von Dr. Peter Heller zu Person und Archiv - Webseite -

Die Veranstaltung nannte sich “Festival der Utopien”. Zwei Tage hatten die in verschiedene Gruppen aufgeteilten Studenten Zeit, sich Gedanken über die Mobilitätssysteme der Zukunft zu machen. Am Ende wurden die Ergebnisse einer Reihe geladener, als “Strippenzieher” titulierter Gäste präsentiert. Nicht primär Fachleute waren angesprochen, sondern eher Multiplikatoren aus Wirtschaft, Wissenschaft und Verwaltung. Dies mag erklären, warum die Vorstellungen der Studenten mit einem gewissen Wohlwollen betrachtet wurden. Man fand scheinbar amüsant, was gezeigt wurde. Ich dagegen war erschrocken und verärgert, was ich auch deutlich zum Ausdruck brachte.

“Mobilität” empfanden die durchweg gesellschaftswissenschaftlich orientierten Nachwuchsakademiker als etwas Bedrohliches, das auf eine im diffusen bleibende Weise die Menschen unglücklich macht und die Erde zerstört. Die zu ziehende Konsequenz erschien daher zwingend: Mobilität gehört abgeschafft. Da das aber nicht geht – und so viel Realitätssinn war durchaus noch vorhanden – verfiel man auf eine naheliegende Alternative: Das Beamen. Mobilitätsbedarfe würden in Zukunft also ganz einfach durch Maschinen abgewickelt, durch die Güter und Personen zeitverlustfrei und ohne sich physisch bewegen zu müssen, von einem Ort zum anderen teleportieren. Den Weg zu diesen Maschinen sollte man per Pferd und Luftschiff zurücklegen können – letzteres mit Pferdemist angetrieben.

Zu kritisieren sind solche Phantasien nicht nur wegen ihrer offensichtlich ökologistischen Motivation. Viel erschreckender war in diesem konkreten Fall die Vehemenz, mit der sich gebildete junge Erwachsene auf Vorstellungen jenseits des physikalisch möglichen und denkbaren versteiften. Weder Energie-, noch Impuls- oder Massenerhaltung zählten, obwohl diese doch einen nicht veränderbaren Rahmen für das Verhältnis von Aufwand und Nutzen technischer Systeme vorgeben. Man darf sich darüber nicht wundern in Zeiten, in denen diese Art zu denken von der Politik vorgelebt wird. Zwar hat sich noch kein Volksvertreter zum Beamen bekannt, aber etablierte Phantasien zur Elektromobilität sind davon nicht weit entfernt.

Was ist eigentlich eine Batterie?

Technische Systeme entstehen, wenn menschliche Schaffenskraft Wege und Möglichkeiten findet, natürliche Vorgänge und Effekte künstlich hervorzurufen und in Ausmaß und Wirkung zu regeln. Die Batterie ist hierfür ein schönes Beispiel. Eine solche besteht aus mehreren galvanischen Zellen, in denen chemische Bindungsenergie in Gleichstrom umgewandelt wird. Streng genommen handelt es sich bei Batterien daher nicht um Energiespeicher, sondern um Generatoren.

Dabei macht man sich die Eigenschaft von Metallen zunutze, in unterschiedlichem Ausmaß in Lösung zu gehen. Von einem in einer geeigneten Flüssigkeit hängendem Stück Zink werden also einige Zink-Atome aus dem Metallgitter herausgelöst. Ihre sich im Metallgitter frei bewegenden Valenzelektronen (sozusagen die “äußeren” Elektronen der Atomhülle, die sogenannten Valenzelektronen) bleiben dabei allerdings zurück. Die Zink-Atome gehen als positiv geladene Ionen in Lösung, das Metallstück, die sogenannte Elektrode, lädt sich negativ auf. Metalle zeigen dieses Verhalten, weil es trotz der entstehenden Ladungsträgertrennung für sie energetisch günstig ist. Zumindest in einem gewissen Ausmaß. Denn irgendwann wirken die abstoßenden Kräfte der gelösten Ionen und die anziehenden der freien Elektronen im Metallgitter der weiteren Auflösung der Elektrode entgegen. Nun stelle man gedanklich einen zweiten Becher daneben. In diesen aber soll eine Elektrode aus einem anderen Material eingebracht werden, beispielsweise Kupfer. Es geschieht gleiches: Einige Kupferatome gehen als positiv geladene Ionen in Lösung und die Elektrode wird aufgrund des Elektronenüberschusses elektrisch negativ. Der Trick ist nun, die beiden Elektroden mit einem Kabel zu verbinden. Ein Voltmeter würde eine Spannung anzeigen. Denn es gehen weit mehr Zink- als Kupferatome in Lösung, die Zinkelektrode ist daher stärker negativ aufgeladen, als die aus Kupfer. Verbindet man nun noch die beiden Behälter miteinander, ist der Stromkreis geschlossen. Elektronen  wandern durch den Draht und die Zink-Ionen durch die Lösung von der Zink- zur Kupferelektrode.  Dieses Beispiel erläutert das grundlegende Prinzip aller elektrochemischen Batterien. Ihre wesentlichen Elemente sind die Anode, die “Elektronenquelle” (im Beispiel die Zink-Elektrode), die Kathode, die “Elektronensenke” (im Beispiel die Kupfer-Elektrode) und der Elektrolyt, also der Stoff, durch den die Ionen von der Anode zur Kathode wandern können (im Beispiel eine geeignete Salzlösung).

Die aus einer solchen Zelle gewinnbare Energie entspricht dem Produkt aus der Spannungsdifferenz zwischen den beiden Elektroden und der Menge an generierbarer Ladung. Dies gestattet es auf vergleichsweise simple Art und Weise die maximale Energiedichte einer elektrochemischen Batterie zu berechnen. Die Zellspannung ist anhand der elektrochemischen Spannungsreihe kalkulierbar. In dieser wird das elektrochemische Potential verschiedener Stoffe (also quasi ihr Bestreben, “in Lösung zu gehen”) in Bezug auf den definierten Nullpunkt Wasserstoff angegeben. Als Beispiel kann das oben beschriebene Daniell-Element, eine galvanische Zelle mit der Stoffkombination Zink/Kupfer dienen. Die hier stattfindende Redoxreaktion läßt sich in folgender Form notieren:

Zn + Cu²⁺ -> Zn²⁺ + Cu

Es wandern sozusagen zwei Elektronen von jedem Zink-Atom der Anode zu einem Kupfer-Ion an der Kathode. Die Anode löst sich langsam auf, da die ionisierten Zink-Atome in den Elektrolyten übergehen, an der Kathode scheiden sich die Kupfer-Ionen aus dem Elektrolyten wieder ab. Die elektrochemische Spannungsreihe liefert für Kupfer ein Standardpotential von +0,34 V, für Zink eines von -0,76 V. Die Gesamtspannung der Zelle beträgt daher E = 1,1 V. Ein Mol Zink enthält vollständig ionisiert eine Ladung von Faraday-Konstante(F) mal zwei und wiegt 65,41 Gramm. Als Reaktionspartner ist ein Mol Kupfer mit einem Gewicht von 63,55 Gramm erforderlich. Die Ladungsmenge pro Gramm Material beträgt also in diesem Fall  2F/(Summe der molaren Massen der beteiligten Reaktionspartner M), die spezifische Energiedichte der Zelle in J/g (entspricht kJ/kg) liegt bei 2FE/M. Ein Daniell-Element könnte höchstens etwa 1,5 MJ/kg liefern. Verallgemeinert lautet die Formel für die theoretisch maximale Energiedichte einer elektrochemischen Batterie xFE/M mit x als Anzahl der Elementarladungen, die an der Anode pro Atom freiwerden.

Der Lithium-Ionen-Akkumulator

Hohe Energiedichten kann man also durch die Wahl eines möglichst leichten Materials mit einem (betragsmäßig) möglichst hohen Standardpotential erzielen. Das Metall Lithium als leichtestes Metall überhaupt und  einem sehr hohen  Redoxpotential von -3,04 V ist daher für Batterien besonders geeignet. Neben der Energiedichte sind aber noch weitere Parameter zu beachten:

 

• Wiederaufladbarkeit: Vor allem bei größeren und schwereren Systemen (beispielsweise für Fahrzeuge) oder auch solchen, die sich aufgrund der Gestaltung eines (mobilen) Produktes nur schwer auswechseln lassen, ist es sinnvoll, statt Einwegbatterien Akkumulatoren einzusetzen. Durch Anlegen einer der Polung der Zelle entgegengesetzten Spannung kann man bei diesen den Ausgangszustand wiederherstellen. Die chemische Komposition eines Akkumulators, also Zusammensetzung und Strukturen von Anode, Kathode und Elektrolyt, sollte daher möglichst nur solche Reaktionsverläufe gestatten, die reversibel sind.
• Alterung: Es ist allerdings prinzipiell unmöglich, irreversible Reaktionen völlig zu verhindern. Eine Batterie ist ein Gemisch einer Vielzahl unterschiedlicher Stoffe in mitunter unterschiedlichen Aggregatzuständen, denen zahlreiche Möglichkeiten zur Verfügung stehen, miteinander zu reagieren. Viele Vorgänge in dieser „elektrochemischen Suppe“ lassen sich zwar messen, ihr Zustandekommen ist aber oft theoretisch noch nicht ausreichend verstanden und daher schwer vorhersehbar. Elektrochemiker gleichen modernen Alchemisten. Manchmal schütten sie einfach irgendwelche Reagenzien zusammen und schauen, was passiert. Die Entwicklung von Batterien ist ein experimenteller, auf „Versuch und Irrtum“ basierender Prozeß. Fortschritte entstehen oft zufällig und gelungene Rezepturen werden seitens der Hersteller ebenso vertraulich behandelt, wie die des berühmten amerikanischen Softdrinks. Mit anderen Worten: Was in einer Zelle energetisch möglich ist, geschieht auch. Die Elektroden können korrodieren und an ihnen und im Elektrolyten können Abfallprodukte entstehen, die für die Stromproduktion nicht mehr zur Verfügung stehen. Dadurch verringert sich im Laufe der Zeit die nutzbare Kapazität der Batterie. Auch steigt ihr innerer Widerstand an, was ihre Leistung vermindert. Es gilt ein Design zu finden, in dem diese Alterungsprozesse so langsam wie möglich ablaufen.
• Selbstentladung: Konzentrationsunterschiede zwischen Anode und Kathode wollen ausgeglichen werden. Auch ohne die Übertragung von Elektronen durch einen äußeren Stromkreis sind energetisch immer einige Reduktions- bzw. Oxidationsreaktionen an den Elektroden möglich. Dadurch wird das chemische Gleichgewicht in einer Batterie gestört und Ionen beginnen, von der Anode zur Kathode zu wandern, um dies wieder auszugleichen. Eine jede Zelle entlädt sich also auch ohne angeschlossenen Verbraucher mit der Zeit von selbst. Ziel der Entwickler ist es, dieses Vorgang soweit wie möglich zu verlangsamen.

 

Die physikalisch unvermeidbaren Probleme und Einschränkungen sind damit bei weitem noch nicht erschöpfend behandelt. Man denke nur an Sicherheitsfragen, an die Temperaturabhängigkeit der Reaktionsabläufe oder auch an die Toxizität mancher verwendeter Materialien, die großen Einfluß auf Entsorgungsmöglichkeiten ausübt.

Viele theoretisch denkbare Stoffkombinationen und Strukturen von Akkumulatoren können unter diesen Kriterien aufgrund mangelnder Praxistauglichkeit ausgeschlossen werden. Zu den übriggebliebenen, die derzeit besonders für Elektrofahrzeuge als sinnvoll angesehen werden, zählt der Lithium-Ionen-Akkumulator.

Wobei es den einen Lithium-Ionen-Akkumulator nicht gibt. Der Begriff ist nur die Überschrift für eine Vielzahl unterschiedlicher Systeme, die den Einsatz von Lithium-Ionen als Ladungsüberträger von Anode zu Kathode gemeinsam haben. Ein Beispiel ist der Lithium-Eisenphosphat-Akkumulator, der bereits in Batteriefahrzeugen zum Einsatz kommt.

Die Anode in solchen Systemen besteht oft aus Graphit, in dessen Kristallstruktur Lithium-Atome eingelagert werden. Den Elektrolyten bildet eine Lösung von Lithium-Salzen in organischen Verbindungen. Und die namensgebende Kathode besteht aus Eisenphosphat FePO₄. Bei der Entladung geben die Lithium-Atome in der Kathode ihr Valenzelektron ab, wandern durch den Elektrolyten zur Anode und lagern sich in den Eisenphosphat-Kristall ein. Dort finden sie Platz, weil (vereinfacht ausgedrückt) das dreifach positiv geladene Eisenatom ein Elektron aufnimmt und somit eine „negative“ Andockstelle an einem der Sauerstoffatome des Phosphates frei wird.

Die Reaktionsgleichung läßt sich also notieren als

Li + Fe³⁺ -> Li⁺ + Fe²⁺

Die Nennspannung einer solchen Zelle liegt bei 3,81 V. Die theoretisch erreichbare Energiedichte beträgt 2,33 MJ/kg oder 650 Wh/kg (Molmasse Lithium: 6,94 g; Molmasse Eisenphosphat: 150,83 g). Handelsübliche Lithium-Eisenphosphat Akkumulatoren weisen bereits Energiedichten von 150 Wh/kg auf. Andere Typen, etwa Lithium-Cobaltdioxid, Lithium-Titanat oder Lithium-Mangan liegen in einer ähnlichen Größenordnung, es gibt Lithium-Ionen-Systeme mit bis zu 250 Wh/kg. In jedem Fall aber befindet man sich bereits so nah am theoretischen Maximum, daß weitere Verbesserungen nur noch mit sehr hohem Aufwand erzielt werden können und noch dazu für die Bewertung irrelevant sind. Benzin hat eine Energiedichte von 43 MJ/kg oder 11.190 Wh/kg. Ein Faktor von 20 im Vergleich zum theoretischen Maximum und ein Faktor von 50 im Vergleich zu den besten verfügbaren Akkumulatoren.

Niemals wird mit einer Lithium-Ionen-Batterie die Energiedichte von Kohlenwasserstoffen auch nur annähernd erreicht werden können. Daran können noch so viele Ingenieure und Techniker, ausgestattet mit noch so vielen Milliarden an Forschungsmitteln nichts ändern. Es geht nicht, denn die Naturgesetze schieben hier einen prinzipiellen, unverrückbaren Riegel vor. Und das gilt auch für den größten Etikettenschwindel der aktuellen Debatte: den Lithium-Luft-Akkumulator.

Lithium-Luft?     

Nein, entgegen vieler Behauptungen ist Lithium nicht der elektronegativste Stoff, den es gibt. Strontium (-3,8 V), Kalzium (-3,8V) und Praesodym (-3,1 V) übertreffen es noch. Aber der Abstand ist gering und das weit niedrigere Atomgewicht spricht in jedem Fall für Lithium. Es ist das beste, was man hat, will man eine Batterie hinsichtlich ihrer Energiedichte optimieren.

Das oben berechnete theoretische Maximum ist in der Praxis niemals erreichbar. Denn in der Kalkulation werden nur die Massen von Anode und Kathode berücksichtigt. Eine Batterie ohne Gehäuse, elektrische Anschlüsse (und ggf. auch Schutzschaltungen) und vor allem ohne Elektrolyt ist nicht denkbar. Beachtet man dies alles nicht und denkt sich auch die Kathode weg, gelangt man zu einer maximalen Energiedichte von 42 MJ/kg oder 11,7 kWh/kg. Dies ist letztendlich der höchste theoretische Wert für eine galvanische Zelle überhaupt. Er entspricht der Energiedichte von Benzin. Es kann keine Batterie geben, deren Energiedichte die von Kohlenwasserstoffen übersteigt. Die Physik läßt es nicht zu.

Die 11,7 kWh/kg findet man oft als Angabe für die berüchtigte Lithium-Luft-Technologie. Hier geht man von einer Anode aus reinem Lithium aus und sagt, die Kathode könne man ja weglassen, weil der zur Oxidation verwendete Sauerstoff aus der Luft entnommen werde und daher nicht zum Batteriegewicht beitrage. Das grenzt an Desinformation. Erstens sind in der Praxis Gehäuse, Elektrik und Elektrolyt wie oben ausgeführt mitzudenken und zweitens ist sehr wohl eine Art von Kathode erforderlich. Denn der aus der Luft entnommene Sauerstoff benötigt eine “Andockstelle”, an der er vom System aufgenommen werden und mit den Lithium-Ionen reagieren kann. Man experimentiert gegenwärtig mit porösen Strukturen aus Kohlenstoff. Die reversible Reaktion, die an diesen stattfindet, lautet wie folgt:

2Li⁺ + O₂ -> Li₂O₂

Bedauerlicherweise kann statt Lithiumperoxid auch Lithiumoxid entstehen:

4Li⁺ +O₂ -> 2Li₂O

Und diese Reaktion ist irreversibel, was die Kapazität einer solchen Batterie bei jeder Entladung deutlich senkt. Man kann mittels metallischer Katalysatoren die Menge an Lithiumdioxid zwar reduzieren, aber eben auf Kosten des Gewichts und damit der Energiedichte. Weiterhin ist eine Anode aus reinem Lithium zwar machbar, wenn auch sehr teuer, lädt man den Akkumulator aber wieder auf, entstehen bei der “Rückbildung” der Anode dendritische Lithium-Strukturen, die durch den Elektrolyten hindurch bis zur Kathode wachsen und Kurzschlüsse hervorrufen können. Am Ende wird man daher doch, wie beim Lithium-Ionen-Akkumulator, auf eine lithiumtragende Struktur als Anode zurückgreifen müssen. Auf Kosten des Gewichts natürlich. Ein dritter Aspekt betrifft die Massenzunahme der Batterie. Immerhin wird ihr im Laufe der Betriebszeit Sauerstoff hinzugefügt. Pro Gramm Lithium kommen 2,3 Gramm Sauerstoff hinzu. Die Energiedichte sinkt entsprechend ab. Fairerweise wäre beim Lithium-Luft-Akkumulator also die mittlere Energiedichte über einen Entladevorgang anzugeben, deren theoretischer Höchstwert bei 19 MJ/kg oder 5,4 kWh/kg liegt. Lithiumdioxid, dendritische Strukturen und Massenzunahme sind prinzipiell unvermeidbar. Die Aufnahme von Wasser aus der Umgebungsluft, das mit Lithium tunlichst nicht in Berührung kommen sollte, ist es natürlich nicht. Aber entsprechende technische Vorrichtungen sind auch wieder zusätzliche Massen. Wäre denn eine Lithium-Luft-Batterie denkbar, die zumindest 20% der Energiedichte von Benzin erreicht? Man kann es nicht ausschließen, aber bis zur Marktreife werden noch Jahrzehnte vergehen.

Die Sicht des Nutzers

Schließlich kommen von der hohen Energiedichte der Kohlenwasserstoffe bedingt durch den Wirkungsgrad von Otto- oder Dieselmotoren am Ende ja nur  etwa 20% an den Reifen an (im Mittel eines typischen Fahrzyklus). Ein Elektromotor hingegen kann über 90% der elektrischen Energie in Vortrieb umsetzen. Wäre eine 20%-Batterie daher wettbewerbsfähig?

Nein, wäre sie nicht. Um das zu verstehen, sollte man den motorisierten Individualverkehr aus der Sicht des Nutzers betrachten.

Einer der anfangs erwähnten Studenten sah sich meinem Einspruch ausgesetzt, die modernen Mobilitätssysteme hätten doch auch positive Auswirkungen auf die Lebensumstände der Menschen. Seine Antwort lautete sinngemäß: Den könne er nicht erkennen, weil er um diese Uhrzeit zu abendlicher Stunde nicht mehr nach Hause käme. Es führen keine Bahnen mehr.

Hätte er ein Auto, könnte er. Das Automobil ermöglicht es, beliebig lange Strecken zwischen beliebigen Orten zu beliebigen Zeiten zurückzulegen. Oft wird kritisch angemerkt, unsere Fahrzeuge stünden ja doch nur 23 Stunden am Tag unbenutzt herum. Richtig, genau dafür wird ein Auto gekauft. Man schafft es sich nicht an, um damit zu fahren. Man schafft es sich an, um damit fahren zu können, sollte es erforderlich sein. Wie steht es denn mit der Zeit, die man pro Tag telefonierend am Handy verbringt (sofern man kein pubertierender Teenager ist)? In Wahrheit hat man ein Mobiltelefon nicht um zu telefonieren, sondern um damit telefonieren zu können, wenn man es denn möchte. Wie viele Stunden am Tag laufen denn Waschmaschine oder Wäschetrockner, Kaffeemaschine oder Toaster?

Fast 80% aller Fahrten lägen aber doch unter 50 Kilometern, heißt es dann. Nur: Warum sollte man sich ein Batteriefahrzeug anschaffen, das 80% des eigenen Mobilitätsbedarfes erfüllt, wenn man – zu weit geringeren Kosten – auch einen Benziner oder Diesel bekommen kann, der 100% abdeckt?

Batterien sind im Vergleich zu Kohlenwasserstoffen sehr teuer. Es sind Skaleneffekte durch Massenproduktion denkbar, aber die grundlegenden Faktoren Materialkomposition und komplexe Struktur (zumindest bei Lithium-Systemen) werden bleiben. Sicher kann man mit einem Elektrofahrzeug auch Reichweiten von mehreren hundert Kilometern locker darstellen. Wenn man denn bereit ist, eine entsprechende Kapazität mit dem entsprechenden Gewicht zu den entsprechenden Kosten mit sich herumzuschleppen. Leichtbau und alle möglichen anderen Dinge, die der Elektromobilität zugutekommen sollen, können schließlich auch herkömmliche Fahrzeuge verbessern. Die Schere zwischen dem Nutzen von Benzinern und Batteriefahrzeugen schließt sich dadurch nicht. Mit der bevorstehenden Einführung des 48V-Bordnetzes können auch in konventionelle Fahrzeuge eine effiziente Start-Stop-Automatiken und Rekuperationssysteme integriert werden. Setzt man zusätzlich noch für das Anfahren und für das “Segeln” auf abschüssigen Strecken einen kleinen elektrischen Hilfsmotor ein, kann der Verbrenner besonders ineffiziente Betriebszustände vermeiden und sein real erzielter Wirkungsgrad steigt.

Aber der alles entscheidende Faktor lautet: Ein konventionelles Fahrzeug ist immer einsatzbereit. Auch bei leerem Tank ist die Fahrbereitschaft schnell wieder hergestellt. Ein Akkumulator dagegen benötigt Stunden für das Wiederaufladen. Dagegen kann man nichts machen. Die Ionen müssen schließlich physisch von der Kathode zur Anode zurück. Das dauert seine Zeit. Hohe Ladeströme können diese Zeit verkürzen, schaden der Batterie aber in jedem Fall durch forcierte Alterung. Man kann die Ladezeit verkürzen, in dem man einen Akkumulator nur zu 70-80% wieder füllt. Was der Batterie durchaus gefällt, aus Nutzersicht jedoch nur die Zeit bis zum nächsten Stillstand verkürzt.  Die meisten Menschen werden unruhig, wenn sich die Tanknadel der Null nähert oder gar die rote Warnlampe aufleuchtet. Mit einem schnellgeladenem Akku fährt man immer auf Reserve. Wobei das “schnelle” Laden eben auch eine Stunde dauert.

Dennoch wird die Industrie Batteriefahrzeuge absetzen können. Auch ein solches Produkt findet seine Nischen. Die meisten werden es einfach aus Spaß an der besonderen Fahrdynamik und am fehlenden Motorgeräusch verwenden. Einige wenige fehlgeleitete werden sicher auch zugreifen, weil sie denken, damit einen Beitrag zur Rettung der Welt zu leisten. Wirklich sinnvoll ist Elektromobilität  nur dort, wo sie die vorhandenen Möglichkeiten ergänzen kann. Carsharing-Fahrzeuge in den Innenstädten stehen nicht im Wettbewerb zu konventionellen Fahrzeugen. Sondern im Wettbewerb zum ÖPNV. Flexibilität zum Preis einer Monatskarte ist unwiderstehlich. Sie wird zusätzlich bei vielen Nutzern die Lust auf ein eigenes Fahrzeug wecken. Elektroräder, Segways und ähnliche Konzepte ersetzen nicht den PKW, sie machen den Fußgänger mobil. In Bereichen, in denen regelmäßig kurze Strecken bei niedrigen Geschwindigkeiten zurückzulegen sind und das mitunter auch noch in überdachten Bereichen, ist Elektromobilität ohnehin längst etabliert. Man denke an Gabelstapler oder andere Flurförderfahrzeuge. Radnabenmotoren schließlich ermöglichen dem Designer Freiraum, denn es ist keine starre Karosserie mehr erforderlich, die erstens den Motor trägt und diesen zweitens mechanisch mit den Achsen verbindet. Morphende Fahrzeuge, die ihre Gestalt je nach Einsatzzweck ändern, werden denkbar.

In solchen Szenarien können und werden batteriebetriebene Fahrzeuge die Verbrenner sinnvoll ergänzen. Substituieren aber können sie sie nicht. Prinzipiell nicht. Denn dies ist keine Frage der Ingenieurskunst, sondern eine naturgesetzliche Grenze.

Der Unterschied zwischen Technikfeindlichkeit und Skepsis

Muß man das alles wissen? Ist es erforderlich, für Politiker, für Journalisten und für die breite Bevölkerung, sich technisches Wissen zumindest in oben dargestelltem Umfang anzueignen, um das Substitutionspotential von Batteriefahrzeugen realistisch einschätzen zu können? Sind entsprechende Kompetenzen vielleicht sogar für alle anderen Technologien ebenso notwendig? Natürlich nicht. Solange man sich darüber im Klaren ist, über dieses Wissen eben nicht zu verfügen und sich daher die Skepsis bewahren kann, unrealisierbaren Phantasien nicht blind zu folgen.

Technikfeindlichkeit äußert sich nicht nur in Ablehnung, sondern auch in Überhöhung. Denn beides entsteht aus dem Unwillen, die eigene Unwissenheit zumindest in sein Kalkül einzubeziehen, wenn man schon nicht das Interesse aufbringt, ihr abzuhelfen. Politiker lassen sich gerne beraten. Aber mit entsprechenden Gutachten werden oft genau die betraut, die selbst profitieren, so denn ihre Stellungnahmen entsprechende Maßnahmen auslösen helfen. Es entsteht ein Kreislauf der sich selbst verstärkenden Legendenbildung. Es ist eine Form daraus erwachsender Autosuggestion, die nicht nur Politik und Medien zur massiven Unterstützung der Elektromobilität treibt. Sondern auch Studenten dazu anhält, sich in noch abstrusere Ideen hineinzusteigern.

Jede erfolgreiche Innovation beinhaltet für eine ausreichend große Kundengruppe einen Nutzen, dessen Wert die Kosten für Anschaffung und Betrieb übersteigt. Das Neue entsteht, weil dieses Verhältnis durch den naturgesetzlichen Rahmen nicht beliebig steigerbar ist. Irgendwann stößt man an die Grenzen des physikalisch Machbaren. Diese zu überschreiten gelingt dann nur durch ein neues technisches Konzept, das auf anderen Effekten beruht. Skepsis bedeutet, die Existenz solcher Grenzen anzuerkennen. Auf dieser Grundlage entstehen Impulse für neue Entwicklungen.

Grenzen zu leugnen und sich dadurch auf eine bestimmte technische Linie festzulegen, zementiert dagegen Bedingungen, in denen das Neue verkümmert, so es überhaupt entsteht. Deswegen ist es gefährlich, wenn Politik der Bevölkerung vorlebt, man könne und müsse Fortschritt in eine bestimmte Richtung zwingen, um die Zukunft zu gewinnen. Denn damit verliert man nicht erst die Zukunft, sondern schon die Gegenwart. Wenn Energie und Mobilität etwas im Grunde Schlechtes sind und man den Bedarf erstens reduzieren und zweitens nur auf eine bestimmte Weise decken darf, wer will dann noch in Innovationen in diesen Bereich investieren? Die Energiewende ist in Wahrheit schädlich für die Hersteller von Energiesystemen, auch im Segment der NIE. Und das massive staatliche Engagement in der Elektromobilität ist in Wahrheit schädlich für die Automobilbranche. Es induziert gedankliche Irrwege, in denen nur das Unmögliche noch akzeptabel erscheint. Und eine umfassende Substitution konventioneller PKW durch Batteriefahrzeuge ist ebenso unmöglich, wie die Darstellung der Energiebedarfe eines Industrielandes durch NIE. Zwischen Politikern, die solches glauben und Studenten, deren Vorstellungskraft sich auf Beamen, Pferde und Pferdeäpfel reduziert, besteht in dieser Hinsicht kein Unterschied.

Beitrag erschien zuerst auf: science-skeptical.de