E-Mobilität

Tesla Model 3 / Bei den Neuwagenverkäufen 2019 waren Tesla Model 3, Renault Zoe und BMW i3 die beliebtesten vollelektrischen Automodelle. (Bildquelle: Tesla)

Renault Zoe / Bei den Neuwagenverkäufen 2019 waren Tesla Model 3, Renault Zoe und BMW i3 die beliebtesten vollelektrischen Automodelle. (Bildquelle: Renault)

BMW i3 / Bei den Neuwagenverkäufen 2019 waren Tesla Model 3, Renault Zoe und BMW i3 die beliebtesten vollelektrischen Automodelle. (Bildquelle: BMW)

Elektromobilität: Durchbruch dank Tesla

Der Strassenverkehr verursacht über 35% der CO2-Emissionen in der Schweiz. Elektrofahrzeuge haben das Potenzial, diese drastisch zu reduzieren. Die Aktivitäten der Firma Tesla haben dazu geführt, dass die Elektromobilität in der öffentlichen Wahrnehmung in den letzten 15 Jahren stark an Bedeutung gewonnen hat. Tesla ist heute ein wichtiger Akteur in den Bereichen Elektromobilität, Speichertechnologie und Photovoltaik. Mit der klaren Botschaft, die Elektrofahrzeuge mit Solarstrom zu betreiben, hat Tesla weltweit eindeutige Zeichen gesetzt für eine umfassende Nutzung der Solarenergie nicht nur im Gebäude-, sondern auch im Verkehrssektor.

In der Menschheitsgeschichte war die Erfindung des Rads ein wichtiges Ereignis. Der Transport von Waren und Personen auf dem Festland wurde lange nur mit der Muskelkraft von Mensch und Tier betrieben. Erst ab 1770 gab es erste Dampfkraftwagen. Die ersten Elektrofahrzeuge wurden um 1830 entwickelt und haben sich in den nachfolgenden 50 Jahren bewährt. Aber dann kam der Verbrennungsmotor: 1886 gilt als Geburtsjahr des Automobils als Personenkraftwagen mit diesem Antrieb. Ab etwa 1910 waren Elektroautos dann weitgehend aus dem Strassenbild verdrängt und führten lange ein Nischendasein.
Erst ab 1990 wurde wieder verstärkt zu neuen Akkutechnologien und Elektroantrieben geforscht, so dass interessante Innovationen im Bereich der Elektromobilität möglich wurden. Auch Schweizer Firmen waren und sind beteiligt an Innovationen in verschiedenen Segmenten der E-Mobilität. Bekannt sind etwa die Hersteller von Kleinfahrzeugen wie Flyer (E-Fahrräder) und Kyburz (Zustellfahrzeuge der Post) oder die Affentranger Bau AG mit der Entwicklung eines Elektrobaggers.

Und dann kam Tesla …
Mit weltweiter Wirkung gründeten 2003 die Ingenieure Martin Eberhard und Marc Tarpenning die US-Firma Tesla Motors mit dem Ziel, wettbewerbsfähige attraktive Elektroautos zu entwickeln. Sie wollten beweisen, dass diese den herkömmlichen Autos überlegen sind. Elon Musk übernahm als Investor ab 2004 die Unternehmung. Das erste Modell war 2007 der Tesla Roadster mit einem 292-PS-Elektromotor (215 kW) und einer Beschleunigung von 0 auf 100 km/h in 4 Sekunden. Danach folgte die Limousine Tesla Model S und später die Modelle 3 und X. Und künftig will Tesla-Inhaber Elon Musk auch vollelektrische Lastwagen und Busse bauen.
Als Wegbereiter ist es Tesla gelungen, mit überzeugenden Leistungen und attraktiven Modellen die Technologie der Elektromobilität in der öffentlichen Wahrnehmung weit nach vorne zu rücken. So sind die Vorteile des Elektromotors (Effizienz, Beschleunigung) heute den meisten Leuten bekannt. Die faszinierenden Möglichkeiten begeistern, auch wenn sich nur wenige einen Tesla wirklich leisten können.
Fachleute sagen: Ohne Tesla hätten die Elektroautos möglicherweise heute noch eine Reichweite von nur 60 km. Dank Tesla hat die Elektromobilität den Durchbruch geschafft als ernstzunehmende Alternative zu Fahrzeugen mit fossiler Antriebsenergie, die in den letzten 100 Jahren dominierten.

Die Reichweite …
Die Reichweite ist noch immer die sehr kritisch betrachtete Eigenschaft der vollelektrischen Fahrzeuge. Aber Tesla hat eben auch diese Reichweite stark verbessert, von früher 60-80 km auf über 300 km. So haben heute die meisten Elektroautos aller Anbieter Reichweiten von 200 bis 400 km. Von Tesla gibt es aber auch E-Fahrzeuge mit Reichweiten über 500 oder gar 700 km.

Tesla und farbige PV-Module
Man kann sagen: Tesla ist für den allgemeinen Fortschritt der E-Mobilität ähnlich wichtig wie die Entwicklung farbiger Module für die Technologie der Photovoltaik. Beide Technologie-Entwicklungen ermöglichten den eigentlichen Durchbruch für die künftige Anwendung und die beschleunigte Verbreitung. Diese werden nun möglich dank überzeugender, massentauglicher Lösungen für viele Anwendungsfälle.
Die ersten Tesla-Modelle sind sicher noch nicht massentauglich: dafür sind sie zu schwer und zu teuer. Aber als Wegbereiter für die Technologie der Elektromobilität generell in der neueren Geschichte der Menschheit ist Tesla ein Glücksfall.

Ideale Kombination: PlusEnergieBauten PEB und E-Mobilität
Die Solarpreisträger zeigen mit ihren vielen guten Beispielen von PlusEnergieBauten PEB, wie die Pariser Klimaziele im Gebäudebereich erreicht werden können. Die zu beachtenden Grundsätze für die Planung solch zukunftsweisender Gebäude mit sehr tiefen CO2-Emissionen sind einfach, müssen aber konsequent umgesetzt werden: sehr gute Dämmung (entsprechend Minergie P), Solarenergie-Gewinnung auf ganzer Dachfläche und an den Fassaden soweit möglich. Die Überschuss-Elektrizität lässt sich ideal und sinnvoll nutzen für den Betrieb von Elektrofahrzeugen. Deren Antrieb ist besonders energieeffizient, und sie lassen sich zu 100 Prozent mit erneuerbarer Energie betreiben. Der wachsende Anteil der Elektrofahrzeuge erhöht zwar den Stromverbrauch. Dieser kann aber mit erneuerbaren PEB-Stromüberschüssen gedeckt werden. Und aufgrund des hohen Wirkungsgrads des Elektromotors sinkt der Verbrauch für fossile Treibstoffe um ein Mehrfaches. So resultieren gleichzeitig eine Verbesserung der Energieeffizienz und die Erhöhung des Anteils erneuerbarer Energieträger am gesamten Energieverbrauch.

Ladeinfrastruktur und bidirektionales Laden
Für die wünschbare Verbreitung der Elektromobilität braucht es nun Investitionen in die Ladeinfrastruktur. Etwa bei Wohnungs-Neubauten und Gesamtmodernisierungen oder generell bei Parkplatz-Projekten sollten immer Lademöglichkeiten für Elektroautos installiert oder wenigstens vorbereitet werden. Die wichtigsten Erkenntnisse und Empfehlungen für vorausschauende Massnahmen im Gebäude-Bereich findet man im SIA-Merkblatt 2060 «Infrastruktur für Elektrofahrzeuge in Gebäuden».
Entwicklungsbedarf besteht noch bei den Möglichkeiten für «bidirektionales Laden». Je nach momentaner lokaler Stromerzeugung oder nach Strombedarf im Gebäude wird dabei dem Akku im Elektroauto Energie zugeführt oder entnommen. So kann der Solarstrom abends zum Kochen genutzt werden, auch wenn die Sonne nicht mehr scheint. Das Elektroauto wird zum mobilen Pufferspeicher. Erneuerbare Energie kann besser genutzt werden und der Eigenverbrauchsanteil der Gebäude wird erhöht.
Bereits seit einiger Zeit bieten Fahrzeuge etwa von Nissan (Leaf und E-NV200) sowie Mitsubishi (i-MiEV und Outlander) die Möglichkeit zum bidirektionalen Laden. Weitere Marken und Modelle sowie auch die guten Ladestationen müssen dies künftig ebenfalls erlauben.

Fazit
PlusEnergieBauten und E-Mobilität sind ein eigentliches Dream-Team! Dies zeigen auch 2020 wiederum viele Solarpreisträger. Man beachte dazu die herausragenden Beispiele wie etwa das 817%-PEB-EFH in Waltensburg GR: mit dem Stromüberschuss von 35’200 kWh können 25 Elektroautos je 12’000 km pro Jahr (Verbrauch 1400 kWh) abgasfrei fahren. Oder das 233%-PlusEnergie-Verteilzentrum in Perlen LU: mit dem noch viel grösseren Solarstromüberschuss dort können rund 3000 Elektroautos je 12’000 km pro Jahr CO2-frei fahren.  

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