Antriebssysteme für die Mobilität der Zukunft

Individuelle Mobilität ist ein Grundpfeiler einer freien demokratischen Gesellschaft, die nicht durch realitätsferne planwirtschaftliche Verbote auf das Spiel gesetzt werden darf – Diskussion über Antriebskonzepte der Zukunft muss auf Basis von technischen und ökonomischen Fakten geführt werden – Abkehr von Dieseltechnologie führt zur Einschränkung der Mobilität der Menschen, macht EU-Klimaziele unerreichbar und hat massive Folgen für den Arbeitsmarkt

V.l.n.r.: IV OÖ-Geschäftsführer Dr. Joachim Haindl-Grutsch, IV OÖ-Präsident Dr. Axel Greiner, Spartenobmann Dipl.-Ing. Günter Rübig (WKOÖ, sparte.industrie) und Mag. Josef Schachner-Nedherer (WKOÖ, sparte.industrie).

Mobilität ist aus technischer, wirtschaftlicher sowie energie- und umweltpolitischer Perspektive enorm facettenreich und dementsprechend komplex. Die individuelle Mobilität der Menschen ist ein Grundpfeiler unserer freien demokratischen Gesellschaft, der für Fortschritt und Lebensqualität sorgt. „Der Konsument und letztlich der Wähler ist bei diesem Thema sehr überlegt, was seine eigene, persönliche Mobilität betrifft. Gerade bei Verboten und Gesetzen, die seine Mobilität einschränken oder weiter verteuern, besteht hohe Sensibilität“, erklärt einleitend dazu Dr. Axel Greiner, Präsident der Industriellenvereinigung Oberösterreich (IV OÖ).

Eine der Folgen des Abgas-Skandals ist es, dass erneut Antriebskonzepte intensiv diskutiert und hinterfragt werden, wodurch sich das Thema von einer Wissens- zu einer Glaubensfrage entwickelt hat und die Diskussion von Ideologie und Populismus geprägt ist. „Diese Entwicklung ist extrem kontraproduktiv, weil Antriebskonzepte sowohl technisch, ökonomisch wie auch ökologisch eine hochkomplexe Angelegenheit darstellen“, betont Greiner. Deshalb muss die Diskussion mit mehr Seriosität, Umsichtigkeit und hohem Fachwissen geführt und Antriebskonzepte als Gesamtsysteme mit allen Zahlen und Fakten analysiert werden.

 

Spartenobmann Dipl.-Ing. Günter Rübig:

Dieseltechnologie stärkt Wirtschaftsstandort

Mit mehr als 2,7 Millionen zugelassenen Diesel-Pkw fahren in Österreich derzeit sechs von zehn Pkw mit Dieselantrieb. 17,2 Milliarden Euro Bruttowertschöpfung gehen auf den Dieselantrieb zurück und 230.000 Arbeitsplätze sind ebenfalls auf den Dieselantrieb rückführbar.

Mit diesen Fakten will Günter Rübig, Obmann der sparte.industrie der WKOÖ, die derzeit intensiv geführte Diskussion rund um die Dieseltechnologie wieder auf eine rationelle Ebene zurückführen. „Denn der Dieselmotor ist aus unserer Sicht völlig zu Unrecht in Verruf geraten“, erklärt Rübig. Der moderne Dieselmotor sei effizient und sauber, ohne ihn wären die strengen EU-Klimaziele nicht erreichbar. „Denn es ist nun einmal der Dieselmotor, der sich durch einen geringen CO2-Ausstoß auszeichnet“, erklärt Rübig und untermauert diese Aussage mit weiteren Fakten.

Bei den PKW-Zulassungen konnte der CO2-Ausstoß in der EU seit 1995 um ein Drittel gesenkt werden. Diese Fortschritte seien überwiegend der Dieseltechnologie zu verdanken. „Denn ein Dieselmotor stößt im Schnitt rund 15 Prozent weniger CO2 aus als ein Benzinmotor“, so Rübig. Außerdem würden moderne Dieselfahrzeuge in jeder Hinsicht dem neuesten Standard entsprechen, sei es in Bezug auf Technologie und Sicherheit, oder auch Umwelt und Fahrkomfort. „Dazu kommt, dass auch ältere Dieselfahrzeuge in Sachen Abgasreinigung auf den aktuellen Stand der Technik gebracht und die Stickoxidemissionen um mehr als 90 Prozent reduziert werden können. Die Dieseltechnologie wird daher auch in der Zukunft der Mobilität eine wesentliche Rolle spielen“, sagt Rübig und verweist darauf, dass mittlerweile jedes zweite Dieselpatent den Klimaschutz bzw. Umweltschutz betrifft. Die österreichischen Top-Patentanmelder im Dieselbereich: BMW, AVL List, Bosch und MAN.

Dieseltechnologie sichert 230.000 Arbeitsplätze

„Diese und etliche andere heimische Unternehmen mehr sind im Bereich der Dieselantriebstechnologie weltweit erfolgreich. Sie generieren Wertschöpfung, sichern Arbeitsplätze und stärken damit den Wirtschaftsstandort Österreich“, erklärt Rübig. 17,2 Milliarden Euro an Bruttowertschöpfung gehen in Österreich auf den Dieselantrieb zurück, zudem arbeiten mehr als 125.000 Menschen in Unternehmen der Automobilwirtschaft, die mit dem Dieselantrieb verknüpft sind. Werden hier noch die indirekt – über die Wertschöpfungsverflechtungen – abhängigen Beschäftigten hinzugezählt, so sind es mehr als 230.000 Arbeitsplätze.

„Wenn Politiker nun über Einschränkungen oder gar ein Verbot der etablierten Dieseltechnologie nachdenken, müssen sie sich darüber im Klaren sein, dass sie damit den Wirtschaftsstandort massiv gefährden“, warnt Rübig. Fahrverbote in Städten etwa könnten nicht nur für Privatpersonen ein Problem werden, sondern wären auch für Unternehmen eine große Herausforderung. „Am Thema Fahrzeug hängen im Unternehmensbereich wichtige Dinge und Dienstleistungen. Ein Fahrverbot hätte daher massive Auswirkungen auf die Wirtschaft“, ist Rübig überzeugt.

Nein zu höheren Steuern auf Diesel

Eine klare Absage erteilt Spartenobmann Günter Rübig auch der erneut aufgewärmten Idee nach höheren Steuern auf Diesel (derzeit kassiert der Fiskus für Diesel um 8,5 Cent weniger Mineralölsteuer/MÖSt je Liter). „Solange alternative Antriebe für Lastkraftwagen nicht in der Breite einsetzbar sind, kommt von uns ein klares Nein zur Dieselverteuerung“, erklärt Rübig.

Rübig verweist auch darauf, dass die größten Abnehmer von Diesel-PKW Firmenflotten sind. „Höhere Steuern auf Diesel würden für diese Unternehmen Einbußen bei der Wettbewerbsfähigkeit nach sich ziehen“, so Rübig. Weiters nimmt der Finanzminister jedes Jahr rund eine Milliarde Euro an zusätzlichen Einnahmen von ausländischen Fahrern, die in Österreich tanken, ein.

Und nicht zuletzt wären von einer Benachteiligung des Dieselmotors auch Oberösterreichs Motorenhersteller, deren Zulieferfirmen und in der Folge sehr viele Mitarbeiter und deren Arbeitsplätze betroffen. Bei BMW in Steyr etwa ist die Produktion von Dieselmotoren das Herzstück. Mit 4.500 Mitarbeitern und einem Jahresumsatz von knapp 4 Milliarden Euro werden im Motorenwerk in Steyr rund 900.000 Dieselmotoren im Jahr produziert, rund 6,4 Milliarden Euro wurden bisher in den Standort investiert.

Vernünftiger Verkehrsmix gefragt

Abschließend betont Spartenobmann Rübig, dass Oberösterreichs Industrie die E-Mobilität keineswegs ablehne. Aber ein baldiger kompletter Austausch der Verbrennungs- durch Elektromotoren, wie ihn sich manche Politiker vorstellen, sei „utopisches Wunschdenken“. Auch deshalb, weil die Umweltbilanz des Elektroautos und insbesondere der Batterien keineswegs so brillant sei, wie es gern dargestellt wird. „Beim Thema CO2-Emissionen sprechen die technischen Fakten weiterhin für den Dieselmotor. Wir sollten daher nichts überstürzen und weiterhin über einen vernünftigen Verkehrsmix diskutieren. Und zwar ideologiefrei“, erklärt Günter Rübig.

 

IV OÖ-Präsident Dr. Axel Greiner:

Forschen an der Mobilität der Zukunft

Bevor man das Antriebssystem des Verbrennungsmotors, das über mehr als ein Jahrhundert und weltweit mit dem Einsatz von unzähligen Milliarden Euro erforscht und weiterentwickelt wurde, vorschnell über Bord wirft, sollte man sich intensiv und detailliert damit auseinandersetzen. „Mir stellt sich die Frage, warum sich die Verbrennungsmotoren durchgesetzt haben und nicht das batteriebetriebene Elektroauto. Dieses System hat ja eine etwa gleich lange Historie wie der Verbrennungsmotor“, erklärt IV OÖ-Präsident Dr. Axel Greiner einleitend: „Der erste Elektrowagen wurde 1888 gebaut, um 1900 wurden immerhin 38 Prozent der Autos in den USA mit Strom aus einer Batterie betrieben.“ Beim Elektroantrieb handelt es sich also keineswegs um eine neu erfundene Technologie, ebenso wenig beim Akkumulator, der bereits im ersten Elektrowagen verbaut wurde. Heute wird die Diskussion über das batteriebetriebene Elektroauto (Battery Electric Vehicle, kurz: BEV) allerdings nach dem Motto geführt: „Ein batteriebetriebenes Elektroauto hat keinen Auspuff und damit null Emissionen“. Für einen seriösen Vergleich mit anderen Antriebskonzepten müssen aber die Gesamtsysteme beleuchtet und gegenübergestellt werden. Für das BEV bedeutet dies also auch Fragen wie beispielsweise, wie der Strom produziert wird, mit dem der Akku geladen wird, welche Energieinfrastruktur dazu notwendig ist, wie die Tankleistung im Vergleich aussieht oder welcher Energieeinsatz bei der Produktion des Akkus notwendig ist.

Ausgangspunkt des Vergleiches ist die Energiedichte: Diese beträgt bei einem Lithium-Ionen-Akku etwa 180 Wattstunden (Wh) pro Kilogramm, jene des Diesels hingegen 11.700 Wattstunden pro Kilogramm. Kurz gesagt, um in einem modernen Akku gleich viel Energie zu speichern wie in einem 72-Liter-Dieseltank (= 60 kg Diesel), müsste allein der Akku nach heutigem Stand der Technik 3,9 Tonnen wiegen.

Darauf basiert einer der Hauptnachteile im Betrieb eines batteriebetriebenen Elektroautos, die Tankleistung (oder Ladeleistung) und damit jene Reichweite, die beim Laden des Autos pro Zeiteinheit aufgenommen werden kann. Bei einem verbrauchsarmen Dieselmotor tankt man in einer Minute ca. 700 Kilometer Reichweite (0,7 Liter pro Sekunde Fördermenge an der Zapfstelle), bei einem BEV je nach Ladesystem 200 Meter (!) bis ca. 7 Kilometer pro Minute (400 Kilometer pro Stunde für 80 % Ladekapazität, die restlichen 20 % zur Vollladung dauern deutlich länger). Die Reichweite pro Zeiteinheit eines BEV ist somit um das 105- (Supercharger) bis 3.500-fache (herkömmliche Ladestation) schlechter als beim Diesel. Die Tankleistung beim Tanken von Diesel beträgt 31.000 kW, bei einem Supercharger im aktuell besten Fall 320 kW.

Die Ladeverluste beim Laden der Batterie können bis zu 30 Prozent betragen. Je schneller geladen wird, umso höher werden die Verluste. Das bedeutet, dass bis zu 30 Prozent mehr zusätzlicher Strom erzeugt werden muss, als in den Akkus der BEV letztlich gespeichert wird.

„Wenn man sich bisher über falsche Verbrauchsangaben bei den Verbrennungsmotoren beklagt hat, weil diese nur bei Idealbedingungen am Prüfstand erreicht werden, nicht jedoch im Realbetrieb, so trifft das aktuell in noch viel stärkerem Ausmaß bei den Reichweitenangaben der Elektroautos zu“, so Greiner. Zum Beispiel: Die benötigte Leistung zur Überwindung des Luftwiderstandes eines Fahrzeuges steigt bekanntlich mit der dritten Potenz der Geschwindigkeit. Schnelles Fahren auf der Autobahn lässt die Reichweite eines BEV daher massiv sinken. Zugleich wird diese durch Heizung, Klimaanlage oder sonstige Stromverbraucher weiter reduziert. Gerade in Großstädten stellen Staus aber ein zentrales Problem dar“, erklärt Greiner, weshalb die Reichweite eines BEV in diesen Metropolen bei kalten oder heißen Außentemperaturen zu echten Problemen führen könnte. „Mit einer Heizleistung von 5 kW wäre ein aktueller 30-Kilowattstunden-Akku nach sechs Stunden völlig leer, selbst wenn man keinen einzigen Kilometer gefahren ist. An sehr kalten Wintertagen reduziert elektrisches Heizen die Reichweite von Elektroautos auf etwa die Hälfte. Zusätzlich führt Parken im Freien an kalten Wintertagen zu deutlichen Einbußen bei der Batterieleistung und damit der Reichweite beim Fahren.

„Die Konsequenzen liegen auf der Hand“, meint Greiner: „Der Unterschied ist derartig groß, dass er selbst durch intensivste und jahrelange F&E-Tätigkeit aus technisch-physikalischen Gründen nicht kompensierbar sein wird.“ Die hervorragende Tankleistung von Verbrennungsmotoren in Verbindung mit einem dichten, weltweiten Tankstellennetz und der damit verbundene flexible und breite Einsatzbereich dieser Autos ist durch BEVs nicht erreichbar.

Aufgrund der dramatisch längeren Ladezeiten gegenüber einem mit Verbrennungsmotor betriebenen PKW benötigt man zum Beispiel an Autobahn-Tankstellen ein Vielfaches an Ladestationen, um die gleiche Zahl von Autos wie bisher betanken zu können. Derzeit geht man dabei von einem Faktor 30 aus. Dazu müssen die entsprechenden Parkkapazitäten und die Netzinfrastruktur geschaffen werden. Rüstet man beispielsweise eine öffentliche Tiefgarage oder ein Shopping-Center mit 150 Schnellladestationen aus, ist dafür ein eigenes Umspannwerk (110 kV / 30 kV) notwendig.

Das Problem des zusätzlichen Spitzenlastbedarfs

Weitere grundlegende Probleme ergeben sich weniger in puncto Stromverbrauch als in der aus dem Netz bezogenen Leistung. Würden alle 4,8 Mio. PKW, die derzeit in Österreich für den Verkehr zugelassen sind, auf akkubasierte Elektrofahrzeuge umgestellt, ergäbe sich bei gleichem Fahrverhalten der Österreicher (durchschnittlich rund 10.000 km pro Jahr) ein zusätzlicher Stromverbrauch von 9.600 GWh bzw. ein Plus von ca. 16 Prozent gegenüber dem aktuellen österreichischen Stromverbrauch – ein zusätzlicher Bedarf, der mittelfristig darstellbar ist. Das Hauptproblem dabei ist allerdings, dass dieser zusätzliche Verbrauch nicht gleichmäßig über das Jahr verteilt (Dauerlast) ist, sondern es zu ausgeprägten Lastspitzen käme. „Wenn von 4,8 Millionen BEV nur ein Prozent – das sind 48.000 PKW – über Österreich verteilt gleichzeitig mit Supercharger schnellgeladen werden, bedeutet das einen zusätzlichen Spitzenlastbedarf von 15.400 Megawatt“, führt IV OÖ-Präsident Greiner weiter aus. „Das entspricht in etwa dem 38-fachen des 400-MW-Kraftwerkes Timelkam!“ Diese zusätzliche Kraftwerksleistung muss zur Verfügung gestellt werden, wenn das BEV zum Massenverkehrsmittel werden soll.

CO2-Emissionen eine Frage des Strommixes

Der CO2-Ausstoß von Elektrofahrzeugen hängt entscheidend von der Art der Stromerzeugung ab. In Österreich werden wegen des hohen Wasserkraftanteils rund 70 Prozent des Bruttostromverbrauchs aus erneuerbaren Energiequellen gewonnen, was die absolute Ausnahme ist. In Deutschland liegt dieser Anteil bei 27 Prozent und damit fast gleichauf mit dem EU-Durchschnitt von 28 Prozent (Frankreich und Großbritannien jeweils 18 %, Italien 33 %, Spanien 38 %). Europaweit werden also fast drei Viertel des Stromverbrauchs aus nicht erneuerbaren Quellen gewonnen (fossil und nuklear) – jedes BEV weist damit einen durchaus zu berücksichtigenden CO2-Footprint auf. „Sie entstehen eben nicht auf der Straße, sondern bei der Stromerzeugung – aber die Emissionen entstehen“, betont Greiner. Dies umso mehr, als es nach heutigen Maßstäben utopisch ist, den durch die Elektroautos verursachten zusätzlichen Stromverbrauch durch erneuerbare Energiequellen abzudecken und zusätzliche Atomkraftwerke absolut kein Thema sein sollten. Deutschland plant außerdem, 2022 aus der nuklearen Stromerzeugung auszusteigen.

Zu guter Letzt ist auch das Thema des aktuell sehr intensiven Energieverbrauchs bei der Produktion der Akkus noch lange nicht gelöst. In einer schwedischen Studie wurde kürzlich nachgewiesen, dass bei der Herstellung pro Kilowattstunde Speicherkapazität zwischen 150 und 200 kg Kohlendioxid-Äquivalente entstehen. Aufgrund dessen kommt es bei einem Tesla Modell S erst nach einer Nutzungsdauer von acht Jahren zu Vorteilen beim CO2-Ausstoß gegenüber einem mit Verbrennungsmotor betriebenen PKW. Selbst bei kleineren BEVs wird der „Break-even“ erst nach drei Jahren erreicht. Bei alledem ist heute auch noch gänzlich ungeklärt, wie es um das Recycling der steigenden Anzahl von Akkus samt dafür notwendigem Energieaufwand bestellt ist.

Zentral ist auch der Rohstoffbedarf von Elektroautos. Diese bestehen aus einer großen Menge an seltenen Metallen. Beispielsweise sind in einem einzigen BEV durchschnittlich 80 kg Kupfer verbaut. Auch Lithium, Kobalt und Mangan sind für den Bau der Akkus erforderlich. Bloomberg schätzt, dass die weltweiten Reserven bei Kobalt schon in 57 Jahren und bei Mangan in 44 Jahren durch die kontinuierliche Steigerung der Elektromobilität erschöpft sein werden. Der Abbau von lithiumhaltigem Erz müsste zur Erreichung der E-Mobilitätsziele der großen Wirtschaftsräume weltweit um 20 (!) Prozent pro Jahr steigen, was die Preise entsprechend in die Höhe treiben wird. Der Preis für Lithium hat sich seit 2004 bereits mehr als vervierfacht.

Hohes Zukunftspotenzial beim Verbrennungsmotor

Insgesamt wird damit jedenfalls eines klar: Im Gesamtsystem löst ein BEV weder die Emissionsthemen des Verbrennungsmotors, noch liefert es einen Beitrag zu einer qualitätsvolleren, verbesserten Mobilität. Das Elektroauto mit Batterie wird ein wichtiges Mobilitätskonzept für spezielle Anwendungsbereiche werden, es hat aber keine Massentauglichkeit. „Im Bereich der Dieseltechnologie liegt das Problem vorrangig bei den alten Fahrzeugen, die noch im Einsatz sind“, hält IV OÖ-Präsident Axel Greiner fest. „Ein moderner Euro-6-Dieselmotor mit Partikelfilter und AdBlue-Abgasnachbehandlung für die NOx-Reduktion löst hingegen die früheren Emissionsprobleme des Dieselantriebs. Obendrein stößt er wegen des niedrigeren Verbrauchs gegenüber dem Benzinmotor auch entsprechend weniger CO2 aus!“

Ein Blick in die Zukunft lässt erkennen, dass die Weiterentwicklung der Verbrennungsmotoren noch lange nicht am Ende angelangt ist. Weitere Verbesserungen sind möglich. „Um das CO2-Thema zu lösen, setzen wir auf synthetische Kraftstoffe“, erläutert Greiner: „Durch Power-to-Gas- und Power-to-Liquid-Technologien werden sich Möglichkeiten eröffnen, den Verbrennungsmotor CO2-neutral zu betreiben. Sie haben zusätzlich die großen Vorteile, dass auf die bestehende Infrastruktur aufgesetzt werden kann, sie unerschöpflich sind und keine Abstriche bei der individuellen Mobilität notwendig sind“, so Greiner.

Summa summarum müsse beim Thema Antriebssysteme neben den technischen und wirtschaftlichen Belangen auch die geopolitische Komponente mit einbezogen werden. Es ist klar erkennbar, dass China und die USA die Mobilität der Zukunft dominieren wollen. Die Antwort Europas muss daher lauten, auf Basis der eigenen Stärken an den Antriebskonzepten der Zukunft zu forschen. Kurzfristig gilt es, den Dieselmotor noch sauberer zu machen, mittel- und langfristig muss die Forschung dahingehend weitergeführt werden, um mithilfe des Überschussstroms aus Wind und Sonne Wasserstoff und synthetische Kraftstoffe zu produzieren. Das wäre eine europäische Antwort auf die so wichtige Frage der Mobilität der Zukunft.

„Es geht also nicht um die Rettung des Verbrenners, sondern um eine nachhaltige neue Antriebstechnologie, die CO2-neutral ist, keine Stickoxide und Partikel ausstößt, bei der man in 60 Sekunden 700 km Reichweite nachtanken kann und bei der die Europäische Industrie Technologieführer ist“, so IV OÖ-Präsident Dr. Axel Greiner abschließend.

 

Rückfragehinweis:
Industriellenvereinigung Oberösterreich / Tel. (0732) 78 19 76-0
Dipl.-Ing. Dr. Joachim Haindl-Grutsch / joachim.haindl-grutsch@iv.at

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