Für die Dekarbonisierung des Verkehrsbereichs sind Energiespeichertechnologien für Fahrzeuge unverzichtbar
„Auch in Zukunft wird der Wunsch nach individueller Mobilität in unserer Gesellschaft weiter vorhanden sein. Aus Gründen des Klimaschutzes und der Luftreinhaltung wird in der Art dieser Mobilität jedoch ein Wandel unverzichtbar sein, das zeigen uns alle aktuellen Diskussionen. Den sich daraus ergebenden Transformationsprozess unserer Automobilwirtschaft begleiten wir technologieoffen und mit Blick auf die Ermöglichung eines Dreiklangs aus ökologischen, ökonomischen und sozialen Anforderungen. Veranstaltungen wie das Energiespeichersymposium tragen dazu bei, die bisweilen emotionalen Diskussionen über die Zukunft der Mobilität zu versachlichen“, betonte der Amtschef des Ministeriums für Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau Baden-Württemberg, Ministerialdirektor Michael Kleiner.
System- und Technologieszenarien: Was hält die Zukunft bereit?
Das Auto wird auf absehbare Zeit das zentrale Fortbewegungsmittel im Alltag bleiben und der PKW-Bestand weiterhin wachsen: Immer mehr Menschen leben in Haushalten, bei denen jede erwachsene Person über ein Auto verfügt. Insgesamt geht rund die Hälfte des Energieverbrauchs im Verkehr auf Privatfahrzeuge zurück.
„Das von der Bundesregierung angestrebte Klimaschutzziel, die verkehrsbedingten CO2-Emissionen bis zum Jahr 2030 um mindestens 40 Prozent gegenüber 1990 zu reduzieren, lässt sich nur durch den konsequenten Umstieg auf alternative Antriebe und eine Verhaltensänderung in der Bevölkerung erreichen“, bilanzierte Claudia Nobis vom DLR-Institut für Verkehrsforschung, die sich mit Szenarien zur Zukunft des Verkehrs befasst.
Klimaanlage auf Metallhydridbasis – Abhängig von Druck und Temperatur erzeugen Metallhydride Wärme und Kälte. DLR-Forscher nutzen diese Eigenschaft zum Beipsiel in einer Klimaanlage für Brennstoffzellenfahrzeuge. – Foto © DLR (CC-BY 3.0)
Technologien für die Mobilität der Zukunft
Um mit elektrisch betriebenen Fahrzeugen nachhaltig, wirtschaftlich und nutzerfreundlich unterwegs zu sein, muss Energie für den Antrieb möglichst effizient gespeichert und bereitgestellt werden – in Form von Batterien oder Brennstoffzellen. Zum aktuellen Stand dieser Technologien gaben Vertreter großer deutscher Automobilhersteller einen Einblick. Gleichzeitig gilt es, den Wärmehaushalt im alternativ angetriebenen Fahrzeug optimal zu nutzen, zum Beispiel zur Klimatisierung. Klimaanlagen gehören heute zur Standardausstattung. Sie benötigen allerdings Strom, der zunächst erzeugt werden muss und so die Reichweite verringert – bei elektrischen Antrieben um bis zu 50 Prozent, je nach Außentemperatur. Für die Anwendung in Brennstoffzellenfahrzeugen haben DLR-Forscher deshalb ein neuartiges Konzept entwickelt für eine Klimaanlage auf Metallhydridbasis. Abhängig von Druck und Temperatur erzeugen Metallhydride Wärme beziehungsweise Kälte.
„Die ohnehin vorhandene Druckdifferenz zwischen dem Wasserstofftank mit mehreren hundert Bar und der Brennstoffzelle, die lediglich mit einem Druck von rund fünf Bar arbeitet, nutzen wir geschickt, um Kälte zu erzeugen – ohne die elektrische Reichweite zu verringern oder klimaschädliche Kältemittel einzusetzen“, beschreibt Marc Linder, der die Forschungsgruppe am Institut für Technische Thermodynamik leitet.
Nachhaltig unterwegs – auch in der Luft
Wie man elektrisch und emissionsfrei abhebt, das haben DLR-Wissenschaftler mit dem weltweit ersten viersitzigen Brennstoffzellenflugzeug HY4 gezeigt, dessen Erstflug im September 2016 stattfand. (Solarify berichtete)
Eine weitere Option, den Luftverkehr der Zukunft nachhaltiger zu machen, ist der Einsatz von CO2-neutralem Kerosin, zum Beispiel auf Grundlage von Biomasse. Erhebliche Hürden stellen allerdings die großen benötigten Mengen sowie hohe Herstellungs- und Zertifizierungskosten dar.
„Auch wenn die Kosten für nachhaltiges Kerosin derzeit nicht wettbewerbsfähig sind, sollte die Technologieentwicklung dennoch intensiv verfolgt werden. Dabei kann das DLR auf mehreren Technologiefeldern wichtige Beiträge liefern“, fasst DLR-Forscher Ralph-Uwe Dietrich vom Institut für Technische Thermodynamik zusammen. Um gezielt den weiteren Bedarf an Forschung, Entwicklung und Demonstration zu erfassen, untersucht und vergleicht er unterschiedliche Herstellungsverfahren mit Hilfe eines standardisierten techno-ökonomischen Bewertungsprozesses.
->Quelle: Deutsches Luft- und Raumfahrtzentrum (DLR).de/gallery/30041