Der Traum vom Schwarm-Akku

Noch fahren nur wenige Elektroautos auf deutschen Straßen. Doch schon träumen Ingenieure davon, Millionen von ihnen als Speicher für erneuerbare Energien zu nutzen

Hamburg, im Jahr 2050. Rushhour. Man hört das Wasser der Alster plätschern, Vögel singen, Schritte von Fußgängern - keine Autos. Die Blechlawine rollt zwar, aber ihre Elektromotoren sind kaum zu hören. Vor den Toren der Hansestadt, am Elbdeich, surren die Rotoren von Windenergieanlagen. Die produzieren den Strom für die Autos.

Klingt gut? Es geht noch besser: Die Autobatterien werden immer dann aufgeladen, wenn der Wind weht. Bei Flaute geben sie Strom an das Netz ab - um so die Schwankungen auszugleichen, denen die erneuerbaren Energien, vor allem Photovoltaik und Windkraft, nun mal unterliegen. Eine geniale Idee. Aber ist sie realisierbar?

Zunächst einmal: Wir müssen weg von fossilen Energieträgern. Darin sind sich Umweltschützer und Wirtschaftsexperten einig. Einfach darum, weil es schon bald nicht mehr genug davon geben wird. Die Internationale Energieagentur geht davon aus, dass wir das Erdöl-Fördermaximum schon 2006 überschritten haben.

Fest steht auch, dass der Verkehr seinen Beitrag zum Klimaschutz leisten muss. In Deutschland ist er für rund 14 Prozent der gesamten CO2-Emissionen verantwortlich. "Wir stehen vor einer Herausforderung, wie sie seit der Erfindung des Autos nicht vorgekommen ist", glaubt Volker Weißermel, Professor am Department Fahrzeugtechnik und Flugzeugbau der Hochschule für Angewandte Wissenschaften in Hamburg. Für ihn ist sicher: Das Auto der Zukunft fährt mit elektrischer Energie.

Nun sind Elektroautos nur so klimafreundlich wie der Strom, der sie antreibt. Ausgehend vom heutigen Strommix hätte ein Elektroauto einen CO2-Ausstoß von ungefähr 90 Gramm pro Kilometer, rechnet Guillem Tänzer vom Institut für ZukunftsEnergieSysteme (IZES) in Saarbrücken vor. Das Kohlendioxid geht vor allem auf das Konto von Kohlekraftwerken, die immer noch rund 43 Prozent des bundesdeutschen Stroms liefern. 90 g/km, das entspreche annähernd dem Wert, den laut EU-Vorgaben auch Verbrennungsmotoren in zehn Jahren durchschnittlich erreichen müssen, sagt Tänzer. CO2-neutral geht anders.

Die Lösung liegt auf der Hand. Der Strommix muss grüner werden. Idealerweise sogar vollkommen grün. Doch das wirft ein Problem auf: Der Strom aus erneuerbaren Energien steht nicht immer gleichmäßig zur Verfügung. Die Sonne scheint nur tagsüber und der Wind schläft abends ein oder bläst über Tage hinweg mit Sturmstärke. Mit der Folge, dass die Betreiber immer wieder Windkraftwerke zeitweilig abschalten müssen, weil das Stromnetz überlastet ist.

Ein anderer unerwünschter Effekt sind bizarre Preisentwicklungen am Strommarkt. In den Jahren 2008 und 2009 haben die Betreiber von Kohlekraftwerken zeitweise Geld dafür bezahlt, dass sie ihren Strom ins Netz einspeisen durften. Denn es wäre für sie teurer gewesen, ein Kraftwerk für wenige Stunden herunterzufahren.

Die Möglichkeiten, Schwankungen der Stromproduktion auszugleichen, sind begrenzt. Pumpspeicherkraftwerke etwa befördern in Zeiten des Überangebots Wasser in ein höher gelegenes Wasserreservoir. Sobald wieder Strom im Netz gebraucht wird, wandeln sie die Lageenergie des Wassers in Elektrizität um. Die Kapazitäten solcher Kraftwerke sind allerdings begrenzt. Unterirdische Druckluftspeicher, die im Prinzip ähnlich funktionieren, wären eine Alternative, sagt Guillem Tänzer. Die Frage sei nur, ob sie sie sich auch wirtschaftlich nutzen lassen. Um die geeigneten Hohlräume konkurrieren viele Unternehmen, die sie als Erdgas-, Wasserstoff-, oder CO2-Speicher nutzen wollen.

Wie also passen der Ausbau der regenerativen Energien und die Elektrifizierung der Mobilität zusammen?

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Elektroauto und Windenergie: ein perfektes Team?

Ganz einfach: Man nutzt die Batterien aller verfügbaren Elektroautos als Pufferspeicher. Dass das funktionieren kann, davon ist Robert Schätzke, der für Siemens den Bereich Elektromobilität koordiniert, überzeugt. Er sieht das Auto als "Baustein im zukünftigen Energieversorgungsnetz", das zunehmend aus dezentral und ungleichmäßig erzeugtem Strom gespeist wird.

Pläne der Bundesregierung lassen das Vorhaben realistisch erscheinen. Deren "Nationaler Entwicklungsplan Elektromobilität" sieht vor, dass schon in zehn Jahren eine Million Elektrofahrzeuge auf deutschen Straßen unterwegs sind. Das ist zwar nur ein Fünzigstel der prognostizierten Gesamtzahl aller Kraftfahrzeuge. Und doch ließe sich die summierte Speicherkapazität schon sinnvoll nutzen.

"Ein Auto ist eigentlich kein Fahrzeug, sondern ein Stehzeug. Zu 90 Prozent steht es einfach herum ", sagt Schätzke. Oft dürfte es sogar mehr sein. In dieser Zeit könnte es, angeschlossen an das örtliche Stromnetz, Energie aufnehmen oder abgeben - je nach Bedarf. So würde das Auto nicht nur grünen Strom nutzen, sondern indirekt auch zum Ausbau der erneuerbaren Energien beitragen.

Technisch sei das machbar, so Robert Schätzke. Intelligente Stromzähler könnten die Aufnahme oder Abgabe von Strom direkt an der Fahrzeugbatterie messen. "Die Kernfrage ist allerdings: Wie verhalten wir uns als Endanwender? Sind wir bereit, das Auto immer dann ans Stromnetz anzuschließen, wenn wir es nicht nutzen?"

Tänzers Kollege am IZES, Juri Horst, denkt den Einwand weiter. "Was ist, wenn ich spontan abends in die Stadt will und der Akku ist leer, weil es irgendwo eine Lastspitze gab?" Auch eine leistungsfähige Infrastruktur muss erst noch geschaffen werden: Nicht jeder parkt sein Auto in der eigenen Garage mit Stromanschluss. Wie lassen sich die Ladestationen und die Steckverbindungen vor Vandalismus schützen? Und nicht zuletzt: Lithium-Ionen-Akkus, die heute noch um die 8000 Euro kosten, altern um so schneller, je öfter man sie auf- und entlädt. Welche Anreize muss der Stromversorger dem Fahrzeughalter bieten, damit der seine Batterien für die "öffentliche" Nutzung zur Verfügung stellt?

Besser ließe sich da schon mit ganzen Elektro-Fuhrparks rechnen, wie etwa Bus- oder Car-Sharing-Flotten, meint Guillem Tänzer. Sie werden bei der Mobilität der Zukunft ohnehin eine größere Rolle spielen, gemäß dem Motto: "Nutzen statt besitzen".

Der lautlose Straßenverkehr 2050: nicht unrealistisch. Doch bei der Lösung des Speicherproblems der CO2-neutralen Energieversorgung wird der Schwarm-Akku wohl nur ein Baustein von vielen sein.

Der "Nationale Entwicklungsplan Elektromobilität" der Bundesregierung
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