Im Rahmen von Diskussionen zur Klimaveränderung wird oft die Meinung geäußert, dass zukünftig alle im Alltag benötigte Energie über erneuerbare Energieträger zur Verfügung gestellt werden wird. Als Beispiel dient dabei häufig das Elektroauto, welches das heute übliche, mit Benzin oder Diesel angetriebene Fahrzeug ablösen wird. Die Aufladung des Akkus erfolge dann beispielsweise über Solarstrom. Mich hat in diesem Zusammenhang interessiert, ob diese Vorstellung realistisch ist.

Ich habe beispielsweise am vergangenen Wochenende Verwandte in Mühlhausen besucht. Die Fahrstrecke beträgt von Jena aus hin und zurück etwa 230 km. Nehmen wir für unsere Beispielrechnung an, dass ein Fahrzeug mit Hybridantrieb verwendet wird, welches über Rekuperation Bewegungsenergie zurückgewinnen kann. Dies entspricht der bei Elektrofahrzeugen üblichen Technik. Der Toyota Prius ist ein solches Fahrzeug und verbraucht in der neuesten Version 3,9 l Benzin pro 100 km. [http://www.toyota.de/] Damit würde der Benzinverbrauch in diesem Beispiel 8,97 l betragen. Dieser Verbrauch muss nun auf eine Energieeinheit umgerechnet werden.

Eine Recherche bei Wikipedia unter dem Stichwort „Heizwert“ [http://de.wikipedia.org/wiki/Heizwert] liefert für Benzin bei Verbrennung ein Energieäquivalent von 9,2 kWh je l. Damit ergibt sich für die Fahrt von Jena nach Mühlhausen und zurück ein Energieverbrauch von rund 82,5 kWh, die, entsprechend der eingangs genannten Idee über Solarstrom dem Akkumulator wieder zugeführt werden müssen.

An der Fachhochschule Jena wird eine Klima-Messstation betrieben, die auch die Globalstrahlung mit erfasst. Die Globalstrahlung ist die Energiemenge, die insgesamt an einem Ort durch Sonneneinstrahlung zur Verfügung steht. Der Jahres-Mittelwert der in den Jahren 2005 bis 2008 registrierten Globalstrahlung beträgt für Jena 1.078,5 kWh/m². [http://mechatronik.mb.fh-jena.de/station/klima/strahlung.html und http://mechatronik.mb.fh-jena.de/station]. Ein Photovoltaik-Modul hat unter günstigsten Bedingungen einen Wirkungsgrad von 0,2. Als Beispiel soll ein Polykristallines Silicium-Modul dienen, wie es unter [http://www.suntech-power.com] angeboten wird. Die Fläche dieses Moduls beträgt 2 m². Unter diesen Bedingungen könnten 1,18 kWh Elektroenergie pro Tag dem Modul entnommen werden (1.078,5 kWh/m² * 2 m² * 0,2 Wirkungsgrad / 365 Tage). Für unser Beispiel bedeutet dies, dass der Akkumulator des Autos im Mittel also knapp 70 Tage nachgeladen werden muss – in Sommer etwas kürzer, im Winter etwas länger. Umgerechnet ergibt das eine mögliche jährliche Fahrleistung von rund 1.200 km, die unter diesen Bedingungen maximal möglich ist.

Nun könnte jemand einwenden, dass doch mehr Solarmodule verwendet werden können. Damit würde sich die notwendige Ladezeit sicher deutlich verkürzen. Rechnen wir also weiter. Ich wohne in einem Mehrfamilienhaus in Großplattenbauweise. Die Wohnfläche beträgt nicht ganz 70 m² und das Haus hat 6 Wohn-Etagen. Wenn also die gesamte Dachfläche mit Solarmodulen bestückt würde, so stünde für jede Wohnetage eine Fläche von knapp 12 m² zur Verfügung. Da das aber nun alles ist, kann diese Energie aber nun nicht nur „verfahren“ werden – sie sollte auch alle anderen benötigten Energieaufwendungen decken.

Der Gesamtertrag wäre in diesem Fall etwa 2.525 kWh pro Jahr. Der Elektroenergieverbrauch unseres Haushalts (Waschen, Beleuchtung, Kochen und Backen, Kommunikation) betrug 1.265 kWh. Wird dieser Bedarf abgezogen, verbleibt noch Energie für umgerechnet rund 3.500 km Fahrstrecke im Jahr. Wenn jedoch auch der Energieaufwand für Warmwasser (rund 1.600 kWh) und Heizung (rund 6250 kWh jeweils nach Betriebskostenabrechnung 2008) berücksichtigt wird, dann wird die Energiebilanz drastisch negativ.

Nur, wenn eine Null-Energie-Wohnung angenommen wird, könnte etwas Energie für den Betrieb eines Autos übrig bleiben. Damit ergibt sich aber das Problem, dass das Auto aus Energiegründen die meiste Zeit des Jahres steht. Der heute üblichen Fahrzeugtechnik zumindest, bekommt das nicht allzu gut.

Nun könnte eingewendet werden, dass die Rechnung unseriös sei, weil ja problemlos noch Energie aus Windkraftanlagen oder aus Wasserkraftwerken bezogen werden kann. Das stimmt. Das wird aber wohl die Energie sein, die nötig ist, um das Auto bzw. die Solarzellenmodule überhaupt erst einmal herzustellen. Und ein Akkumulator hat auch nicht das ewige Leben, er wird ersetzt und recycelt werden müssen, wie auch irgendwann das ganze Auto, egal wie gut es konstruiert ist. Und auch das benötigt Energie.

Das Fazit, was ich an dieser Stelle ziehe, ist relativ einfach: So wie angedacht, wir nehmen halt statt Sprit einfach Sonnenenergie und machen weiter wie bisher, wird es nicht funktionieren. Nötig ist eine andere Lebensweise. Diese darf auf keinen Fall bedeuten, dass auf die Befriedigung des Bedürfnisses, Verwandte zu besuchen, verzichtet werden muss. Jedoch wird die Art und Weise, dies zu tun, sich ändern müssen. Angesagt ist, mit einem bestimmten Betrag an Energie auskommen zu müssen und trotzdem ein angenehmes Leben zu führen [http://zw-jena.de/energie/gleichgewicht.html]. Ideen dazu sollten und können bereits heute entwickelt werden.
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