Benötigte Infrastruktur

2014-01-27T09:48:47Z

Fjoeres:

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== Laden ==

Um mit einem konventionell angetriebenen Fahrzeug konkurrieren zu können muss die Dauer des Ladens möglichst gering gehalten werden. Es gibt verschiedene Möglichkeiten ein Fahrzeug zu laden:
=== Batterieaustausch ===
Das Unternehmen Better Place hatte in Israel ein solches Konzept entwickelt. Es wird ein Auto ohne Akkumulator (Akku) gekauft. Der Akku wird gemietet, im Gegenzug zahlt man eine monatliche Miete. Die leeren Akkus werden dann an speziellen „Tankstellen“ durch volle Akkus ausgetauscht. Das führt zu einer Verkürzung des „Ladevorganges“.<ref>[//http://www.tagesschau.de/wirtschaft/better-place100.html ''Better Place]. Elektroauto-Anbieter Better Place ist am Ende | tagesschau.de. Abgerufen am 16.12.2013.</ref>

=== Laden per Kabel ===
Es gibt zurzeit in Deutschland verschiedene Anschlusstypen.<ref>[//http://www.vattenfall.de/de/emobility/volvo-kampagne.htm ''Volvo Kampagne]. Volvo Kampagne - Vattenfall. Abgerufen am 16.12.2013.</ref><ref>[//https://www.rwe-mobility.com/web/cms/de/1242562/produkte-services/uebersicht/ ''RWE Produkte]. Produkte & Services | Übersicht. Abgerufen am 16.12.2013.</ref> Der IEC-Typ-2-Anschluss (nach VDE-AR-E 2623-2-2) ist nach eigener Recherche der am meisten verbreitete Anschlusstyp in Berlin. Dieser liefert an einer privaten Vattenfall-Ladestation 16 A bei 230 V (3,7 kW).<ref>[//http://www.vattenfall.de/de/emobility/so-funktionierts.htm Vattenfall-Ladestation'']. Volvo Kampagne - Vattenfall. Abgerufen am 16.12.2013.</ref> Öffentliche Ladestationen bieten bis zu 32 A.<ref>[//http://www.vattenfall.de/de/emobility/volvo-kampagne.htm ''Volvo Kampagne]. Ladestationen - so funktioniert's - Vattenfall. Abgerufen am 16.12.2013.</ref> Die Ladestationen von RWE haben verschieden Leistungen und Ladezeiten.<ref>[//https://www.rwe-mobility.com/web/cms/mediablob/de/2048468/data/2049122/2/geschaefts-und-flottenkunden/referenzprojekte/produktbroschuere/Produktkatalog.pdf Produktkatalog]. RWE Mobility. Abgerufen am 16.12.2013.</ref> Die Leistungen variieren je nach Produkt zwischen 3,7 kW (Schuko) und 22 kW (Schnellladestation). Damit ergibt sich eine Ladedauer von mindestens 60 Minuten (20 kWh Akku).<ref>[//https://www.rwe-mobility.com/web/cms/mediablob/de/2048468/data/2049122/2/geschaefts-und-flottenkunden/referenzprojekte/produktbroschuere/Produktkatalog.pdf Produktkatalog]. RWE Mobility. Abgerufen am 16.12.2013.</ref> Solche Schnelllademöglichkeit gibt es an öffentlichen Ladestationen zu fast 60 % in Deutschland.<ref>[//http://de.chargemap.com/stats/germany Ladestationen in Germany]. Statistiken über Ladestationen in Germany. Abgerufen am 16.12.2013.</ref>

=== Laden per Induktion ===
Bosch hat derzeit eine induktive Ladestation in der Entwicklung.<ref>[//http://www.pluginnow.com/plugless Plugless]. Plugless™ Level 2 EV Charging System (3.3kW) | Bosch Electric Vehicle Solutions. Abgerufen am 16.12.2013.</ref> Mit einer Leistung von 3,3 kW werden die Fahrzeuge ähnlich schnell wie bei einem herkömmlichen Typ-2-Anschluss.<ref>[//http://www.pluginnow.com/sites/default/files/PluglessL2_Specs.pdf Plugless Spezifikationen]. Plugless™ L2 Specs. Abgerufen am 16.12.2013.</ref>

== Ladeort ==

Berlin bietet nach eigener Recherche ca. 220 Ladestationen. Diese sind vornehmlich im Stadtzentrum zu finden und bedienen Ballungszentren. Dies ist auch in ganz Deutschland zu sehen. Während ländliche Gegenden kaum mit Ladestationen versorgt sind, sind städtische Bereiche gut ausgebaut. Öffentliche Ladestationen werden nur zu 10% genutzt.<ref>[//http://www.e-mobile.ch/pdf/2011/Leitfaden_Ladeinfrastruktur_2011.pdf Merkblatt Ladeinfrastruktur Elektrofahrzeuge]. e'mobile. Abgerufen am 16.12.2013.</ref> Mehrheitlich werden private und gewerbliche Ladestationen genutzt.
Private Ladestationen können am eigenen Haus / Garage oder nach Absprache mit dem Vermieter installiert werden. Dazu muss ein Paket von einem Anbieter gekauft werden. Die Preise belaufen sich auf ca. 1000 €.<ref>[//http://www.electrodrive-europe.com/de/de/produkte.php Kosten für eine Wallbox]. ELECTRODRIVE Europe – Premiumprodukte zu einem fairen Preis. Abgerufen am 16.12.2013.</ref> Bisher gibt es hierbei keine einheitlichen Anschlusstypen. Je nach Fahrzeughersteller muss die so genannte Wallbox erworben werden. Diese Wallboxen können in Kombination mit einer Photovoltaikanlage erworben werden. Durch die Eigenverbrauchsregelung <ref>[//http://www.solarwirtschaft.de/unsere-themen/erneuerbare-energien-gesetz.html Erneuerbare-Energien-Gesetz]. EEG. Abgerufen am 16.12.2013.</ref> ist es möglich das Elektroauto mit dem eigenen Strom zu laden. Dies wird zurzeit über das Erneuerbaren-Energie-Gesetz (EEG) gefördert.<ref>[//http://www.gesetze-im-internet.de/eeg_2009/__37.html EEG - Einzelnorm]. EEG - Einzelnorm. Abgerufen am 16.12.2013.</ref>
Einige große Unternehmen ermöglichen das Laden auch auf Betriebsparkplätzen. Unter dem Projekt „charge@work“ hat die Daimler AG bspw. ihre Mitarbeiter in und um Stuttgart 260 Elektrofahrzeuge zur Verfügung gestellt.<ref>[//http://blog.mercedes-benz-passion.com/2013/10/chargework-260-elektrofahrzeuge-fuer-werksangehoerige/ „charge@work“]. „charge@work: 260 Elektrofahrzeuge für Werksangehörige an insgesamt 5 Standorten | Mercedes-Benz Passion Blog. Abgerufen am 08.10.2013.</ref> Um diese Flotte laden zu können wurden zusätzlich 170 Ladestationen an fünf Daimler-Standorte aufgebaut. Dieses Projekt ist in einem groß angelegten Konzept, dem sogenannten Living Lab BWe mobil eingegliedert.<ref>[//http://www.livinglab-bwe.de/ LivingLab]. BWE. Abgerufen am 16.12.2013.</ref>

== Bezahlen des Stromes ==

Um den getankten Strom zu bezahlen gibt es verschiedene Möglichkeiten.
*Privat: Privat besteht die Möglichkeit seinen eigenen Strom zu tanken. Somit würden keine Kosten anfallen. Wenn dieser Strom jedoch nicht ausreicht bzw. nicht vorhanden ist, kann man direkt über den jeweiligen Stromanbieter den genutzten Strom bezahlen.
*Betrieb: Bei betrieblichen werden die Kosten meist von den Projektpartnern getragen. Üblicherweise werden die Kosten jedoch wie bei einer öffentlichen Ladestation entrichtet. Das heißt, dass man ein Bezahlsystem nutzen muss.
*Öffentlich: Öffentlich Ladestationen haben verschiedene Systeme zum Bezahlen des Stromes.
**Zahlen per Vertrag: Es wird ein Vertrag mit einem Stromanbieter abgeschlossen. Dann ist es möglich an jeder Ladestation, die von diesem Anbieter versorgt wird, Strom zu tanken.
**Roaming: Auch wenn der eigene Anbieter diese Ladestation nicht direkt mit dem Strom versorgt, ist es dennoch möglich die Ladestation zu nutzen. Wenn die Ladestation einem Roaming-Netz angehört, kann man über den eigenen Vertrag den Strom bezahlen.<ref>[//http://www.rwe.com/web/cms/de/1129544/rwe-deutschland-ag/presse/elektromobilitaet-strom-tanken-und-per-handy-bezahlen/ Strom Tanken per SMS]. RWE Deutschland AG. Abgerufen am 16.12.2013.</ref>
**RWE bietet die Möglichkeit über die eigene Telefonrechnung zu zahlen. So ist es möglich eine SMS zu senden und dann für eine gewisse Dauer die Ladestation zu nutzen.<ref>[//http://www.rwe.com/web/cms/de/1129544/rwe-deutschland-ag/presse/elektromobilitaet-strom-tanken-und-per-handy-bezahlen/ Strom Tanken per SMS]. RWE Deutschland AG. Abgerufen am 16.12.2013.</ref>
**Um diese große Vielfalt zu vereinfachen haben sich verschiedene Stadtwerke zu einer Gemeinschaft zusammen getan.<ref>[//http://ladenetz.de/index.php?id=missionundvision Infos über Ladenetz.de]. Über ladenetz.de: ladenetz.de. Abgerufen am 16.12.2013.</ref> Das Portal ladenetz.de bietet beispielsweise die Möglichkeit nur einen Anbieter nutzen zu müssen um an verschiedenen Ladestationen Strom zu tanken. Um dies auf Europa auszuweiten wurde intercharge gegründet.<ref>[//http://www.intercharge.eu/index.php?id=5 Infos über intercharge]. intercharge - charge wherever you like. Abgerufen am 16.12.2013.</ref> Damit ist es möglich europaweit einheitlich Strom zu tanken.

Das Problem beim Roaming ist, dass nicht jeder Nutzer eindeutig identifizierbar ist. Dieses Problem soll ab 1.1.2014 durch den Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft (BDEW) geregelt werden.<ref>[//http://www.spiegel.de/auto/aktuell/elektroauto-infrastruktur-diverse-stecker-zahlreiche-bezahlsysteme-a-930582.html Elektroauto-Infrastruktur: Diverse Stecker, zahlreiche Bezahlsysteme]. SPIEGEL ONLINE. Abgerufen am 16.12.2013.</ref>

== Intelligente Netze ==

Um die Möglichkeiten der Elektromobilität zu verbessern, können so genannte „Intelligente Netze“ („Smart Grid“) eingeführt werden.<ref>A. Kampker, D. Vallée, A. Schnettler, Herausgeber = Springer Vieweg, Titel = Elektromobilität, Heidelberg 2013, Seite = 88</ref> Unter diesem Begriff wird ein Verbund von Stromerzeugern, Verbrauchern, Speichern, Elektrofahrzeuge etc. zusammengefasst. Dieses System bezieht sich neben Elektroautos auch auf andere Bereiche, die mit Strom im Alltag zu tun haben (z.B. Fernseher).

[[File:Smart_Grids.jpeg|center|thumb|300px|Schema Smart Grid<ref>[//http://www.smartgrids.at/img/db/pics/178.jpg Smart Grids]. SmartGrids.at. Abgerufen am 16.12.2013.</ref>]]

Wie im Schema von einem Smart Grid zu sehen ist, gibt es neben dem heutigen Stromnetzes (grau) eine IT-Infrastruktur (grün), welche die Einzelkomponenten untereinander steuert. So können die Elektrofahrzeuge beispielsweise als Speicher und Verbraucher in Erscheinung treten. Dies nennt man auch Vehicle-to-Grid. Somit könnte man die großen Schwankungen der Stromerzeugung (bspw. Windenergie oder Solarenergie) teilweise zumindest ausgleichen. Bei Solarenergie ist es notwendig die Energie vom Tag, an dem die Sonne scheint und damit Energie liefert, in der Nacht übergangsweise zu speichern. Denn genutzt wird die Energie hauptsächlich am Tag.

[[File:SolarWindEigen.png|center|thumb|300px|Verteilung Stromertrag aus Solar- und Windenergie<ref>[//http://windmonitor.iwes.fraunhofer.de/windwebdad/www_reisi_page_new.show_page?page_nr=88&lang=de Daten für Windenergie]. Fraunhofer IWES. Abgerufen am 15.01.2014.</ref><ref>[//http://www.pv-ertraege.de/cgi-bin/pvdaten/src/bundes_uebersichten.pl Daten für Solarenergie]. Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. Abgerufen am 15.01.2014.</ref>]]

Die Nutzbarkeit von Solar- und Windenergie unterscheiden sich zusätzlich auch über das Jahr. Im Sommer gibt es tendenziell mehr Solarenergie und im Herbst/Winter eher Windenergie. Diese Energie kann man in den Autos zwischenspeichern.

== Vehicle to grid (V2G) ==

Bislang werden Pumpen- oder Gasturbinenkraftwerke als Stromspeicher eingesetzt um Schwankungen auszugleichen. Diese Schwankungen können durch z.B. hohen Stromverbrauch oder große Stromerzeugung entstehen. Autos parken (23 Stunden am Tag) länger als sie gefahren (1 Stunde am Tag) werden. Dadurch ist es sehr gut möglich die Akkus der Elektrofahrzeuge übergangsweise als Speicher zu verwenden. Untersuchungen an der University of Delaware in Newark zeigen: Wenn nur ein Prozent der in Kalifornien zugelassenen Fahrzeuge als Energiespeicher zur Verfügung stünden, könnte der gesamte Bedarf an Regulierungsstrom damit gedeckt werden.<ref>[//http://elektrofahrzeuge.lsw.de/das_e_fahrzeug/elektromobilitaet_vehicle_to_grid.aspx?cs=90729BED-6CC1-4CBC-A9EF-44F5EB5FA966&csid=1073&ch=1l Elektromobilität V2G]. LSW.de Abgerufen am 18.12.2013.</ref>

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== Einzelnachweise ==
<references />

== Weblinks ==
*[http://www.youtube.com/watch?v=iyvAwd4p6ds Smart Grids - einfach erklärt]
*[http://youtu.be/LSMz0wPSJ4M EnBW Elektronauten-Ladekarte: Strom tanken in Stuttgart & Region]

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Energiespeicher

2014-01-27T09:48:14Z

Fjoeres:

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== Probleme der Energiespeicher für die Elektromobilität ==

Eines der größten Probleme der Elektromobilität ist es, geeignete Energiespeicher zu entwickeln. Auf dem Stand der Technik 2013 kann aufgrund des hohen Gewichts leistungsstarker Akkus nicht genug Energie im Fahrzeug mitgeführt werden, um lange Strecken zu überwinden. Entgegen der Erwartungen hat aber der gesamte Produktlebenszyklus eines Lithium-Ionen-Akkus eine geringe negative Auswirkung auf die Ökobilanz des Elektrofahrzeugs.

Im Gegenteil dazu senkt der hohe Energieaufwand bei Herstellung und Speicherung von Wasserstoff für die Verwendung in Brennstoffzellen deren Ökobilanz drastisch. Unabhängig von der Technologie hat die Herkunft des Stroms eine ungleich höhere Auswirkung darauf, wie „grün“ Elektromobilität ist.

== Möglichkeiten der Speicherung von Energie für die Elektromobilität ==

Heutzutage ist die gängigste Form Energie zu speichern der Akkumulator. Ein wichtiges Bewertungskriterium für Energiespeicher ist die spezifische Energiedichte in der Einheit Energie in Wattstunden pro kg Gewicht.

Ist gibt verschiedene Möglichkeiten Energie chemisch in einem Akku zu speichern. In der Vergangenheit ist vor allem der '''Bleiakkumulator''' als Starter- und Bordnetzakku von Bedeutung gewesen, da er kostengünstig ist, ein gutes Tieftemperaturverhalten hat und kurzfristig sehr hohe Entladeströme abgeben kann <ref>M. Lienkamp, Elektromobilität. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2012.</ref>. Sein Nachteil besteht aber darin, eine sehr geringe spezifische Energiedichte von 30 Wh/kg zu besitzen. Er ist somit zu schwer für die Verwendung als Antriebsakku.

Nach einer kurzen Phase der Verwendung von Nickel-Cadmium-Batterien, welche wegen ihrer Giftigkeit aus dem Wettbewerb ausschieden, und Nickel-Metallhybrid-Akkus, welche wegen des Memory-Effekts (Verminderung der nutzbaren Kapazität nach häufiger Teilentladung) nicht erfolgreich waren, zeichnet sich heute ab, dass der Lithium-Ionen-Akku die vielversprechendste Option ist <ref>M. Lienkamp, Elektromobilität. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2012.</ref>.

Der '''Lithium-Ionen-Akku''' besteht aus mehreren Sekundärzellen (Entladung ist reversibel). In diesen wird die elektrische Energie durch die Verschiebung von Lithium-Ionen gespeichert. Die positive Elektrode besteht aus Übergangsmetalloxid (z. Bsp. CoO2), die negative Elektrode häufig aus Graphit mit eingelagerten Lithium-Ionen. Die Lithium-Ionen können in einer Zelle durch das nicht wässrigen Elektrolyt zwischen den Elektroden hin- und herwandern <ref>G. Kickelbick, Chemie für Ingenieure. Pearson Deutschland GmbH, 2008, p. 407.</ref>. Um die gewünschte Kapazität zu erhalten, werden viele Zellen verschaltet. Unter Einbeziehung der Verluste durch Verschaltung, etc., ergibt sich eine immer noch relativ hohe Energiedichte von 140 Wh/kg. Leider ist auch hier durch physikalische Grenzen kein sprunghafter Anstieg der Energiedichte zu erwarten. Die Schwerpunkte in der Forschung liegen momentan auf der Verbesserung der Verschaltung der Einzelzellen, der Sicherheit während aller Betriebsbedingung und der Industrialisierung der Fertigung zur Kostensenkung <ref>M. Lienkamp, Elektromobilität. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2012.</ref>.

[[Datei:AkkuKonzepte.jpg]]

Abbildung 1: Schematischer Aufbau eines Blei-Akkus und eines Lithium-Ionen-Akkus <ref>“Batterien fürs Elektroauto: Hab’ den Wagen voll geladen . . .,” FAZ, 2009. [Online]. Available: http://www.faz.net/aktuell/wissen/physik-chemie/batterien-fuers-elektroauto-hab-den-wagen-voll-geladen-1757956.html. [Accessed: 05-Jan-2014].</ref>

Die Anforderungen variieren je nach Einsatzort. Beispielsweise legen Amerika und China größeren Wert auf Sicherheit in Crash-Situationen und kostengünstige Herstellung, Europa aber auf ein möglichst geringes Gewicht. Dies ist auch begründet durch die verschiedenen Ausrichtungen in der Elektromobilität, wie zum Beispiel die Verwendung von Hybrid- oder reinen Elektroautos <ref>M. Lienkamp, Elektromobilität. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2012.</ref>.

Zwei Systeme, die eine höhere Energiedichte besitzen, befinden sich momentan im Forschungsstadium: die Lithium-Schwefel-Zellchemie (ca. doppelte Energiedichte einer Lithium-Ionen-Batterie) und die Lithium-Luft-Zellchemie (3-4 fache Energiedichte) <ref>M. Lienkamp, Elektromobilität. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2012.</ref>. Bei beiden Konzepten ist aber noch nicht sicher, ob sie überhaupt funktionieren werden.

==Herstellung, Nutzung und Entsorgung von Lithium-Ionen-Akkus==

Es ist noch nicht vollständig erforscht, wie stark Herstellung, Nutzung und Entsorgung der elektrischen Energiespeicher die Umwelt belasten. Laut einer Studie der Empa (Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt) ist der ökologische Fußabdruck von Lithium-Ionen-Akkus aber geringer als befürchtet. Die Studie zeigt, dass 15% der gesamten ökologischen Belastungen eines Elektroautos auf die Batterie entfallen. Die Hälfte entfällt dabei auf die Gewinnung der Rohstoffe Aluminium und Kupfer und ein noch kleinerer Anteil auf das Lithium. '''Insgesamt befanden die Forscher, dass der Strom-Mix, mit dem die Batterie geladen wird, eine vielfach höheren Auswirkung auf die Ökobilanz des Elektroautos habe''' <ref>K. Pudenz, “Forscher ermitteln Ökobilanz von Lithium-Ionen-Akkus für Elektroautos,” Springer für Professionals, Redaktion ATZonline.de, 2010. [Online]. Available: http://www.springerprofessional.de/forscher-ermitteln-oekobilanz-von-lithium-ionen-akkus-fuer-elektroautos-12302/3948546.html. [Accessed: 05-Jan-2014].</ref>.

[[Datei:ZusammensetzungLiIIonenakku.png]]

Abbildung 2: Zusammensetzung eines Lithium-Ionen-Akkus <ref>“Automatisierte Anlagen für das Recycling von Elektroschrott - Trenntechnik – Fertigungsautomatisierung.” [Online]. Available: https://wiki.zimt.uni-siegen.de/fertigungsautomatisierung/index.php/Automatisierte_Anlagen_f%C3%BCr_das_Recycling_von_Elektroschrott_-_Trenntechnik. [Accessed: 05-Jan-2014].</ref>

Bei der Rohstoff-Gewinnung sind auch soziale Folgen zu berücksichtigen. Laut einer Studie des ZSW (Zentrum für Sonnenenergie und Wasserstoff-Forschung) ist bis mindestens 2050 weltweit ausreichend '''Lithium und Kupfer''' vorhanden, um die allgemeine Elektromobilität zu ermöglichen. Allerdings liegt ein Großteil der Lithium-Ressourcen in politisch instabilen Ländern wie Bolivien oder Chile. Es ist ersichtlich, dass dies Konflikte zur Folge haben kann, wie auch die Ausbeutung andere Ressourcen bereits nach sich zog. Auch aus diesem Grund wird bereits viel Energie in die Erforschung geeigneter Recycling-Verfahren gesteckt. Weitere bis jetzt weniger erforschte Rohstoffe für die Lithium-Ionen-Technologie sind Kobalt und Nickel <ref>K. Pudenz, “Lithium und Kupfer: Rohstoffe für den Ausbau der Elektromobilität,” Springer für Professionals, Redaktion ATZonline.de, 2010. [Online]. Available: http://www.springerprofessional.de/lithium-und-kupfer-rohstoffe-fuer-den-ausbau-der-elektromobilitaet-12161/3948388.html. [Accessed: 05-Jan-2014].</ref>.

==Alternative Brennstoffzelle?==

Im Sprachgebrauch wird Brennstoffzelle oft mit der '''Wasserstoff-Sauerstoff-Zelle''' gleichgesetzt. Sie ist die am besten erforschteste Art der Brennstoffzelle. Eine Wasserstoff-Sauerstoff-Brennzelle wandelt die chemische Reaktionsenergie des kontinuierlich zugeführten Brennstoffs Wasserstoff und des Oxidationsmittels Sauerstoff in elektrische Energie. Sie ist im eigentlichen Sinn kein Energiespeicher, sondern ein Energiewandler wie zum Beispiel auch eine Verbrennungskraftmaschine (VKM) <ref>G. Kickelbick, Chemie für Ingenieure. Pearson Deutschland GmbH, 2008, p. 407.</ref>. Da der Wasserstoff aber nicht natürlich vorhanden ist wie Öl, muss er unter Energieaufwand erzeugt werden. Somit wird die Energie im Wasserstoff gespeichert und in der Brennstoffzelle gespeichert. Desweiteren wird die chemische Energie direkt in elektrische Energie umgewandelt und die in VKMs bei der Verbrennung und mechanischen Umwandlung entstehenden Verluste umgangen. Als Antrieb in Kombination mit einem Elektromotor ist sie somit theoretisch effizienter als ein Verbrenner, in der Praxis müssen jedoch alle Produktionsschritte mit einbezogen werden <ref>M. Lienkamp, Elektromobilität. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2012.</ref>. „Wird aus Strom Wasserstoff über Elektrolyse erzeugt, tritt dabei ein Verlust von etwa 40 % auf. Für den Transport und die Speicherung von Wasserstoff gehen weitere 10 % verloren. Die Brennstoffzelle im Fahrzeug hat einen Wirkungsgrad von maximal 50 % und der damit betriebene Elektromotor wieder einen Verlust von 10 %. Damit kann man nur 25 % der ursprünglichen Energie nutzen“ (Akkumulator: ca. 60%) <ref>M. Lienkamp, Elektromobilität. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2012.</ref>.

Die '''Herstellung, die Speicherung und der Transport des Wasserstoffs''' senkt also die Effizienz der Brennstoffzelle drastisch und führt dazu, dass sie nicht viel ökologischer ist als ein Verbrenner. Dies ändert sich, wenn zur Herstellung des Wasserstoffs Strom aus erneuerbaren Energiequellen verwendet wird, besonders wenn eine Überproduktion von Strom ausgeglichen werden kann, wie sie oft durch Windparks bei starkem Wind entsteht.

Desweiteren wird für Brennstoffzellen viel Platin benötigt, welches nicht ausreichend vorhanden ist <ref>M. Lienkamp, Elektromobilität. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2012.</ref>.

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==Weiterführende Informationen==

Interessantes Video zur Herstellung von Lithium-Ionen-Akkus:
[http://www.hyperraum.tv/tag/lithium-ionen-batterie/]

Animation und Video zur Funktionsweise von Brennstoffzellen:
[http://www.bigs.eu/images/prj/swf/bz/bz.html]
[http://www.wdrmaus.de/sachgeschichten/sachgeschichten/brennstoffzelle.php5]

== Einzelnachweise ==

<references />

Quellenverzeichnis
[1] M. Lienkamp, Elektromobilität. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2012.
[2] G. Kickelbick, Chemie für Ingenieure. Pearson Deutschland GmbH, 2008, p. 407.
[3] “Batterien fürs Elektroauto: Hab’ den Wagen voll geladen . . .,” FAZ, 2009. [Online]. Available: http://www.faz.net/aktuell/wissen/physik-chemie/batterien-fuers-elektroauto-hab-den-wagen-voll-geladen-1757956.html. [Accessed: 05-Jan-2014].
[4] K. Pudenz, “Forscher ermitteln Ökobilanz von Lithium-Ionen-Akkus für Elektroautos,” Springer für Professionals, Redaktion ATZonline.de, 2010. [Online]. Available: http://www.springerprofessional.de/forscher-ermitteln-oekobilanz-von-lithium-ionen-akkus-fuer-elektroautos-12302/3948546.html. [Accessed: 05-Jan-2014].
[5] K. Pudenz, “Lithium und Kupfer: Rohstoffe für den Ausbau der Elektromobilität,” Springer für Professionals, Redaktion ATZonline.de, 2010. [Online]. Available: http://www.springerprofessional.de/lithium-und-kupfer-rohstoffe-fuer-den-ausbau-der-elektromobilitaet-12161/3948388.html. [Accessed: 05-Jan-2014].
[6] “Automatisierte Anlagen für das Recycling von Elektroschrott - Trenntechnik – Fertigungsautomatisierung.” [Online]. Available: https://wiki.zimt.uni-siegen.de/fertigungsautomatisierung/index.php/Automatisierte_Anlagen_f%C3%BCr_das_Recycling_von_Elektroschrott_-_Trenntechnik. [Accessed: 05-Jan-2014].

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Antriebe und Zweitverbraucher

2014-01-27T09:47:30Z

Fjoeres:

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== Elektromotoren: Potential und Problematik ==

Grundsätzlich lassen sich alle gängigen elektrischen Maschinenarten (vgl. [[Arten von Elektromotoren]]) in Elektrofahrzeugen verbauen. Entscheidend für die Wahl einer bestimmten E-Maschine ist das erwartete Fahrprofil, sowie folgende Kriterien: Kosten, Fertigbarkeit, Wartungsfähigkeit, Recyclebarkeit, Lebensdauer, Leistungsdichte, Wirkungsgrad und Materialauswahl <ref>A. Kapmker et.al. [Hrsg.], „Eletromobilität: Grunlagen einer Zukunftstechnologie“, Springer Verlag, Berlin 2013 </ref>.
Fahrdynamisch gesehen haben Elektromotoren gegenüber Verbrennungsmotoren viele Vorteile. Der größte ist sicherlich das konstante Drehmoment über einen großen Drehzahlbereich. Während beim Verbrennungsmotor das maximale Drehmoment nur in einem sehr kleinen, meist relativ hohem Drehzahlbereich vorherrscht, setzen Elektromotoren ihr maximales Drehmoment schon von Anfang an um (vgl. Abbildung 1). Dies bedeutet ein besseres Beschleunigungsverhalten und den Wegfall einer Anfahrkupplung, da Elektromotoren aus dem Stillstand beschleunigen können. Insgesamt kann bei einem Stadtfahrzeug komplett auf den Einsatz eines Getriebes verzichtet werden, da der Elektromotor den benötigten Drehzahlbereich vollkommen abdeckt. Erst bei sehr hohen Geschwindigkeiten (>120 km/h) wird eine Übersetzung benötigt. Das dafür benötigte Zwei-Gang-Getriebe kann aber deutlich einfacher und kleiner ausfallen, als die heute üblichen 6-, 7- oder 8-Gang-Getriebe, welche benötigt werden um den Verbrennungsmotor im optimalen Betriebspunkt zu halten <ref> H. Wallentowitz, „Strategien zur Elektrifizierung des Antriebsstranges“, Vieweg+Teubner Verlag, Wiesbaden, 2011 </ref>.
Anders als Verbrennungskraftmaschinen können E-Motoren zudem im sogenannten 4-Quadranten-Betrieb arbeiten. Darunter wird verstanden, dass die E-Maschine in beide Drehrichtungen als Antrieb und Bremse betrieben werden kann. Gleichzeitig kann sie im Bremsbetrieb auch als Generator verwendet werden, wodurch die Rekuperation der Bremsenergie ermöglicht wird. Allerdings muss diese Energie dann geeignet gespeichert werden <ref> R.F. Hüttl et.al., „Elektromobilität – Potenziale und Wirtschaftlich-Technische Herausforderungen“, Springer Verlag, Berlin, 2010 </ref>
Derzeit nutzen die meisten Hersteller wegen des sportlichen Anfahrverhaltens und der hohen Leistungsdichte permanenterregte Synchron- oder Asynchronmaschinen (vgl. Abbildung 2). Diese Maschinen benötigen allerdings Seltene Erden für ihre Permanentmagneten, welche zu über 90% aus China stammen. Da es in China bereits Überlegungen gibt, keine Seltenen Erden mehr zu exportieren, sondern ausschließlich fertige Produkte, also komplette Elektromotoren oder LEDs, werden wohl in Zukunft auch andere Abbaugebiete erschlossen . Seltene Erden kommen zwar in nahezu allen Bodenarten der Welt vor, aber in diesen immer nur in sehr kleinen Mengen, weshalb für eine gewinnbringende Summe dieser wichtigen Metalle riesige Mengen an Erde durchsiebt werden müssen. Diese Abbaugebiete werden auf Grund der dort vorherrschenden niedrigeren Umweltbestimmungen und den damit verbundenen niedrigen Kosten wohl größtenteils in der dritten Welt entstehen <ref> R.F. Hüttl et.al., „Elektromobilität – Potenziale und Wirtschaftlich-Technische Herausforderungen“, Springer Verlag, Berlin, 2010 </ref> (vgl. [[benötigte Ressourcen]]).

== Optimales Spannungslevel des elektrischen Bordnetzes ==

Die Wahl des Spannungslevels des elektrischen Systems ist ein zentrales Thema bei der Grundauslegung eines E-Fahrzeugs. Wählt man ein niedriges Spannungsniveau von z.B. 60V, so kann einfach sichergestellt werden, dass die Komponenten bei einem Unfall oder unsachgemäßer Handhabung Lebewesen keine schweren Verletzungen zuführen. Allerdings benötigt man dann nach dem Gesetz der Elektrischen Leistung (P = U*I) höhere Ströme, was zu höheren Verlusten in den elektrischen Maschinen und einen höheren Kupferaufwand für das Bordnetz führt. Wählt man jedoch ein höheres Spannungslevel, für welches die meisten Motoren und Halbleiter in der nötigen Leistungsklasse ausgelegt sind, so können die 900 – 1.200V Spannung zu schweren Verletzungen bis hin zum Tode führen.
Die gängige heutige Lösung dieses Problems ist ein DC/DC-Wandler, welcher die von Wechselrichter (wird für Asynchronmaschinen benötigt), Bordnetz und Maschinen geforderte höhere Spannung dynamisch erzeugt. Zwar ist auch dieser mit Verlusten behaftete, jedoch sind diese bei Weitem nicht so hoch wie die Verluste durch hohe Ströme. Beim Abstellen des Fahrzeugs oder im Fehlerfall kann der Zwischenkreis schnell entladen werden, dann ist nur noch die niedrige Batteriespannung im System, welche nahezu ungefährlich ist <ref>A. Kapmker et.al. [Hrsg.], „Eletromobilität: Grunlagen einer Zukunftstechnologie“, Springer Verlag, Berlin 2013 </ref>.

== Leistungselektronik ==

Die Leistungselektronik wird benötigt, da die Antriebe und Zweitverbraucher (Bremskraftverstärker, Lenkhilfe, Heizung, …) eine hohe Leistung und damit eine hohe Spannung benötigen, die allerdings nicht von den Batterien geliefert werden kann. Akkumulatoren können Strom nur in einem geringen Spannungszustand speichern und abgeben, d.h. das sowohl die Energie für den Antrieb, als auch zurückgewonnene Energie durch Rekuperation umgewandelt werden muss. Gleichwohl wird elektrischer Strom als Gleichstrom in den Akkus gespeichert und muss daher beim Einsatz einer Asynchronmaschine als Antrieb zu Wechselstrom umgerichtet werden.
In den letzten Jahren machte man sehr große Fortschritte im Bereich der Leistungselektronik, wodurch mittlerweile Wirkungsgrade von 90% möglich sind. Eine geringere Wärmeabgabe führt allerdings auch dazu, dass eine zusätzliche fossile Heizung benötigt wird (siehe Kap.4). Die höhere Leistungsdichte der Bauteile und der Betrieb der Teile auf immer kleineren Raum führen allerdings zu einer kritischen elektromagnetischen Verträglichkeit. Vor allem andere elektrische Geräte können durch die hohe EMV-Belastung massiv gestört und beschädigt werden, aber auch die Folgen für den Menschen sind noch nicht gänzlich erforscht <ref>A. Kapmker et.al. [Hrsg.], „Eletromobilität: Grunlagen einer Zukunftstechnologie“, Springer Verlag, Berlin 2013 </ref>. Die Folgen von sogenannten Elektrosmog auf den Menschen sind derzeit ein wichtiges Streitthema in der Wissenschaft und sollten daher mit Vorsicht behandelt werden, insbesondere da sich Menschen heutzutage sehr lange in Fahrzeugen aufhalten.

== Thermomanagement ==

Da Elektromotoren einen sehr hohen Wirkungsgrad besitzen (bis zu 90%), produzieren sie nicht mehr genug Abwärme um den Innenraum des Fahrzeugs damit zu beheizen. Aus diesem Grund muss hierfür eine zusätzliche fossile oder elektrische Heizanlage vorgesehen werden. Energetisch gesehen wäre sogar eine fossile Heizanlage vorteilhafter, da elektrische Heizanlagen einen extrem schlechten Wirkungsgrad besitzen und die Reichweite des Fahrzeuges zu stark verringern würden. Für eine fossile Heizung würde man allerdings eine zusätzliche Infrastruktur inklusive Tank benötigen und ein abgeschirmtes Heizaggregat, in welchem das Öl oder das Gas verbrannt wird. Dies wird aus Kosten- und Komplexitätsgründen wahrscheinlich nicht möglich sein. Die Kühlung des Innenraums durch einen Klimakompressor ist hingegen unkritischer wenn auch ebenfalls sehr energieintensiv <ref> M. Lienkamp, „Elektromobilität – Hype oder Revolution?“, Springer Verlag, Berlin, 2012 </ref>. Neben dem Innenraum muss zudem auch die Batterie in einem möglichst engen Temperaturfeld gehalten werden um ihre volle Leistungsfähigkeit zu garantieren. Somit ergibt sich sowohl an besonders heißen, als auch an besonders kalten Tagen eine deutliche Reduzierung der Reichweite, da der Klimakompressor oder die Heizanlage dann einen erheblichen Anteil am Energieverbrauch des Fahrzeugs aufweisen. So benötigt man z.B. bei einer Außentemperatur von 4°C eine Heizleistung von 3,6 kW um einen mittelgroßen PKW auf 20°C zu heizen. Um eine gefühlte Temperatur von 20°C zu erreichen muss auf Grund der kalten Teile im Fahrzeug sogar mit einer deutlich höheren Temperatur gerechnet werden. Bei einem Standartheizsystem mit elektrischer Direktheizung würde dies bei der heutigen Technik eine Reduzierung der Reichweite um 25-30% nach sich ziehen. Berücksichtigt man Wärmeverluste durch den Lufttransport in den Kanälen und den Energieverbrauch durch die Lüftung, so ist eine Reduzierung der Reichweite von 40% anzunehmen. Bedenkt man nun, dass die Batterie bei 4°C entweder auch geheizt werden muss, oder deutlich weniger Speicherkapazität aufweisen kann, so sinkt die Reichweite des Fahrzeugs schnell unter 50%. Mögliche Gegenmaßnahmen zu dieser Problematik sind besser Dämmung der Fahrzeugkabine und aktive Wärmerückgewinnung <ref>A. Kapmker et.al. [Hrsg.], „Eletromobilität: Grunlagen einer Zukunftstechnologie“, Springer Verlag, Berlin 2013 </ref>.

== Ressourcenbedarf ==

Als Rohstoffe für die Produktion eines Elektromotors wird neben Eisen insbesondere Kupfer benötigt. Bei den permanenterregten Varianten der Synchron- und Gleichstrommaschinen wird zusätzlich noch Neodym als permanentmagnetischer Werkstoff benötigt. Neodym gehört den seltenen Erden an und wird für den Bau leistungsfähiger Magnete benötigt. Derzeit nutzen die meisten Hersteller wegen des sportlichen Anfahrverhaltens und der hohen Leistungsdichte permanenterregte Synchron- oder Asynchdonmaschinen. Diese Maschinen benötigen wie schon beschrieben seltene Erden für ihre Permanentmagneten, welche zu über 90% aus China stammen. Da es in China bereits Überlegungen gibt, keine seltenen Erden mehr zu exportieren, sondern ausschließlich fertige Produkte, also komplette Elektromotoren oder LEDs, werden wohl in Zukunft auch andere Abbaugebiete erschlossen <ref> M. Lienkamp, „Elektromobilität – Hype oder Revolution?“, Springer Verlag, Berlin, 2012 </ref>. Seltene Erden kommen zwar in nahezu allen Bodenarten der Welt vor, aber in diesen immer nur in sehr kleinen Mengen, weshalb für eine gewinnbringende Summe dieser wichtigen Metalle riesige Mengen an Erde durchsiebt werden müssen. Diese Abbaugebiete werden auf Grund der dort vorherrschenden niedrigeren Umweltbestimmungen und den damit verbundenen geringfügigeren Kosten wohl größtenteils in der dritten Welt entstehen <ref> Ressourceneffizienz und ressourcenpolitische Aspekte des Systems Elektromobilität (http://www.oeko.de/oekodoc/1334/2011-449-de.pdf </ref>. Der Bedarf an seltenen Erden, insbesondere an Neodym, würde bei einer Umrüstung des Individualverkehrs auf Elektromobilität auf Grund des steigenden Produktionsaufkommens von permanenterregten Elektromotoren extrem anwachsen. Geht man von einer Wachstumsrate des Elektrofahrzeugmarktes von 26% pro Jahr aus und von einer verbauten Masse von 1kg Neodym (heutzutage üblich) pro Elektroauto, so würde der Anteil des für Elektromotoren benötigten Neodyms an der weltweiten Förderung von derzeit 4,11% auf 1452% im Jahr 2030 steigen (vgl. Abbildung 1). Um also alleine die permanenterregten Elektromotoren für Elektroautos herzustellen, würde man bis 2030 die Abbaumenge von Neodym um das 15 fache der heutigen Abbaumenge steigern müssen.

[[Datei:Bedarf_an_Neodym.jpg]]
''Abbildung 1: Erwarteter Anstieg des Neodym Bedarfs''

Der Kupferbedarf wird unabhängig vom dominanten Motorentyp wachsen, da alle Elektromotoren und deren Leistungselektronik Kupfer benötigen. Geht man wiederum von einer jährlichen Wachstumsrate der Elektromobilität von 26% aus und einer verbauten Kupfermenge von 30kg pro Fahrzeug, so würde der Anteil der Elektromotoren an der weltweiten Kupferproduktion von derzeit 0,06% bis in Jahr 2030 auf 21,13% steigen (vgl. Abbildung 2) <ref> H. Wallentowitz, „Strategien zur Elektrifizierung des Antriebsstranges“, Vieweg+Teubner Verlag, Wiesbaden, 2011 </ref>.

[[Datei:Bedarf_an_Kupfer.jpg]]
''Abbildung 2: Erwarteter Anstieg des Kupferbedarfs''

== Zukunft ==

Zur jetzigen Zeit lohnt sich ein normales Auto in der Golfklasse mit einer Fahrleistung von 12.000km pro Jahr sowohl als Plug-In-Hybrid als auch als reines Elektrofahrzeug erst ab 3€/l Benzinpreis. Dies wird durch die noch hohen Kosten für den Akku und den Antrieb (100€/kW, zum Vergleich durchschn. Verbrenner: 50€/kW) verschuldet <ref> M. Lienkamp, „Elektromobilität – Hype oder Revolution?“, Springer Verlag, Berlin, 2012 </ref>. Sollte sich in der Automobilindustrie jedoch ein Motorentyp durchsetzen, so ist davon auszugehen, dass durch die höhere Produktionszahl, als auch durch die weiterentwickelte Technik, der Preis für diese Antriebe deutlich sinken wird.
Gleichzeitig ist es wichtig, dass die Entwickler die Rohstoffsituation in ihre Konzepte mit integrieren und somit auf Motoren setzen, welche entweder vollkommen unabhängig (Reluktanzmotor) oder nur geringfügig abhängig (Asynchronmaschine) von seltenen Erden sind. Ingenieure haben bereits effiziente Reluktanzmotoren entwickelt, welche gänzliche ohne Dauermagnete auskommen und damit auch ohne seltene Erden. Anstatt der teuren Permanentmagnete werden hier Spulen eingesetzt, welche erst magnetisch werden, wenn Strom durch sie fließt. Somit ist dieser Motor sowohl billiger, als auch energieeffizienter <ref> http://www.zeit.de/auto/2013-02/elektromotor-technik </ref>. Unausweichlich scheint jedoch ein rasanter Anstieg des Kupferbedarfs zu sein, dessen Bewältigung ebenfalls eine Herausforderung darstellen wird <ref> H. Wallentowitz, „Strategien zur Elektrifizierung des Antriebsstranges“, Vieweg+Teubner Verlag, Wiesbaden, 2011 </ref>, jedoch nicht ganz so kritisch zu betrachten ist, wie der Anstieg des Bedarfs an seltenen Erden.
Ein weiteres Problem stellt das Einsatzgebiet des Fahrzeugs dar: bei normalen Temperaturen (um 20°C) hat ein Elektroauto ungefähr eine Gesamteffizienz von 40 % (von der Produktion des Stroms bis zum direkten Verbrauch im Fahrzeug). Der Verbrennungsmotor hat eine Effizienz von etwa 25 % (von der Förderung bis zum Verbrauch im Auto). Auf der Autobahn, an einem kalten Tag, ist es genau umgekehrt: der Wirkungsgrad des Elektrofahrzeuges liegt eher bei 30 % und der des Verbrenners bei 40 %. so dass das Elektrofahrzeug auf Langstrecken energetisch derzeit eigentlich keinen Sinn ergibt <ref> M. Lienkamp, „Elektromobilität – Hype oder Revolution?“, Springer Verlag, Berlin, 2012 </ref>. Dies liegt jedoch nicht an den Elektroantrieben sondern am jeweiligen Strommix (vgl. [[Strommix der Zukunft]]) und der Speichertechnologie (vgl. [[Energiespeicher]]).

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== Einzelnachweise ==

<references />

== Weblinks ==

Funktionsweise eines Asynchronmotors: http://www.youtube.com/watch?v=N8LUOTQKXlk

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[[Category: Grüne Elektroautos]]

Potentiale und Herausforderungen Elektromobilität

2014-01-27T09:46:41Z

Fjoeres:

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== Begriffserklärung ==

Die Elektromobilität beschränkt sich nicht nur auf das Elektrofahrzeug an sich, sondern muss als ein zusammenhängender Kreis mehrere wichtiger Teilbereiche gesehen werden (siehe Abbildung 1). Für einen funktionierenden Umstieg auf elektrischen Strom als Antriebsquelle unserer Fahrzeuge müssen neben dem eigentlichem Auto und dem Energiespeicher auch die bestehende Infrastruktur und die Stromnetze weiterentwickelt werden. Zudem muss über neuen Mobilitätskonzepte nachgedacht werden und der Ausbau der erneuerbaren Energien weiter vorangetrieben werden

[[Datei:Kausalkreis_Elektrombilität.jpg |mini|hochkant=2.0|Abbildung 1: Kausalkreis der Elektromobiliät]]

== Potential ==

Die Elektromobilität bietet im Vergleich zu derzeit konventionellen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor viele entscheidende Vorteile, die sie zur Zukunft der individuellen Mobilität werden lassen könnten. Vor allem ist durch Elektroautos eine schnelle und bequeme Fortbewegung ohne den Ausstoß von CO2 oder Schadstoffen prinzipiell möglich. Da es auf Dauer und in naher Zukunft unerlässlich sein wird, den Ausstoß von CO2 in die Atmosphäre zu senken um das Klima auf unserem Planeten nicht katastrophal zu verändern, lässt sich das Potential dieser Technologie gut erahnen.
Ein zweiter wichtiger Aspekt, der für die Elektromobilität spricht, ist die zunehmende Verknappung fossiler Brennstoffe wie Öl und Erdgas, welche zum Betrieb von Verbrennungsmotoren benötigt werden. Die Automobilität konkurriert zudem mit anderen Industriezweigen, wie etwa der Wärme- oder Kunststoffproduktion, sowie z.B. dem Flugverkehr um diese Rohstoffe, in welchen sich die Suche nach Alternativen als schwerer entpuppt als bei Automobilen. Da die fossilen Brennstoffe endlich sind, muss unabhängig von den Randbedingungen eine Alternative für die Zukunft gefunden werden. Warum also nicht schon jetzt damit beginnen?
Durch die zunehmende Urbanisierung der Welt werden in Zukunft zudem immer mehr Menschen in sogenannten Megacities (Städte mit mehr als 10 Mio. Einwohnern) leben. Platz ist dort nur begrenzt vorhanden und die täglich zurückzulegende Strecke ist gering. Optimale Bedingungen also für kleine, leichte Elektrofahrzeuge. Da diese Autos zudem keine direkten Schadstoffe ausstoßen und quasi geräuschlos dahinrollen, bieten sie ein sehr großes Potential um in den Megacities der Zukunft dem Platzmangel, dem Smog und der hohen Lärmbelästigung entgegenzuwirken.
Ein weiteres Potential von Elektroautos ist ihre Stromspeicherfähigkeit. Regenerative Energie, wie z.B. Wind- oder Solarenergie, lässt sich nicht oder nur schwer vorhersagen. Aus diesem Grund würde man bei einem steigendem Anteil unserer Stromerzeugung aus regenerativen Energien Speichermöglichkeiten benötigen, welche den bei guten Bedingungen (viel Wind, Sonne, Wellen, …) erzeugten Strom für Zeiten schlechter Bedingungen speichern kann. Elektroautos könnten in Zusammenarbeit mit intelligenten Stromnetzen, den sogenannten Smart Grids, diese Energie in ihren Batterien speichern und bei Verbrauchsspitzen, beispielsweise am Abend, wieder freigeben.

== Herausforderungen ==

Wie Abbildung 2 bereits andeutet, gibt es im Bereich der Elektromobilität noch viele Problempunkte, die in den nächsten Jahren gelöst werden sollten, wenn der Elektroantrieb den Verbrennungsmotor ohne Komforteinbußen für den Kunden ablösen soll.

[[Datei:Beispiel_Betankzeit.jpg|mini|hochkant=2.0|Abbildung 2: Betankzeit bei versch. Fahrzeugtypen]]

Doch neben den vielen noch bestehenden technischen Problemen interessieren wir uns in dieser Semesterarbeit vor allem für die ökologischen Folgen einer Umstellung des Individualverkehrs auf Elektroautos. Auf den Plakaten dieses Wissensspeichers werden dabei alle wichtigen Faktoren genannt, die dem Elektroauto seinen Ruf als ökologische Fortbewegungsvariante strittig machen. Das Finden von Lösungsstrategien für diese Problematiken stellt sich als zentrale Aufgabe heraus, damit das Elektroauto in Zukunft wirklich eine grüne Variante der Fortbewegung ist. Beispielsweise lassen sich dabei folgende Herausforderungen nennen, welche von Ingenieuren und Politikern noch gemeistert werden müssen:

- Entwicklung neuer Antriebssysteme um kritische Ressourcen wie Kupfer und Seltene Erden zu umgehen

- Entwicklung neuer Batteriesysteme um einen extremen Bedarfsanstieg von Lithium zu unterbinden

- Ausbau der Regenerativen Energien weltweit. Derzeit würde ein Elektroauto in den meisten Ländern der Welt mehr CO2 produzieren als ein moderner Verbrennungsmotor

- Umweltschonender Ausbau der für Elektromobilität benötigten Infrastruktur (Ladestationen, Energiespeicher,…)

- Entwicklung veränderter Mobilitätsstrategien (Carsharing, Verbot von privaten Autos in Großstädten, Ausbau der öffentlichen Verkehrsmittel,…)

- Internationale Zusammenarbeit stärken, um genormte Standards für Ladesysteme, Batterien, usw. zu entwickeln

Dies sind nur Beispiele, im Rahmen dieses Wissensspeichers werden noch weitere Herausforderungen genannt.

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[[Category: Grüne Elektroautos]]

2014-01-27T08:50:22Z

Fjoeres:

Benötigte Ressoucen

2014-01-27T08:48:31Z

Fjoeres: Die Seite wurde neu angelegt: „== Benötigte Ressourcen in der E-Mobilität == Neben der Erzeugung und Speicherung der elektrischen Energie für E Fahrzeuge ergibt sich eine weitere Herausf…“