Elektromobilität

Rund 40 Prozent aller Fahrzeuge fahren elektrisch. Ein Zustand, der aus heutiger Sicht noch in weiter Ferne liegt, war vor über 100 Jahren bereits Realität. Um 1900, einige Jahre nach der Erfindung des Automobils, wurden Fahrzeuge durch unterschiedliche Antriebskonzepte angetrieben. Die drei wichtigsten waren Dampfantrieb, Elektroantrieb und der Benzinmotor. Durch die überlegene Energiedichte und eine kostengünstige sowie scheinbar unendliche Verfügbarkeit des Energieträgers Öl entwickelte sich der Verbrennungsmotor zum dominanten Antriebskonzept. Der Einsatz von Elektrofahrzeugen beschränkte sich im Verlauf des 20. Jahrhunderts auf wenige Nischenanwendungen. Der verbrennungsmotorbasierte Antriebsstrang ist dem Elektroantrieb auch heute noch technisch und ökonomisch überlegen. Die Randbedingungen ändern sich jedoch. Die Verknappung des fossilen Brennstoffs Öl und die stetige Verschärfung der CO₂-Emissionsziele in Verbindung mit einer starken Zunahme individueller Mobilität im asiatischen Raum und vielen weiteren Regionen der Welt stellen den Verbrennungsmotors als die dominante Antriebstechnologie in Frage. Trotz des Optimierungspotentials, welches auch nach über 120-jähriger Entwicklung noch im Verbrennungsmotor liegt, ist diese Technologie immer mit lokalen Schadstoff- und Lärmemissionen verbunden. Die Notwendigkeit der Reduktion von Treibhausgasen verbunden mit einem steigenden Urbanisierungsgrad wird in Zukunft einen Technologiewechsel vom Verbrennungsmotor zum elektrischen Antrieb attraktiv machen. Dieser Technologiewechsel bedeutet jedoch weit mehr als das Austauschen des Antriebsstranges, Elektromobilität ist ein komplexes Themengebiet mit unterschiedlichen Dimensionen.

Begrenzte Ressourcen, die CO2-Debatte und der Schutz unserer Umwelt sind beherrschende Themen in der öffentlichen Diskussion. Es ist mittlerweile Konsens, dass der effiziente Umgang mit Energie eine der vordringlichsten Herausforderungen der Zukunft darstellt.

„Automobilität“ bedeutet Selbstbeweglichkeit. Sie ist damit wie geschaffen für moderne, sich dynamisch individualisierende Gesellschaften. Das Auto ist ebenso ein bedeutsames Wirtschaftsgut und ein praktisches Verkehrsmittel. Die sozialwissenschaftliche Mobilitätsforschung nimmt über die funktionalen Eigenschaften des Automobils hinaus auch dessen kulturelle Bedeutung und gesellschaftliche Aneignung in den Blick¹. In empirischen Forschungsvorhaben zur Nutzung und zur Rolle des Autos für die Alltagsbewältigung hat sich gezeigt: Das Auto erweitert individuelle Möglichkeitsräume und erhöht zugleich den sozialen Mobilitätsdruck. Durch seine hohe Nutzungsflexibilität bietet das Auto gegenüber allen anderen Verkehrsmitteln mehr und neue Optionen. Nicht nur, dass sich der Aktionsradius mithilfe des Autos in aller Regel deutlich erweitert. Auch Wegeketten lassen sich meistens einfach miteinander verknüpfen. Ist die Verfügbarkeit über ein Auto jedoch der Normalfall, steigt auch der Druck, das damit mögliche Maß an räumlicher und zeitlicher Flexibilität individuell zu erbringen. Das Automobil ist in den entwickelten modernen Gesellschaften in den Status der Zugehörigkeit zur ‚Zweiten Natur’ eingerückt - und hat hierüber Exklusivität eingebüßt.

Der folgende Beitrag ist ein Blick in die Herzkammer der Elektromobilität, die Batterieforschung. Er gibt zunächst einen kurzen Überblick in die Wirkungsweise elektrochemischer Zellen und beleuchtet dann Stand und Potenzial der Materialentwicklung, sind doch die Stellschrauben auf diesem Sektor entscheidend für zukünftige Innovationen.

Ressourcenverknappung, Metropolisierung und gesetzliche Rahmenbedingungen bezüglich CO₂ und weiteren Emissionen sind bedeutende Herausforderungen an unsere Mobilität und werfen die Frage auf, wie Fahrzeugkonzepte in Zukunft aussehen werden. Die Relevanz solcher Konzepte wird unter anderem an der Tatsache deutlich, dass einerseits etwa 80 Prozent der weltweiten CO₂-Emissionen aus großen Städten und Ballungsräumen stammen¹ und andererseits der Anteil des Transportbereiches an den weltweiten CO₂-Emissionen ca. 20 Prozent beträgt².