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    Messgerätskala zeigt Kohlendioxid-Wert an

    Eine Dekarbonisierung bis 2030

    Die so genannte erneuerbare Mobilität, eine Kombination aus E-Mobilität und Energiewende, gilt als der entscheidende Schlüssel, um eine echte Emissionswende und damit die vereinbarten Klimaziele zu erreichen. Doch der Wandel trifft mit Automobil-, Öl- und Bauindustrie auf schwere Tanker, die Mobilitätsbranche steht vor dem Umbruch. Es sind nicht nur ehrgeizige Klimaziele, die zum Handeln auffordern. Es ist der weltweit ökonomische Erfolg der Erneuerbaren Energien, der im Verbund mit der Digitalisierung alle Vorzeichen ändert und eine Dekarbonisierung bis 2030 in den Bereich des Möglichen rückt. Das zeigen bereits heutige Anwendungen.

    Von Christiane Schulzki-Haddouti

    Lange Zeit setzte man in der deutschen Verkehrswende auf fahrzeugseitige Effizienzmaßnahmen. Doch aufgrund der gestiegenen Verkehrsleistung und stärkeren Motorisierung lagen die Emissionen 2016 sogar leicht oberhalb derer des Referenzjahres 1990. Der Verkehrssektor ist neben der Industrie der einzige, in dem die Treibhausgasemissionen auch 2017 weiter stiegen. Infolge dessen kam der die Bundesregierung beratende Sachverständigenrat für Umweltfragen 2018 zu dem Schluss, dass „schnellstmöglich ein Umstieg auf alternative Antriebe erfolgen“ muss. Die vollständige Dekarbonisierung, ein treibhausgasneutrales Deutschland, rückt damit jetzt in den Fokus der Anstrengungen. Noch steht dafür als Ziel das Jahr 2050. Nach dem jüngsten Bericht des Weltklimarats ist jedoch klar, dass der Termin so weit wie möglich nach vorne verlegt werden muss. Manche halten 2030 für machbar.

    Als großer Hoffnungsträger gilt derzeit die E-Mobilität. Ganz sauber ist sie noch nicht: Bei der Produktion von Elektroautos gelangen erhebliche Mengen Treibhausgase in die Luft. Um das bei der Batteriefertigung erzeugte Kohlendioxid sowie den für den Betrieb benötigten Strom beim heutigen Strommix auszugleichen, müssten Elektroautos auf eine jeweilige Gesamtfahrleistung von um die 150.000 Kilometer kommen. Nur wenn die Produktion nach und nach auf sauberen Strom umgestellt wird, verbessert sich die Bilanz. Und beziehen die Fahrzeuge ihren Strom direkt aus Solar- und Windkraftanlagen, sieht es sogar noch besser aus.

    Zwar drängen immer mehr Länder wie Norwegen, Indien oder China auf den Ausstieg aus Verbrennungsmotoren, indem sie ein konkretes Enddatum der Neuzulassungen wie 2035 oder E-Autoquoten nennen. Stärker als politische Weichenstellungen scheinen jedoch die ökonomischen zu wirken. So könnte sich die gegenwärtige Kostensenkungsdynamik bei erneuerbaren Energien als wesentlicher Treiber der Entwicklung herausstellen: Stanford-Dozent und Silicon-Valley-Unternehmer Tony Seba wies bereits 2014 darauf hin, dass sich die Leistung von Photovoltaik (PV) ähnlich exponentiell entwickelt wie einst das Internet. Für das Jahr 2030 erwartet er, dass der weltweite Energiebedarf solarbasiert abgedeckt werden kann. Aus deutscher Sicht scheint die Prognose des Kaliforniers wenig realistisch zu sein, doch bereits 2017 kostete Solar- und Windenergie laut einem Bericht des World Economic Forum in 30 Ländern nur noch so viel wie die Energieträger Kohle und Erdgas. 

    Seba erwartet, dass die Kosten für die E-Fahrzeuge ähnlich schnell fallen werden wie der Preis von Solarmodulen. So seien die Kosten für PV bei jeder Verdoppelung der Industriekapazität um rund 22 Prozent gesunken, dank einer 22-prozentigen Lernkurve. Die Disruption sei dann erreicht, wenn sich die monatlichen Ausgaben für ein E-Auto denen für ein Verbrennerfahrzeug annähern. Die Batteriekosten seien dabei nicht zentral, denn ähnlich wie beim Wettbewerb von Smartphone versus Festnetztelefon sei das E-Auto kein bloßer Ersatz für ein herkömmliches Fahrzeug: Der Elektromotor ist energieeffizienter, das Aufladen günstiger und die Instandhaltung einfacher. E-Autos können überdies zur Energiespeicherung und damit zur Stabilisierung des Netzes beitragen.

    Weniger Fahrzeuge durch Digitalisierung

    Tony Seba ist mit seiner Einschätzung nicht allein: Auch Karl-Thomas Neumann, der bis 2017 der Adam Opel AG vorstand und heute für das E-Auto-Startup EVelozcity aus Kalifornien arbeitet, sieht das ähnlich. Im Handelsblatt sagte er kürzlich: „In Wirklichkeit ist das alles disruptiv und wird letztlich die bestehende Industrie komplett zerlegen.” Den großen Konzernen empfiehlt er daher, mit wendigen Startups auf das neue Geschäft zu setzen. Die Kalifornier wollen 2021 ihr erstes elektrisches Gefährt auf den Markt bringen und setzen auf Pendlerfahrzeuge, Ridesharing-Modelle und den Lieferwagen für die letzte Meile. Als Fahrzeugmerkmal steht damit nicht die größte Reichweite im Fokus, sondern ein Preis unter 50.000 US-Dollar – mit Komponenten aus den USA und China. 

    Der Markt wird damit von oben aufgerollt: In den USA dominiert heute bereits Tesla den Markt der hochwertigen Limousinen, die Segmente im unteren Preisbereich werden folgen. An der Börse wird diese Entwicklung aufmerksam verfolgt: Bereits 2017 wurde Tesla höher als die klassischen US-Automobilhersteller General Motors und Ford bewertet. Ähnlich sieht es bei Unternehmen wie Alphabet oder Mobike aus, die auf die Digitalisierung der Mobilität setzen. Studien des Wuppertal-Instituts wie die zur Verkehrswende 2035 gehen davon aus, dass der Verkehrssektor künftig nur noch mit einem Zehntel der heutigen Autos auskommen könnte, wenn sie die Digitalisierungsmöglichkeiten durch autonomes Fahren und Ridesharing konsequent nutzt.

    Kalifornien ist weit weg. Doch auch hierzulande tut sich Beachtliches, wenn auch zunächst im Kleinen – auf dem weiten, winddurchwehten norddeutschen Land: Beim Ausbau von Ladestationen und der Zulassung von E-Autos ist die Region Nordfriesland derzeit deutschlandweit Vorreiter. Im friesischen Dörfchen Sprakebüll beispielsweise kommen auf rund 240 Einwohner bereits 20 dort angemeldete E-Autos. Die Sprakebüller wollten die Abschaltung ihrer Windräder bei Überlastung des Netzes nicht einfach hinnehmen und suchten nach Möglichkeiten, den anfallenden Strom selbst zu nutzen. Nach eigenen Angaben kommt Sprakebüll so auf die größte E-Auto Dichte pro Einwohner in ganz Deutschland. Würde das ganze Land wie dieses Dorf funktionieren, gäbe es in Deutschland schon rund 7 Millionen E-Fahrzeuge. 

    In einem Blogbeitrag in eigener Sache feierte sich die kleine Gemeinde in diesem Jahr als „e-mobiles Dorf“ und gründete einen gleichnamigen Verein dazu. Der Verein ermöglicht den Mitgliedern ein stundenweises E-Carsharing mit dem Dörpsmobil, das an einem eigenen Carport geladen wird. Vorangetrieben wird die Entwicklung von der Familie Andresen. „Wir wollten unseren eigenen Strom nutzen und nicht das Benzin der Tankstelle“, erzählen Hans-Christian Andresen und sein Sohn Christian, die als Geschäftsführer den örtlichen Bürgerwindpark leiten. Doch zufrieden sind die Sprakebüller mit dem Erreichten noch nicht: Sie wollen künftig auch die Landwirtschaftsfahrzeuge mit Kraftstoff versorgen, den sie mit Strom aus dem Bürgerwindpark erzeugen.

    Ebenfalls in Nordfriesland wird derzeit mit drei autonomen E-Bussen der öffentliche Personennahverkehr „on demand“ erprobt: Nach Tests auf dem Gelände des GreenTEC Campus in Enge-Sande sollen sie sich im Pendlerverkehr im Kreis Nordfriesland und im Tourismusverkehr auf der Insel Sylt beweisen. Die Fahrgäste sollen ihren Bedarf per App anmelden, das neue Busangebot soll so Mobilitätslücken im ländlichen Raum schließen können. Am nordfriesischen Bus-Projekt arbeiten neben den Bus-Gesellschaften SVG und Autokraft mehrere spezialisierte Unternehmen sowie die Kieler Christian-Albrechts-Universität. 

    Die Digitalisierung mit ihren Vorteilen für die Vernetzung ist in der Verkehrswende der Game-Changer. Mit ihr lassen sich dezentrale Strukturen mit vergleichsweise geringem Aufwand effizient nutzen. Im Hinblick auf die Resilienz von Netzen ist eine dezentrale Steuerung wesentlich, womit den E-Autos als mobilen Batterien eine neue Rolle zukommt. Ein Bericht der kalifornischen Aufsichtsbehörde für öffentliche Versorgungsunternehmen kam bereits 2013 zu dem Schluss, dass Besitzer von E-Autos monatlich mit bis zu 100 US-Dollar entlohnt werden könnten, wenn sie Strom zur Stabilisierung des Stromnetzes bereitstellten. 

    Mobile Speicherkraftwerke

    Im Moment wird die öffentliche Debatte um den Ausbau der E-Mobilität hingegen noch von der Frage beherrscht, was passiert, wenn die vielen neuen E-Fahrzeuge allabendlich Strom tanken und die Netze der Stadtwerke zum Glühen bringen. Diese Fragestellung fokussiert auf eine zentrale Bereitstellung von Energie – nicht aber auf die dezentrale Energieerzeugung, die vor Ort schon mit dem heutigen Stand der Technik möglich wäre. Sie erinnert damit ein wenig an die Diskussion Ende der 90er Jahre, als man mutmaßte, dass die Online-Übertragung von Sprachnachrichten und Bewegtbildern das Internet völlig überlasten würde. Wenig später setzten Unternehmen wie Skype mit Peer-to-Peer-Techniken erfolgreiche Sprach- und Videodienste auf. 

    E-Autos könnten wie Computer-Knotenpunkte in einer Peer-to-Peer-Struktur eine ähnliche Rolle spielen und bei Überschüssen in der Energieproduktion durch Wind und Sonne Energie speichern, um diese bei Engpässen kontrolliert wieder abgeben zu können. Dass dies funktioniert, zeigt ein aktuelles Projekt im ländlichen Allgäu: Gemeinsam mit der Münchner Forschungsstelle für Energiewirtschaft hat der Augsburger Versorger LEW ein Projekt am Zugknotenpunkt Buchloe aufgesetzt, dort wo viele Pendler die Züge nach Augsburg oder München besteigen. 14 Versuchsteilnehmern wurde ein E-Auto zur Verfügung gestellt, das sie jeden Abend an die Ladesäulen am Bahnhof anschließen sollten. Dort sollten sie dann angeben, zu welcher Uhrzeit sie am Folgetag an den Ladestationen ankommen. Auf Basis der Daten und Prognosen zur Sonneneinstrahlung wurden die Ladefahrpläne für die Autobatterien errechnet. Im Ergebnis konnten die Fahrzeuge so 40 Prozent mehr vom lokalen Grünstrom aufnehmen und im Netz Lastspitzen vermeiden.

    Oft stehen bisherige technische Regeln der E-Mobilität-Integration ins Netz noch im Weg. Wie zum Beispiel in Hagen: Im Oktober 2018 starteten dort Nissan und der Ladesäulenmanager The Mobility House ihr Vehicle-to-Grid-Projekt. Erst nach jahrelanger Vorarbeit war es gelungen, die regulatorischen Anforderungen an die so genannte Primärregelleistung zu erfüllen. Jetzt melden sich angeschlossene E-Fahrzeuge automatisch bei der Energiezentrale in Hagen als „Regelkraftwerk“ an und werden als solche in das Stromnetz integriert. So können sie zur Stabilisierung des Stromnetzes beitragen und reduzieren den Aufwand für den Ausbau der Netze und die Notwendigkeit fossiler Regelkraftwerke. Hierzulande gilt das als größtes Problem, das Verkehrswender bemängeln: Trotz des langen technischen Vorlaufs gibt es immer noch keine standardisierten Anpassungen zur erleichterten Integration der e-mobilen Speicherkraftwerke.

    Die Gründer des Berliner Startup Ubitricity sind seit 2008 mit der Idee des bidirektionalen Ladens unterwegs – auch sie mussten etliche regulatorische Hürden überwinden. Nach Jahren der Verbundforschung, Pilotprojekten und Feldtests sind sie seit 2016 mit einem Kabel auf dem Markt, über das sogar direkt die Abrechnung erfolgen kann, seit 2018 eichrechtskonform. Seit 2013 sind sie in Berlin mit ihrer Ladeinfrastruktur an einigen Straßenlaternen vertreten. Der Durchbruch kam jedoch 2017 mit einem größeren Auftrag der Londoner Stadtverwaltung. 

    Apropos Regulierung: Vor allem sie wird genannt, wenn es um die Frage geht, warum die Entwicklung der E-Mobilität in Deutschland weit hinter den Erwartungen zurückbleibt. Es sind das Bau- und Eigentumsrecht, das Laden über Anbietergrenzen hinweg, das Mess- und Eichrecht und ein resilienter Netzausbau, die den Ausbau behindern. Will die Politik nun Schwung in diesen Prozess bringen, muss sie all das und noch mehr beherzt angehen. Wenn sie die Energie- und Automobilbranche damit auf einen zukunftsfähigen Pfad zwingt, wird sie ihr und der Gesellschaft mehr als einen Gefallen erweisen. Denn die ökonomischen Disruptionen könnten ansonsten heftig ausfallen.

    Christiane Schulzki-Haddouti ist freie Medien- und IT-Journalistin und hat in verschiedenen Projekten in den Bereichen Foresight, Innovationsmanagement und Medienentwicklung mitgewirkt. Sie schreibt vorwiegend für die Computerzeitschrift c’t, die VDI-Nachrichten, die Stuttgarter Zeitung sowie für die Online-Portale Heise online und Golem. Mit Christopher Schrader und Alexander Mäder hat sie bei den Riffreportern den Channel KlimaSocial gegründet. Ihre Kernfrage dort ist: Was treibt den Klimaschutz wirklich voran – ist es die Politik, oder sind es ganz andere Faktoren?

    Weitere Beiträge zum Thema Mobilität und Verkehrswende finden Sie im gleichnamigen factory-Magazin Mobilität. Das lässt sich kostenlos laden und ist angenehm lesbar auf Bildschirmen und Tablet-Computern. Wie immer ist es dazu hübsch illustriert und enthält sämtliche Artikel im kompakten Tablet-Format, dazu entsprechende Zahlen und Zitate. Online im Themenbereich sind ebenfalls einige Beiträge verfügbar – dort lassen sie sich auch kommentieren und bewerten.

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