatte wenig Laufleistung und wurde auch beim Gespräch mit dem Verkäufer am Telefon mit einem guten Zustand beworben. Nach der Lieferung fielen mir dann sofort 2 Roststellen auf, wo ich mir noch sagte "Hey - das Auto ist 40 Jahre alt - darf es haben, also reparierst du es einfach". Bei der Reparatur stellen sich dann jedoch weitere Roststellen heraus, die sogar zur Demontage der Innenverkleidungen, Kotflügel und Windschutzscheibe führten. Aber Ok - altes Auto. Der Wagen ging daraufhin zum Lackierer und wurde dort weiter behandelt. Dabei kamen dann weitere Mängel zum Vorschein: Die Beifahrertüre wurde bereits im unteren Bereich dick mit Spachtel überzogen - die Unterkante wurde ausgetauscht und von innen nicht versiegelt - das Blech rostete durch. Jedoch war das gesamte untere Türdrittel komplett verbeult - dazu braucht es schon einen recht großen Hammer. Ca. 8mm dicke Spachtelbrocken musste ich abschlagen. An einer Stelle wurde das Blech der Seitenwand bereits ausgetauscht. Durch die schlechte Arbeit waren Blechteile vollständig durchrostet. Auf der anderen Seitenwand hatte der Wagen einen weiteren Treffer kassiert - das Blech war eingedrückt und wurde mit massig Spachtel übergetüncht. Von außen nur anhand sehr schlechtem Lackbildes zu sehen und von innen sind deutlich Schweißpunkte vom Blechzughammer erkennbar. Auch die Seitenscheiben waren stümperhaft montiert. Diese wurden nicht mit Scheibenkleber, sondern einer kaugummiartigen Substanz montiert und fielen bei der Demontage der Zierleisten dem Lackierer bereits entgegen. Laut Verkäufer wurden die Seitenwände zwar überlackiert (was man auch sehen konnte), ein Grund wurde jedoch nicht genannt - angeblich schlechter Lack oder Kratzer. Nun meine Frage: Im Kaufvertrag ist der Wagen wie folgt beschrieben: "Keine Unfallschäden laut Vorbesitzer" "Dem Verkäufer sind auf andere Weise keine Unfallschäden bekannt" Weitere Regelungen gibt es im Kaufvertrag nicht. Durch die Beseitigung der Durchrostungen an den unfachmännisch ausgeführten Blech- und Spachtelarbeiten ist der Preis für die Lackierung deutlich gestiegen. Kann man beim Verkäufer hierfür mitunter Schadensersatz geltend machen? Gekauft wurde das Fahrzeug Mitte Dezember 2018, geliefert in der 2ten KW im Januar. Danke im Voraus für eure Antworten.
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