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Erik Brühlmann
Energieexperten sind sich einig: Im Konzept einer nachhaltigen Energiezukunft haben Elektrofahrzeuge ein enormes Potenzial. In der Studie «Energiezukunft 2050» des Verbands Schweizerischer Elektrizitätsunternehmen (VSE) ist die Elektromobilität als Teil des Gesamtenergiesystems ein Schwerpunktthema. Die Idee: Elektrofahrzeuge sollen als rollende Zwischenspeicher dienen, die je nach Bedarf ge- und entladen werden können.
Dazu braucht es intelligente Lademanagementsysteme und bidirektionale Ladelösungen. Das Start-up sun2wheel aus Liestal BL bietet solche Lösungen in Verbindung mit der hauseigenen Solaranlage an. Die Kombination aus bidirektionaler Ladestation, Steuerungssoftware und Photovoltaikanlage optimiert die Nutzung des selbst produzierten Stroms. Unter der Leitung von Mobility hat sich sun2wheel mit weiteren Akteuren zudem zum Projekt V2X Suisse zusammengetan, das die Technologie und die damit verbundenen Poten-ziale und Energiekonzepte an vierzig Mobility-Standorten in der ganzen Schweiz grossflächig in der Praxis erprobt.
Die Zukunft, da sind sich die Experten sicher, gehört den autonomen Fahrzeugen – zumindest bis zu einem gewissen Grad. Fahrzeuge, die von selbst durch den Verkehrt navigieren, spielen ihre Vorteile nämlich vor allem auf der sogenannten letzten Meile aus. Solche kurze Strecken, etwa vom Bahnhof oder Geschäft nach Hause, können fahrerlose Wagen zumindest theoretisch effizienter, nervenschonender, sicherer und mit weniger Energieverbrauch bewältigen, als wenn ein Mensch am Steuer sitzt.
Derzeit erlaubt die Schweizer Gesetzgebung autonomes Fahren nur unter bestimmten Voraussetzungen. Dennoch gibt es Unternehmen, die sich in diesem Bereich engagieren. Das Berner Start-up Loxo etwa hat zu Beginn dieses Jahrs einen autonomen Prototypen vorgestellt, der speziell für die Paketzustellung auf der letzten Meile entworfen wurde. Migros sowie der Lift- und Rolltreppenhersteller Schindler beteiligten sich daraufhin an einem Pilotprojekt in Ebikon, das den maximal 30 km/h schnellen Lieferwagen auf einer 500 Meter langen Strecke zwischen den beiden Unternehmen testet.
Ab 2035 müssen in der Schweiz und in der EU die Flottengrenzwerte für neu zugelassene Fahrzeuge null betragen. Anders gesagt: Fossilen Treibstoffen wird bei Neuwagen der Hahn zugedreht. Anders ist es bei synthetischen Treibstoffen, wie sie beim in Lugano ansässigen Unternehmen Synhelion erforscht werden. «Unsere Solartreibstoffe sind CO2-neutral, da sie bei der Verbrennung nur so viel CO2 ausstossen, wie für ihre Herstellung verwendet wurde», erklärt Carmen Murer, Head Corporate Communication.
«Die Zukunft der Mobilität im Bereich Personenwagen liegt in der Elektrizität»
Hergestellt werden können alle Arten von Treibstoffen, von Benzin bis Kerosin – und sie können mit bestehenden Motoren ohne Modifikationen verwendet werden. Derzeit baut Synhelion in Jülich, Deutschland, eine erste Demonstrationsanlage, die ab Anfang 2024 in Betrieb genommen wird. Die erste kommerzielle Anlage wird in Spanien entstehen, weil die Herstellung der Solartreibstoffe so viel Sonnenenergie wie möglich benötigt.
Dass die Solartreibstoffe einst an Tankstellen gezapft werden können, ist denkbar. «Die Zukunft der Mobilität im Bereich Personenwagen liegt in der Elektrizität», ist Carmen Murer überzeugt. In Ländern, in denen diese Elektrifizierung nur schleppend vorangeht, können Solar-treibstoffe aber zu einer umweltfreundlichen Alternative werden.
Dass die Zukunft der Mobilität der Elektrizität gehört, wird zumindest im Bereich des Personenverkehrs niemand bestreiten. Im Langstrecken-Schwerverkehr stossen Elektroantriebssysteme jedoch noch an ihre Grenzen. «Hier kann grüner Wasserstoff zu einer wertvollen Ergänzung werden, besonders ab Distanzen von 200 Kilometer pro Tag», sagt Nicolas Crettenand, Geschäftsführer von Hydrospider. Das 2019 unter Beteiligung des Energieerzeugers Alpiq und H2 Energy gegründete Unternehmen produziert seit drei Jahren beim Alpiq-Laufwasserkraftwerk in Niedergösgen nachhaltigen Wasserstoff per Elektrolyse. Dieser kann an 16 Tankstellen in der ganzen Schweiz bezogen werden.
«Grüner Wasserstoff kann zu einer wertvollen Ergänzung werden, besonders ab Distanzen von 200 Kilometer pro Tag»
Derzeit ist auf den Schweizer Strassen vor allem der Hyundai Hydrogen Mobility, der mittlerweile von 21 Unternehmen von Coop über Emmi bis Galliker genutzt wird, mit Wasserstoff unterwegs. Neben der nachhaltigen Produktion hat Wasserstoff aber noch andere Vorteile. «Mit der Elektrifizierung des Verkehrs wird die Nachfrage nach Batterien sprunghaft ansteigen», sagt Crettenand, «und dies bedeutet einen riesigen Materialbedarf, um die Batterien herzustellen.»
Hinzu kommt, dass ein komplett elektrifizierter Personen- und Lastverkehr eine enorme Belastung für das Stromnetz darstellt. Wasserstoffbetriebene Fahrzeuge können für Entlastung sorgen, ohne bei der Nachhaltigkeit Abstriche zu machen. Ein Ausbau des Angebots an grünem Wasserstoff ist geplant. Auch verschiedene Autohersteller haben bereits Wasserstoff-Lastwagen angekündigt.
Ob Autobatterie oder Handy-akku: Die gängigen Lithium-Ionen-Akkus verzeichnen mit zunehmender Laufzeit einen Leistungsabbau und sind bei Herstellung und Entsorgung eine Herausforderung. Ihr stellt sich Swiss Clean Battery (SCB) aus Frauenfeld mit ihrem Festststoffakku. «In den Tests haben unsere Batterien jetzt rund 12 500 Ladezyklen hinter sich und funktionieren noch problemlos», beschreibt Ulrich Lissek, Beirat von SCB, die Leistungsfähigkeit der Entwicklung, in der dreissig Jahre Grundlagenforschung stecken. «Klassische Batterien fallen nach etwa 1250 Be- und Entladungen aus.»
«In den Tests haben unsere Batterien jetzt rund 12 500 Ladezyklen hinter sich und funktionieren noch problemlos»
Der neue Festststoffakku könnte umgerechnet also eine Lebensdauer von siebzig und mehr Jahren haben – und das hätte weitreichende positive Folgen für die Umwelt. «Man stelle sich vor, man könnte seine Autobatterie einfach vom alten ins neue Auto mitnehmen», so Lissek, «das gäbe weniger zu bauen und zu entsorgen.» Kritische Rohstoffe wie Kobalt sind im Festststoffakku nicht verbaut, was zu einer um fünfzig Prozent besseren Umweltbilanz gegenüber herkömmlichen Batterien führt. Zudem sind SCB-Batterien nicht brennbar und können für alle erdenklichen Anwendungsbereiche skaliert werden. Das Hauptanwendungsgebiet für die Neuentwicklung sieht Ulrich Lissek aber im Immobilienbereich bei der Energiespeicherung; aber auch die Autoindustrie dürfte in Zukunft durchaus interessiert sein. Eine Gigafactory in Domat/Ems soll in Zukunft die Serienproduktion der Entwicklung ermöglichen.
Autos sind Schwergewichte. Dabei gilt: Je leichter das Fahrzeug, desto weniger Benzin benötigt es – und desto weniger CO2-Emissionen entstehen. Diesen Gedanken hat der französische Automobilhersteller Citroën aufgenommen und mit dem Citroën Oli umgesetzt. Denn das rein elektrisch angetriebene Konzeptfahrzeug besteht zum Teil aus Karton. Für das Dach und die Motorhaube wurde eine Wabenstruktur aus rezykliertem und beschichtetem Karton entwickelt, die herkömmlichen Konstruktionen in Sachen Stabilität in nichts nachstehen soll.
Eine hundert Kilo schwere Person kann dem Oli problemlos aufs Dach steigen ohne einzubrechen. Die Kartonkonstruktion der Teile wiegt dabei nur halb so viel wie normale Dach- und Motorhaubenelemente. Weil der Wagen auch im Innenraum auf leichtgewichtigen Minimalismus setzt – die Sitze und Bodenmatten stammen aus dem 3D-Drucker –, bringt das gesamte Gefährt nur rund eine Tonne auf die Strasse. Damit ist es nur halb so schwer wie vergleich-bare konventionelle Fahrzeuge.
Gern wird vergessen, dass der Verkehr nicht nur CO2-Emissionen generiert. Er verursacht auch Feinstaub, der grösstenteils durch Bremsen-, Reifen- und Strassenabrieb entsteht. Zahlreiche Studien zeigen, dass ein direkter Zusammenhang zwischen Feinstaub und Atemwegs-, Herz-Kreislauf- sowie Krebs-erkrankungen besteht. Die voranschreitende Elektrifizierung der Mobilität wird keine Verbesserung bringen, denn der Feinstaub entsteht unabhängig von der Antriebsart der Fahrzeuge.
Der deutsche Automobilhersteller Audi testet seit drei Jahren ein System, das ein Auto in einen Feinstaub-Staubsauger verwandelt. Vor dem Kühler wird ein Filter in die bestehende Luftstrecke des Wagens integriert; das Filterelement funktioniert mechanisch und wird über den schaltbaren Kühllufteinlass angesteuert. Während der Fahrt strömt Luft durch das System, und die Feinstaubpartikel bleiben im Filter hängen. Getestet hat Audi seine Urban Purifier in e-tron-Versuchmodellen. Denn auch während des Ladevorgangs soll der Filter durch die in den Elektrofahrzeugen verbauten Lüfter, die Umgebungsluft durch den Kühler fördern, wirksam sein. Das Pilotprojekt läuft noch bis 2024.
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