Ausgerechnet ein Elektrofahrzeug war vor über hundert Jahren das schnellste Auto der Welt. Hunderte Zuschauer säumten die Straßen von Paris, als der Belgier Camille Jenatzy 1899 in einem Elektrofahrzeug als erster Mensch überhaupt mehr als 100 Stundenkilometer erreichte. Doch nach diesem verheißungsvollem Start landete die E-Mobilität vorerst in einer Sackgasse. Erst heute erlebt diese alte Idee eine Renaissance.

Produktionszahlen belegen, dass die verschiedenen Antriebsarten um 1900 ähnlich weit entwickelt waren. Erst in den zwanziger Jahren setzte sich der Benziner entscheidend durch. Das lag am technischen Fortschritt im Motorenbau und billigem Kraftstoff aus Erdöl. CO₂-Emissionen spielten bis Mitte der neunziger Jahre keine Rolle. „Es gab einfach zu wenig betriebswirtschaftliche Anreize, in Elektroautos und Batterieforschung zu investieren“, bilanziert Henning Kagermann, Präsident der Deutschen Akademie der Technikwissenschaften (Acatech) und bis 2009 Vorstandschef des Softwarekonzerns SAP.

Favorit bei Forschern: Lithium-Ionen-Batterie

Batterien sind der 'Kraftstofftank' und deshalb das zentrale Problem bei der Entwicklung von E-Autos. Ihre Kapazität ist zu gering, die Produktionskosten zu hoch und die Ladezeit zu lang. Vor allem die Vorteile der größeren Reichweite von Benzinmotoren bestehen bis heute. Bis dato bewältigen Elektroautos nur etwa 150 Kilometer.

Daneben ist die lange Ladedauer, derzeit bei sechs bis acht Stunden mit 230 Volt Spannung, die größte Herausforderung. Schnelles Auftanken zwischendurch ist vorerst nicht möglich. Die Besitzer der E-Autos laden daher am einfachsten am Arbeitsplatz oder über Nacht zu Hause an der Streckdose. Deshalb werden Elektroautos in einigen Jahren, wenn überhaupt, vor allem in Stadtgebieten eine Alternative sein.

Die Regierung testete E-Autos auf Rügen

Durch den hohen Benzinpreis rückte das E-Auto wieder in den Fokus. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung untersuchte in einem Pilotprojekt von 1992 bis 1996 den Einsatz von Elektrofahrzeugen auf der Insel Rügen. Ergebnis: E-Autos waren nicht praxistauglich und hatten nur geringe ökologische Vorteile gegenüber Kraftfahrzeugen – damals wurden aber Bleibatterien eingesetzt und der Anteil Erneuerbaren Energien am Strommix lag bei unter fünf Prozent.

Heute beträgt dieser Anteil immerhin schon 16 Prozent. Damit liegt das Elektromobil 38 Prozent unter der von der EU-Kommission ab 2012 vorgeschriebenen Grenze von 120 Gramm Kohlendioxidausstoß je Kilometer. Der durchschnittliche Verbrauch beträgt dabei 20 Kilowattstunden pro 100 Kilometer. CO₂-neutral ist das E-Auto aber erst, wenn es ausschließlich regenerativ betankt wird. Auch die Batterieforschung macht Fortschritte. Lithium-Ionen-Batterien liefern inzwischen ermutigende Ergebnisse. Ihr Wirkungsgrad ist mit knapp 95 Prozent gut dreimal so hoch wie beim Verbrennungsmotor.

E-Mobility-Testprojekte

Derzeit gibt es in Deutschland acht Regionen für Pilotprojekte: Berlin/Potsdam, Bremen/Oldenburg, Hamburg, München, Rhein-Main, Rhein-Ruhr, Stuttgart und Sachsen. Im Rhein-Ruhr-Gebiet entlang der A40 plant der Essener Energieriese RWE eine Flotte von 150 E-Fahrzeugen zu testen. Carolin Reichert, Leiterin für E-Mobility bei RWE: „Unser großer Alltagstests für Ladesäulen und Elektroautos kommt zum richtigen Zeitpunkt. Denn erste E-Serienfahrzeuge stehen kurz vor der Markteinführung.“

Während RWE das E-Auto von Renault einkauft, entwickelt der Energieversorger EWE aus Oldenburg ein sogar eigenes Vehikel, den E3. Nach Ansicht von EWE-Forschungsleiter Jörg Hermsmeier ist die geringe Reichweite eines E-Autos kein entscheidender Nachteil gegenüber einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor. Er rechnet damit, dass sich die Elektromobilität als erstes in Städten und in Regionen mit vielen Pendlern etablieren wird. Wenn die Fahrer nur wenige Kilometer pro Tag zurücklegen, sei die Kapazität der Batterie mehr als ausreichend.

EWE möchte die E-Autos auch als möglichen Netzpuffer in einem Smart Grid einsetzen: Wenn ein Überangebot an Strom aus Windenergieanlagen besteht, kann das Fahrzeug zur selben Zeit betankt werden oder den Strom in Spitzenlastzeiten sogar wieder abgeben. „Das vom BMWi geförderte Forschungsprojekt aus dem E-Energy-Programm untersucht die Netzintegration von E-Fahrzeugen, damit gesteuertes Laden mit hohem Anteil Erneuerbarer Energie möglich wird“, erklärt Hermsmeier.

Alle deutschen Hersteller liegen gleich auf

Die Schätzungen über den 2020 zu erwartenden Bestand der E-Flotte auf deutschen Straßen gehen weit auseinander: RWE prognostiziert über zwei Millionen Fahrzeuge, während Siemens sogar das Doppelte erwartet. Die Entwicklung hängt stark von den Prioritäten der Autohersteller ab. Jürgen Meyer, Automobilexperte und Aktienfondsmanager bei der schwedischen Großbank SEB, sieht bislang niemanden in der Pole Position: „Bislang liegen alle deutschen Hersteller gleich auf, keiner hat die Nase vorn.“

Basics:

Acatech-Bericht:
Wie Deutschland zum Leitmarkt für Elektromobilität werden kann

Die Mehrheit der deutschen Bevölkerung hat keine Angst mehr vor dem Klimawandel. Zu diesem Ergebnis kommt eine aktuelle Infratest-Umfrage im Auftrag des Magazins “Spiegel”. Während im Herbst 2006 noch 62 Prozent eine globale Erwärmung fürchteten, sind es jetzt nur noch 42 Prozent. Jeder Dritte der insgesamt 1.000 befragten Personen hält die Prognosen für unberechtigt, nach denen sich der Planet in Zukunft weiter aufheizen wird. Mittlerweile glaubt sogar jeder Vierte, dass Deutschland vom Klimawandel profitieren wird.

„Da waren Leute mit ihren Stimmungskampagnen sehr erfolgreich“ urteilt Ottmar Edenhofer Chefökonom am Potsdamer Institut für Klimafolgenforschung PIK und einer der Leitautoren für den Bericht des IPCC. „Aber die Klimaskeptiker werden nicht den Sieg davontragen, auf lange Sicht wird sich das gesicherte Wissen gegen die interessengeleitete Stimmungsmache durchsetzen.“ Noch ist offen, ob die Klimawissenschaftler ihren Ruf durch transparentes Arbeiten nach anerkannten Standards wiederherstellen können.

Dass es Zweifel an ihrer Arbeit gibt, ist kein Wunder. Immerhin musste die Zunft der Klimaforscher in den vergangenen Monaten viel Kritik einstecken: Zuerst wegen des so genannten „Climategate“-Skandals kurz vor dem Klimagipfel in Kopenhagen im Dezember 2009. Hackern gelang es, Computerdaten und E-Mails von einem Rechner des Forschungsinstituts an der britischen East Anglia Universität herunterzuladen. Den Wissenschaftlern wurde daraufhin unterstellt, Klimadaten gefälscht und der Öffentlichkeit vorenthalten zu haben.

Inzwischen kam ein parlamentarischer Untersuchungsausschuss zu dem Schluss, dass den Wissenschaftlern kein Vorwurf zu machen sei und diese nach gängiger Praxis gehandelt hätten. Doch das Image der Wissenschaftler ist beschädigt. Die Situation spitzte sich weiter zu, als im Januar dieses Jahres der Bericht des Weltklimarates IPCC mit Fehlern veröffentlicht wurde.

Auch in England und den USA zweifelt man am Klimawandel

Die negativen Schlagzeilen scheinen die Glaubwürdigkeit für die Klimaforschung international geschmälert zu haben. Die deutschen Umfrageergebnisse korrespondieren mit den Auswertungen ähnlicher Befragungen in den USA und Großbritannien. So hatte der britische Fernsehsender BBC im November 2009 und im Februar 2010 Umfragen zum Klimawandel durchgeführt und ebenfalls rund 1.000 Personen befragt. Immerhin die Hälfte der Befragten kannte die Vorwürfe gegen die Klimaforscher - nicht ohne Wirkung: Im Dezember 2009 waren noch 83 Prozent der Briten davon überzeugt, dass sich der Planet erwärmt, zwei Monate später nur noch 75 Prozent.

In den USA führte die renommierte Yale Universität im Januar 2010 eine ähnliche Studie durch. Ergebnis: Nur noch 57 Prozent der US-Amerikaner glauben überhaupt an die Existenz des Klimawandels. Zwei Jahre zuvor waren es immerhin 71 Prozent.

Alle drei Umfragen zeigen unisono: Die negativen Schlagzeilen rund um „Climategate“ haben in der Öffentlichkeit Spuren hinterlassen.

Weitere Informationen:

Alle Ergebnisse der Spiegel-Umfrage bei www.spiegel.de

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Der Stoff, aus dem die Träume sind – für Walter Leitner ist das Kohlendioxid. In einem Forschungsprojekt namens „Dream Production“ arbeitet der Chemiker der RWTH Aachen gemeinsam mit Forschern von RWE und Bayer daran, aus dem Klimakiller einen Kunststoff zu machen.

Im Chemiepark Leverkusen soll im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit insgesamt 4,5 Mio Euro geförderten Projekts eine Pilotanlage entstehen, in der Vorstufen von Kunststoffen produziert werden, die schließlich als Dämmstoffe oder in der Autoindustrie eingesetzt werden können.

Es braucht einen „Heiratsvermittler“

Kohlendioxid ist reaktionsträge und verbindet sich nur schwer mit anderen Stoffen. Mit Hilfe eines Katalysators bringen die Forscher das CO₂ dennoch dazu, mit anderen Kohlenstoffverbindungen zu reagieren und zu einem neuen Stoff zu werden: Polyetherpolycarbonatpolyole (PPP). „Der Katalysator ist dabei so etwas wie ein Heiratsvermittler, der die Bausteine miteinander verknüpft“, erklärt Leitner, Inhaber des Lehrstuhls für Technische Chemie und Petrolchemie an der RWTH Aachen.

Katalysatoren sind an der Herstellung von mehr als 85 Prozent aller chemischen Produkte beteiligt – auch bei den sogenannten „Dream Reactions“. Das sind Reaktionen, die bisher nur im Labor getestet wurden und von deren industrieller Umsetzung man nur träumen konnte.

Ziel des Forschungsprojektes ist es nun, diese Träume großtechnische Realität werden zu lassen und nebenbei Ressourcen zu sparen. Immer noch ist die Mehrzahl der chemischen Prozesse auf Erdöl als Kohlenstofflieferant angewiesen; in der „Dream Production“ wird der fossile Rohstoff nun zumindest teilweise durch CO₂ ersetzt.

RWE testet Alternativen

Das CO₂ dafür stammt vom Essener Energiekonzern RWE, genauer aus dem Braunkohlekraftwerk Niederaußem bei Köln. Für die Produktion von Kunststoffen aus CO₂ muss der Klimakiller aus dem Gasgemisch, das den Kühlturm verlässt, abgeschieden werden. Dazu entwickelt RWE derzeit zusammen mit Partnern eine CO₂-Wäsche, die das Kohlendioxid besonders effizient aus dem Rauchgas trennen soll. Denn die CO₂-Abtrennung mindert den Wirkungsgrad der Kraftwerke und kostet Geld. „Kunststoff aus CO₂ ist für uns deshalb eher weiter in die Zukunft gedacht“, sagt Manfred Lang von RWE Power.

Für RWE ist „Dream Production“ eines von mehreren Projekten in seinem „Innovationszentrum Kohle“ in Niederaußem. Hier wird getestet, wie CO₂ durch Algen in Biomasse umgewandelt oder von Mikroorganismen verspeist werden kann. Der Vorteil dieser beiden Experimente: Dabei werden nach der Rauchgasreinigung die kompletten Rauchgase des Kohlekraftwerks verwendet, das CO₂ muss nicht mehr extra abgeschieden werden.

An der Verstofflichung von CO₂ wird auch anderswo gearbeitet: Der Wissenschaftler Jeffrey Coates hat nach einem ähnlichen Verfahren Kunststoff aus CO₂ und Orangenschalen hergestellt. Zur Vermarktung seiner Erfindung hat er das Unternehmen Novomer gegründet, das vor kurzem 6,6 Millionen Euro Risikokapital von zwei Firmen erhielt, die in Wissenschaftsfirmen investieren.

Nur 1 Prozent CO₂ wird stofflich verwertet

Eines wird aber wohl für immer ein Traum bleiben: die Lösung des Klimaproblems allein durch die chemische Verwertung von CO₂ zu erreichen. Bereits heute wird Kohlendioxid in der chemischen Industrie genutzt, etwa bei der Herstellung von Kunstdünger und von Aspirin. Diese Verwendung macht aber nach Angaben des Verbandes der Chemischen Industrie nicht mehr als 1 Prozent der jährlichen CO₂-Emissionen Deutschlands aus.

Dennoch sind die Forscher zuversichtlich: „Einen Teil des Abfallstoffs der Energieerzeugung in wertvolle Produkte umzuwandeln und damit auch noch andere Rohstoffquellen zu schonen, leistet einen wichtigen Beitrag für einen nachhaltigen Umgang mit unseren Ressourcen,“ sagt Leitner. „Diese Herausforderung ist Ansporn für unsere Forschung.“

Weitere Informationen:

Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie: Positionspapier zur stofflichen Verwertung von CO₂: www.dechema.de

Übersicht über weitere Projekte zur stofflichen Verwertung von CO₂: www.chemieundco2.de