Die Zukunft kommt allmählich

Das Auto der Zukunft entsteht allmählich, sagt Konstantin Boulouchos. Bereits in einem halben Jahrzehnt dürften echte Hybridfahrzeuge auf den Markt kommen, die für die ersten 50 Kilometer mit Strom aus der Steckdose fahren. Damit könnten bereits 70 Prozent des Treibstoffbedarfs ersetzt werden. Der Rest könnte teilweise aus Biotreibstoffen kommen, sagt der Professor der ETH Zürich.

Steffen Klatt: Viele Autohersteller haben bekanntgegeben, dass sie Stromautos anbieten wollen. Ist das die Zukunft der Automobilindustrie?

Konstantinos Boulouchos: Die Entwicklung wird von zwei Faktoren getrieben. Der eine ist Energiesicherheit: Haben wir genug Öl oder genügend flüssige Brennstoffe? Der andere und aus meiner Sicht wichtigere ist der Klimawandel. Die Automobilindustrie muss sich da anpassen, sie hat keine andere Wahl.

Steffen Klatt: Da scheint Strom eine gute Perspektive zu bieten, vorausgesetzt, er kommt nicht aus fossilen Energieträgern...

Konstantinos Boulouchos: Langfristig bietet Strom die einzige Technologie, die skalierbar ist, also in grossen Dimensionen zur Verfügung stehen kann. Wir haben heute 900 Millionen Autos weltweit. Wenn alles normal läuft, werden wir Mitte des Jahrhunderts zwischen 2,5 und 3 Milliarden Autos haben. Es liegen zwar gewaltige Potentiale bei der Effizienz brach. Ich schätze, dass wir in den nächsten zehn bis zwanzig Jahren die Effizienz verdoppeln können. Aber das kann nicht die Verdreifachung der Zahl der Autos auffangen. Um vom Öl wegzukommen, haben wir ausser der Erhöhung der Effizienz die Möglichkeit, Biokraftstoffe, Strom oder Wasserstoff einzusetzen.

Steffen Klatt: Kann Strom die fossilen Treibstoffe ersetzen?

Konstantinos Boulouchos: Wenn Sie Autos massenhaft auf Strom umrüsten wollen, müssen Sie zwei Probleme lösen: Heute gibt es noch nicht soviel Strom aus erneuerbaren Quellen, wie man dafür braucht. Die Stromwirtschaft braucht lange, um ihre Struktur zu ändern. Die Kraftwerke haben eine Lebensdauer von 30 bis 60 Jahren. Es braucht also dreissig Jahre, um die Kraftwerke von Kohle und Gas zu lösen. Der zweite begrenzende Faktor sind die Batterien. Heute sind sie schwer und teuer. Diese beiden Probleme sind lösbar, aber nicht in fünf Jahren.

Steffen Klatt: Theoretisch sind also Batterien machbar, die genügend lange Strom speichern können?

Konstantinos Boulouchos: Theoretisch ja. Es ist absehbar, dass sie unter Laborbedingungen hergestellt werden können. Eine andere Frage sind die Kosten dieser Batterien. Für ein voll elektrisches Auto brauchten Sie heute Batterien, die bis zu 50000 Euro kosten. Das ist mehr, als ein Auto in Europa kostet. Natürlich werden die Preise stark sinken, wenn Sie Millionen von Autos produzieren. Trotzdem wird die Batterie in Zukunft einen grossen Teil der Fahrzeuginvestition ausmachen. Dafür wir die Betriebsenergie billiger.

Steffen Klatt: Was braucht es, um Batterien massenhaft herstellen zu können?

Konstantinos Boulouchos: Die Grundmaterialien sind teuer. Gewisse Materialien würden zudem rar, wenn sie massenhaft gebraucht würden. Lithium teilweise, dann Kobalt.

Steffen Klatt: Droht statt einer Ölknappheit eine Materialknappheit?

Konstantinos Boulouchos: Nicht in dem Masse des Öls, denn beim Öl wissen wir besser, wie viel wir haben und dass es nicht reicht.

Steffen Klatt: Bedeutet dies, dass das Stromauto noch nicht in Sicht ist, mit dem die heutigen Fahrzeugflotten ersetzt werden können?

Konstantinos Boulouchos: Es wird eine evolutionäre Entwicklung sein, und das ist auch das Schöne daran. Heute gibt es bereits hybride Autos, etwa den Toyota Prius. Sie fahren aber nicht mit Strom aus der Steckdose. Sie fahren vielmehr mit Benzin, und der Verbrennungsmotor lädt die Batterie wieder auf. Das steigert die Effizienz um 25 bis 30 Prozent.

In den nächsten fünf Jahren werden wir wahrscheinlich die ersten Modelle sehen, die einen Verbrennungsmotor und einen Motor haben, der seinen Strom vom Stromnetz beziehen kann. Die Industrie wird in den nächsten zehn Jahren anstreben, ein Auto zu produzieren, das 50 Kilometer rein elektrisch fahren kann.

Steffen Klatt: Welche Hersteller sind dafür gute Kandidaten?

Konstantinos Boulouchos: Man muss zwischen Ankündigung und Wirklichkeit unterscheiden. General Motors und Mitsubishi sagen, dass sie solche Autos serienmässig in ein bis zwei Jahren bauen werden. Sehr gute Kandidaten sind Toyota und dann die deutsche Automobilindustrie, vielleicht Daimler, vielleicht VW. Die für 2011 angekündigten Hybridfahrzeuge werden Prototypen sein. Wir arbeiten an der ETH selber an solchen Prototypen und wissen, was das bedeutet. Auch wenn solche Autos dann nur 50 Kilometer rein mit Strom fahren können, decken sie damit 70 Prozent der gesamten Fahrleistung ab. Denn die meisten Fahrten sind sehr kurz. Ein typischer Pendler in der Schweiz fährt 40 Kilometer hin und zurück. Mit solchen Fahrzeugen könnten also 70 Prozent des fossilen Treibstoffs ersetzt werden.

Steffen Klatt: Was halten Sie dann von Vorhaben wie dem Project Better Place, bei denen reine Stromautos eingesetzt werden sollen?

Konstantinos Boulouchos: Für den Lerneffekt ist das gut. Für einige Länder ist das auch geeignet. In Israel ist der Aktionsradius der Autofahrer nicht gross. Die Fahrten unter 100 Kilometern machen wahrscheinlich über 90 Prozent aller Fahrten aus. Da ist ein Elektroauto sinnvoll. Project better Place ist lobenswert. Aber es ist teilweise ein Hype. Man muss dagegen an robusten Lösungen für die ganze Welt arbeiten. Ich glaube nicht, dass wir in den nächsten 20 bis 25 Jahren massenhaft reine elektrische Autos sehen werden.

Steffen Klatt: Welchen Platz werden in Zukunft die reinen Verbrennungsmotoren einnehmen?

Konstantinos Boulouchos: Sie werden weiter eine Rolle spielen. Die Weiterentwicklung der Verbrennungsmotoren ist bisher von den Schadstoffemissionen angetrieben worden. Die werden in zehn Jahren kein Thema mehr sein, denn dann werden die Motoren extrem sauber sein.

Steffen Klatt: Sie werden aber weiter Kohlendioxid ausstossen.

Konstantinos Boulouchos: Das werden sie weiter tun. Deshalb stellt sich die Frage, ob die Verbrennungsmotoren für die restlichen 30 Prozent, die sie nicht mit Strom fahren, zumindest teilweise gezielt mit Biotreibstoffen fahren sollten.

Steffen Klatt: Biotreibstoffe haben einen schlechten Ruf. Für manche sind sie sogar des Teufels.

Konstantinos Boulouchos: Es gab bei den Biotreibstoffen zuerst eine Euphorie. Damals sagte man, das seit die Lösung. Dann kam das andere Extrem, als manche Leute gesagt haben, Biotreibstoffe seien des Teufels. Heute ist die Ökobilanz der Biotreibstoffe schlecht. Aber es gibt viele Forschungsvorhaben dazu. Denkbar ist, geeignete Pflanzen heranzuzüchten, die kaum Wasser brauchen und den Nahrungsbedarf nicht konkurrenzieren. Wir können aber sicher nie genug Biotreibstoffe herstellen, um das ganze Problem zu lösen. Heute könnten sie zwischen 10 und 20 Prozent der fossilen Treibstoffe ersetzen. Viel mehr als 20 Prozent werden es auch nie werden. Biotreibstoffe können also nur eine Entlastung sein. Aber wenn sie 70 Prozent mit Strom fahren können, den Rest mit Verbrennungsmotoren, dann könnte von diesem Rest die Hälfte mit Biotreibstoffen betrieben werden.

Steffen Klatt: Wird es eines Tages Wasserstoffautos geben oder bleibt es Zukunftsmusik?

Konstantinos Boulouchos: Es müsste etwas ganz Gigantisches passieren, damit es eines Tages Wasserstoffautos geben kann. Mindestens zwei Gründe sprechen gegen sie. Der eine: Wo wollen Sie den Wasserstoff herbekommen? Wenn Sie den Wasserstoff durch Elektrolyse aus Wasser herstellen, dann brauchen sie Elektrizität. In dem Fall aber ist die Energiebilanz im Vergleich zum Elektroauto um den Faktor 2,5 schlechter. Beispiel: Wenn Sie heute die ganze Autoflotte der Schweiz mit Strom betreiben wollten, und Sie wären bereit, dafür Nuklearstrom zu verwenden, dann brauchten Sie dafür knapp zwei Kraftwerke des Typs Gösgen. Wenn Sie die Autoflotte mit Wasserstoff betreiben wollten, dann brauchten Sie dafür vier bis fünf solche Kraftwerke. Das wäre eine Verschwendung von Ressourcen.

Der zweite Grund, der gegen Wasserstoffautos spricht: Sie müssten eine völlig neue Infrastruktur aufbauen. Wer soll das bezahlen? Beim Strom gibt es die Infrastruktur bereits, sie müsste nur ausgebaut werden.

Steffen Klatt: Wird es auch künftig massenhaft Autos geben? Hat die auf kleine Fahrzeuge gestützte individuelle Mobilität Zukunft?

Konstantinos Boulouchos: In der Tendenz, ja. Es scheint ein Urbedürfnis des Menschen zu sein, sich autonom zu bewegen. Wir werden in den grossen Agglomerationen an Grenzen stossen, vor allem in den aufstrebenden Ländern. Die Megacities werden Platzprobleme bekommen. Dort brauchen wir andere, intelligente Modelle des öffentlichen Verkehrs. Aber wenn wir es in 30 Jahren schaffen, völlig mit Strom betriebene Autos herzustellen, dann wird der individuelle Verkehr im Durchschnitt nicht teurer und auch nicht energieintensiver sein als der öffentliche Verkehr. Das Problem wird der Platz sein.


Zur Person:

Konstantinos Boulouchos, geboren 1955 in Griechenland, ist seit 2002 Professor an der ETH Zürich und Leiter des Laboratoriums für Aerothermochemie und Verbrennungssysteme. Derzeit steht er auch dem Leitungsausschuss des 2005 gegründeten Energy Science Center der ETH vor. Vor seiner Zeit an der ETH war er seit 1995 Leiter des Labors für Verbrennungsforschung am Paul Scherrer Institut (PSI). Er koordiniert seither das gemeinsame Programm für Verbrennungsforschung der ETH Zürich und des PSI. Boulouchos hatte an der Technischen Universität Athen studiert und an der ETH Zürich promoviert. Anschliessend forschte er unter anderem an der Universität Princeton, New Jersey.