„Die Schnellen fressen die Langsamen.“

Wenn Sie unterschiedliche Antriebskonzepte vergleichen: Welches halten Sie für den aussichtsreichsten Weg?

Elektroantriebe mit Akku haben ganz klar die Nase vorne. Was am stärksten für sie spricht, ist ihre hohe Effizienz. Denn sie wirkt sich positiv bei den Kosten und der Umweltbelastung aus. Diesel und Benzin, aber auch Wasserstoff und E‑Fuels schneiden hier deutlich schlechter ab.

Wie groß sind die Unterschiede?

Man kann berechnen, wie viel der eingesetzten Energie tatsächlich am Rad ankommt. Beim E-Auto sind es rund 70 Prozent. Wasserstoff liegt bei etwa 27 Prozent. E‑Fuels landen wegen der vielen chemischen Zwischenschritte bei ungefähr 10 Prozent Effizienz.

Woran liegt das?

Jeder Umwandlungsprozess kostet ca. 30 Prozent Energie – CO₂ aus der Luft holen, Strom in Wasserstoff umwandeln, diesen weiter zu Treibstoff synthetisieren. Am Ende braucht ein E‑Fuel‑Auto für 100 Kilometer grob 200 Kilowattstunden an eingesetzter elektrischer Energie, ein Elektroauto mit Batterie etwa 20.

Das Bild vom Otto‑Motor als „fahrende Heizung“ gilt also trotz der Weiterentwicklung der letzten Jahre noch immer?

Ganz klar, ja. Daran hat sich substanziell nichts geändert. Besonders irreführend ist deshalb das Schlagwort vom „hocheffizienten Verbrenner“. Von hoher Effizienz zu sprechen, wenn der Motor etwa 30 Prozent der Energie nutzt, ist schlicht Unsinn. Das ist, wie wenn wir immer mehr als die Hälfte unseres Essens wegwerfen würden.

An der Steigerung der Effizienz der Verbrennungsmotoren wird trotzdem intensiv geforscht. Wie viel Potenzial steckt noch darin?

Da ist aufgrund physikalischer Gesetze nicht mehr viel zu machen. Sehr große Dieselmotoren kommen auf etwa 45 Prozent. Darüber hinaus wird jeder zusätzliche Prozentpunkt immer schwerer zu erreichen. Weitere Steigerungen würden unverhältnismäßige Kosten in der Entwicklung erzeugen.

Lithium‑Ionen‑Akkus sind Standard im Elektroauto. Welche Herausforderungen ergeben sich bei der Beschaffung und Verarbeitung ihrer Rohstoffe?

Tatsächlich ist Lithium selbst kein besonders seltener Rohstoff. Wirklich „Seltene Erden“ wie Neodym oder Dysprosium braucht man vor allem für starke Magneten in Elektromotoren, nicht in der Batterie. Sie stammen zu großen Teilen aus China, sind aber grundsätzlich ersetzbar. Manche Hersteller setzen deswegen bereits auf Motoren ohne Seltene Erden und verwenden statt Dauermagneten klassische Kupferspulen.

Bei Lithium gibt es dagegen große Vorkommen, etwa in Australien und Südamerika. Allerdings ist ihr Abbau oftmals wasserintensiv und damit ökologisch problematisch.

Professor Manfred Schrödl, Vorstand des Instituts für Energiesysteme und elektrische Antriebe, TU-Wien

Lässt sich auch Lithium ersetzen?

Ja, Natrium entwickelt sich gerade als attraktive Alternative. Natrium ist sehr häufig, doch die Zellen sind etwa 20 Prozent weniger energiedicht als moderne Lithium‑Eisenphosphat‑Akkus. Für viele Fahrzeugklassen ist das aber absolut ausreichend. Erste Serienfahrzeuge mit Natrium‑Ionen‑Batterien zeigen, dass das Konzept wirtschaftlich funktionieren kann.

Lässt sich die Effizienz von Natrium‑Ionen‑Akkus noch auf das gewohnte Niveau steigern?

Ja, die 20 Prozent Rückstand lassen sich bestimmt einholen. Zusätzlich kommt die Festkörpertechnologie: Statt brennbarer Flüssigelektrolyte nutzt man dabei feste Separatoren, die Ionen durchlassen. Das macht Akkus deutlich kompakter und sicherer. Da Natrium und Lithium technologisch verwandt sind, lassen sich auch die Fertigungslinien relativ leicht anpassen.

Wie entwickelt sich die Lebensdauer der Akkus generell und wie gut lassen sie sich recyclen?

In der Praxis zeigt sich: Akkus verlieren anfangs relativ rasch etwa 5 Prozent ihrer Kapazität. Danach bleiben sie aber über lange Zeit sehr stabil. Ihre Langlebigkeit wurde klar unterschätzt. Second‑Life‑Konzepte – etwa die stationäre Nutzung nach dem Einsatz im Fahrzeug – sind gut vorstellbar. Wie stark die vielen Akkus recycelt werden, wird vermutlich eine wirtschaftliche und eine rechtliche Frage sein. Entscheidend ist sicher, die Batterien von Beginn an so zu konstruieren, dass sie sich am Ende ihres Lebens gut zerlegen und verwerten lassen.

Welche Rolle könnten E‑Auto-Akkus im Energiesystem spielen?

Um erneuerbare Energien voll auszuschöpfen, fehlen aktuell vor allem Speicher. Denn Sonne und Wind liefern nicht immer dann Energie, wenn sie gebraucht wird. Wenn man sich aber vorstellt, dass wir die rund fünf Millionen Fahrzeuge in Österreich langfristig elektrifizieren und vielleicht 20 Prozent der E‑Autos bidirektional laden und entladen, entsteht eine riesige, verteilte Speicherkapazität. Den verbleibenden Bedarf könnte man dann über Wasserstoff (durch Elektrolyse, Speicherung in ausgebeuteten Gaslagerstätten, Verbrennung zur Stromgewinnung bei Bedarf in Gaskraftwerken mit Fernwärmeauskopplung) ebenfalls aus erneuerbaren Energiequellen abdecken.

Wie schnell könnte dieses Szenario Wirklichkeit werden?

In den kommenden zehn Jahren werden die Neuzulassungen rein elektrischer Fahrzeuge aufgrund des Verbrennerverbots ab 2035 von derzeit 20% auf knapp 100% hochgehen.

Um das Jahr 2035 herum wäre es damit realistisch, dass rund die Hälfte des Fahrzeugbestands elektrifiziert ist. Dann stünde bereits ein beachtliches Batterieportfolio zur netzdienlichen Nutzung bereit. Parallel müssen die passenden Rahmenbedingungen geschaffen werden, damit sich das für Fahrzeughalter:innen auch finanziell lohnt.

Welche Rolle werden die europäischen Autobauer in dieser technologischen Transformation spielen?

Da besteht Anlass zur Sorge. Europäische Unternehmen entscheiden oft deutlich langsamer als etwa chinesische. Während hier noch juristische Details und Vorschriften geprüft werden, sind dort bereits hunderte Prototypen auf der Straße.

In Europa fehlt auch oft der Mut zum Risiko. Wenn sich die Entwicklungsgeschwindigkeit nicht deutlich erhöht, wird es schwer, mitzuhalten. Am Ende gilt: Die Schnellen fressen die Langsamen. Die frühere Arroganz der erfolgsverwöhnten europäischen Autoindustrie muss einem nüchternen Blick auf die Realität weichen: Auch andere können mittlerweile sehr viel.

Manfred Schrödl ist seit 1998 Vorstand des Instituts für Energiesysteme und elektrische Antriebe an der Technischen Universität Wien. Zuvor war er in leitenden Funktionen in der Verkehrstechnik- und Elektroindustrie tätig. Sein hauptsächliches Forschungsgebiet ist die Entwicklung von innovativen elektrischen Maschinen, Antrieben und deren Steuerung. Schwerpunkt ist neben der Ausbildung junger TechnikerInnen die Kooperation mit innovativen Industrieunternehmen im In- und Ausland.