Kleines Update, nachdem diese Seite doch schon älter ist.
Persönlich habe ich mich seit einem Jahr für die Lösung Carsharing und EBike entschieden und mein EAuto wegen der Bleibatterien abgemeldet.
EBikes/ETrikes mit Kinderanhänger sind in der Stadt geniale, schnelle und billige Transportmittel.
Ein ultraleichtes EAuto mit verbesserten, langlebigen, robusten und schnellladefähigen LiIon Batterien wird hoffentlich bald erschwinglich.
(LI-Tec produziert ja schon einige hunderttausend Batterien pro Jahr.)
(Die Kritiken, ob EMobilität nicht auch sehr viel Energie und Ressourcen braucht und dass Öl im Erdinneren produziert wird und noch länger verfügbar sein soll, werde ich später ausführlich behandeln.)

http://www.spiegel.de/auto/aktuell/0,1518,702643,00.html

Elektromobil, Elektroautos und Hybridfahrzeuge

So schön Autos sind - so wie bisher kann es nicht mehr lange weitergehen.
Neben einem grundsätzlichen Umdenken und Reduzieren, mehr Homearbeit, mehr Zugfahrten und Güterverkehr mit Zügen statt LKWs, mehr Gemeinschaftsmobilität und vielem mehr können Elektromobile zur Lösung des Mobilitätsproblems beitragen.

Elektromobile sind viel leichter als Autos und verbrauchen heute schon kaum mehr als die Energiemenge von 1 Liter Benzin auf 100 km! Feinstaub oder Lärm wird nicht erzeugt.

Zu unterscheiden sind reine Elektroautos, die mit Stromspeichern (Akkus/Supercaps) arbeiten und Elektrohybridautos, die während der Fahrt und nur bei Langstrecken mit Brennstoffzellen (Methanol) oder Generatoren (kleine Erdgasmotoren, Dieselaggregate, Biomassevergaser mit MicroGasturbinen …) zusätzlichen Strom erzeugen, um die Reichweite erheblich zu vergrößern. Im Stand werden Elektrohybridautos wie die reinen Elektroautos an der Steckdose geladen, um soweit wie möglich abgasfrei zu fahren.

Elektromobile produzieren deutlich weniger Abgase und wenn, nur in den dazugehörigen Kraftwerken mit weit effizienterer Filterung, nicht in den Innenstädten und vor der Nase der Fußgänger (emissionsfreie Autos, vgl. die Giftigkeit und Gefährlichkeit der Vielstoffgemische aus heutigen Auspuffen nach der Niedertemperaturverbrennung diverser Kraftstoffgemische mit verschiedensten Additiven)!

Elektromobile sind heute möglich und vermeiden das Vertrösten auf Wasserstoffautos und Kernfusion. Das aktuelle Kernproblem der Energiedichte der Akkus, deren lange Ladezeiten und deren Sicherheitsrisiko kann mit neuen Keramikseparatoren, einer zusätzlichen Schicht für den Ionentransport (Schnellladefähigkeit) und durch eine Erhöhung des Wirkungsgrads (Rückgewinnung der Bremsenergie mithilfe von Supercaps) sowie Gewichtseinsparungen gelöst werden. Derzeit findet bei den Lithium-Ionen-Akkus ein Durchbruch statt!
Zusätzlich sind Elektromobile mit Erdgas/Biogas/Pflanzenöl Generatoren (Elektrohybridautos) realisierbar, um die Reichweite zu verbessern und die Akkus zu schonen. Leichte Elektroautos mit Kleingeneratoren, Supercaps und neue Akkus (s.u.) in Kombination miteinander sind der Beginn einer neue Mobilität.

Was fehlt sind mehr Modelle, billigere neue Akkus und billigere SuperCaps. Aktuell scheint jedoch ein “Wettlauf der Autokonzerne” um das erste Serienelektroauto ausgebrochen.

In allen drei Bereichen liegen die Pläne in den Schubladen oder stehen die Prototypen bereits im Labor oder absolvieren Praxistests (wattgehtab.com). Weltweit sind hier alle Anstrengungen zu bündeln, bevor noch mehr Autos produziert werden und ein langes Autoleben bestes Benzin brauchen, auf das auch kommende Generationen für viele Bereiche nicht verzichten können.

Ein wichtiges kritisches Problem ist das Recycling der benötigten hohen Stückzahlen an Batterien/Akkus.
Dieses Problem hatte man in der Vergangenheit nicht im Griff. Aktuell gibt es gute Ansätze (http://www.grs-batterien.de/), aber immer noch werden bspw. bei Gerätebatterien 34000t verkauft und nur 13000t wieder eingesammelt und zu 88% recycelt.
(Eine israelische Firma versucht dazu die Batterien/Akkus samt Laden zu mieten. http://www.projectbetterplace.com/ (http://web.heise.de/newsticker/meldung/98129))

Ob die Autoindustrie angesichts sinkender Absätze und Liquiditätsproblemen 2009ff in der Lage ist neue Elektroautos in Serienfertigung anzubieten und ob die Konsumenten angesichts der wirtschaftlichen Unsicherheiten diese recht teuren Autos kaufen können, ist jedoch zu bezweifeln. Derzeit kämpfen eher die Hersteller bisheriger alternativer Fahrzeuge ums Überleben. Nach den Plänen von Daimler sollen Ende 2009 erste Kleinserien eines Elektrosmart und ab 2010 eines ElektroMercedes aufgelegt werden.
Derweil beginnt die Citycom AG (SMILES AG) ab April 2009 mit dem Vertrieb des indischen Elektroviersitzers REVA.
In England bekommen Käufer von Elektroautos 5000 Pfund ab 2011, in Deutschland erhält das Cityel aufgrund seiner drei Räder keine Abwrackprämie.

Infos zur Vertiefung:

Zentrale Netzquellen

Inzwischen hat die Wikipediacommunity einige sehr gute Artikel zum Themenbereich verfasst:
Elektroauto Liste der Elektroauto
Leichtelektromobile Velomobil
Niedrigenergiefahrzeug

Daneben liefern eine Reihe von Informationsportalen und Communities aktuelle Informationen:
Whatgehtab.com
Elweb.info
Twikeklub.ch
Solarmobil.net (Herausgeber der Zeitschrift Solarmobil)
Elektroauto.net
Grueneautos.com
Solarmobil.de Bundesverband Solare Mobilität (bsm)
Extraenergy.org
Evt-scooter.de

Gesundheits- und Lärmbelastung durch Autos, Energie- und Umweltprobleme

Es reicht sich in Ruhe durchzulesen, was so alles aus dem Auspuff und anderweitig von Autos freigesetzt wird:
siehe Bayerisches Landesamt für Umweltschutz, Informationen über Abgase des Kraftfahrzeugverkehrs Stand 2003
Neue Autos braucht das Land

Neue Leichtwerkstoffe aus Magnesium, Kohlefaser und Federstahl

Neue Federstähle und andere Materialien (Kohlenstofffaser, …) erlauben leichtere und dennoch sichere Fahrzeuge. Elektroautos müssen leicht sein, um die Menge an schweren und teuren Akkus zu reduzieren. Im Stadtbereich sind mit den neuen Materialien Dreisitzer als Elektroautos realisierbar.
Infos zu neuen Werkstoffen:
“Besonders fest und zugleich dehnbar - dies zeichnet die Leichtbaustähle aus, die Wissenschaftler um GEORG FROMMEYER am Düsseldorfer MAX-PLANCK-INSTITUT FÜR EISENFORSCHUNG entwickelt haben.” siehe Gezogene und verdrillte TRIP/TWIPStahl- Proben (PDF, 3,5 Mb) und Ausgekochter Stahl für das Auto von morgen

Leichter Kunststoff mit der Festigkeit von Stahl
Ausbau der Fertigungskapazitäten für größere Spritzgussteile mit Magnesium (Thixomoulding oder Thixospritzgießen von Magnesium)
http://www.spiegel.de/auto/aktuell/0,1518,510667,00.html
http://www.heise.de/newsticker/meldung/96936/from/rss09
http://nmfgmbh.de/deutsch/projekte/thixo.htm
http://www.spiegel.de/fotostrecke/0,5538,PB64-SUQ9MjU1MzQmbnI9Mg_3_3,00.html
http://www.husky.ca/de/magnesium/1-564-261.html

Neue Nickel-Zink und Lithium-Ionen Akkus

In Amerika werden neue sicherere Lithium-Eisen-Phosphat-Zellen erprobt. (“Diese Zellen haben bisher fertigungsbedingte Kapazitätsunterschiede, d.h. die Zellen sind untereinander nicht gleich und müssen deshalb ausgeglichen werden.” Einzelzellüberwachung und Balancer nötig! Quelle: twike.de)
Ziel ist der baldige Einsatz in ElektroHybridautos. (News bei http://www.a123systems.com/ wegen Flash Player 9 nicht linkbar)
Auf den aktuellen Messen erscheinen derzeit einige neue Akkuprodukte.
In Augsburg findet im April 21.04–23.04.2009 eine Konferenz Entwicklerforum Akkutechnologien statt. Veranstalter ist: http://batteryuniversity.eu/

Keramische Separatoren SEPARION® für den Durchbruch der Lithium-Ionen Akkus (LI-Tec) in Elektrofahrzeugen gehen in Deutschland 2007(?) in die Serienfertigung (scheint jedoch immer noch Schwierigkeiten zu geben? letze Info Pressekonferenz mit Daimler und Evonik am 21.12.2008)
Wickelbare Keramik sorgt für mehr Sicherheit
aktuelle Lithium-Ionen Akkus: http://www.wattgehtab.com/index.php/content/view/1754/25/
Ein neuer Hersteller für die Nickel-Zink Akkus kommt aus Taiwan: xellerion.com
Mit neuen Separatoren will er das Problem der Zellenkurzschlüsse durch Dendritenkristalle (sich verästelnde Kristallbäume) gelöst haben.
Auch die koreanische Firma Kokam Engineering Co. bietet neue Lithium-Ionen Akkus an, die im Cityel getestet werden.

Innovationsallianz “Lithium Ionen Batterie LIB 2015″
Deutsche Industrieinitiative 2007 für neue Hochleistungsbatterien: (Quelle: VW/BMBF) - Die deutsche Industrie bündelt ihre Kräfte zur Entwicklung von Hochleistungsbatterien für den stationären und mobilen Betrieb. Der Autohersteller Volkswagen gehört zu den Initiatoren dieser Allianz. siehe auch (Quelle: www.wattgehtab.com): Entschließung der Bundesregierung von Meseberg

Quelle: www.evertiq.de Automobilzulieferer Continental will schon in diesem Jahr (2008) mit der Fertigung von Lithium-Ionen-Akkus für Automobile beginnen!

In Kamenz bei Dresden beginnt die Firma LI-Tec mit der Produktion größerer Akkus (Quelle: Lausitzer Rundschau) (ebenda: die Vorgeschichte). Der Keramikseperator SEPARION® von Evonik kann inzwischen großtechnisch hergestellt werden und soll den Durchbruch bringen.
“Evonik hat Serienfertigung für Batteriekomponenten in Marl und Kamenz / Sachsen aufgenommen” Quelle: Evonik (Degussa) (Aktuell März 2009 überschwemmen leider immer noch keine serienreifen neuen Lithium-Ionen-Akkus den Markt! Daimler und Evonik wollen bis 2012 soweit sein. )
“SEPARION® besteht aus Keramik und Polymeren, zwei Materialien, die eigentlich wegen ihrer unterschiedlichen Temperaturanforderungen komplett unverträglich sind. Die Kombination von Tieftemperatursinterung und Hochtemperaturkunststoff wurde erst durch nanoskalige Oxide möglich.” (Quelle: Evonik)

Detailinfos zu möglichen Akkus für Elektrofahrzeuge

“Das Haupthemmnis bei der Entwicklung von LFP-Zellen (Lithium-Eisenphosphat) waren die schlechte elektrische Leitfähigkeit von LiFePO4 sowie die geringe Diffusionsgeschwindigkeit von Lithium in LFP. Die praktisch messbaren Ergebnisse blieben zunächst weit hinter den möglich erscheinenden Kenndaten zurück, beispielsweise der theoretisch erreichbaren Kapazität von 170 Ah/kg. Erst durch Beschichtung mit leitfähigem Kohlenstoff, Dotierung mit Fremdmetallatomen und die Erzeugung von Nanostrukturen mit optimierter Größe ließen sich die Leistungsdaten von LFP-Zellen nach und nach verbessern.” (Akku-Lexikon der Firma EMB)
Hier noch das inzwischen gesperrte Nagelvideo von YouTube (im Artikel bei wattgehtab.com) Ein Nagel durchbohrt einen neue Lithium-Ionen Akku von A123 Systems. (Nur bei Lithium-Ionen-Kobalt-Akkus ist die thermische Reaktion ein Problem, bei Lithium-Phosphat Akkus weit weniger.)

Rohstoffengpässe bei LithiumAkkus
Nach den Berechnungen der Lithiumfirma Chemetall ist hier kein Problem zu sehen. Allein die Ressourcen des Vorkommens in Salar del Atacama würden für 1 Mio Fahrzeuge reichen. Weltweit ist Lithium in der Erdkruste häufiger als Kobalt, Zinn oder Blei (0,006%). Das Mineral Amblygonit kommt in Keystone/USA teilweise in massiven Brocken mit hunderten von Tonnen vor und hat einen Lithiumgehalt von 9%. Allerdings ist die Extraktion aus diesem und anderen Mineralen aufwendig, so dass Lithiumcarbonate bevorzugt werden (Weltvorräte ca 58 Mio Tonnen oder ca 11 Mio Tonnen reines Lithium). Aktuell ist der Preis für Lithium bereits gestiegen. Ein Engpass wird aber erst mit hohen Produktionszahlen an Lithium-Ionen Akkus für Elektroautos ab 2015 erwartet.

Probleme und Grenzen der LithiumAkkus
“Die nächste ‘Wunderbatterie’ ist nirgendwo in Sicht, und die Batterie bleibt der ‘Schwachpunkt’ in der absehbaren Zukunft.” meint Isidor Buchmann, einer der weltweit führenden Baterieexperten und Autor des Buchs “Batteries in a Portable World”, auf der Website der http://www.batteryuniversity.com. NiMH-Akkus halten nur 8 Jahre, LithiumIonen Batterien halten solange kaum und ein sauberer Dieselmotor deutlich länger. Daher sind Elektroautos noch nicht marktreif, vom Preis und anderen Problemen abgesehen. (Wird sich das Hybridfahrzeug durchsetzen? und Teil Zwei - Das Beste aus Batterien herausholen)

Neuentwicklungen der Lithiumtechnologie
Im Telepolisartikel: Das Zeitalter der Akkumulatoren werden zwei Durchbrüche erwähnt: Einmal das Patent des Standford-Professors Yi Cui, der eine weit höhere Energiedichte durch Silizium-ummantelte Nanodrähte als Anode statt der bisherigen Graphitanode erreichte.
Die am MIT arbeitenden Wissenschaftler Gerbrand Ceder und Byoungwoo Kang veränderten dagegen die Kathode mit einer neuartigen Beschichtung und konnten dadurch die Ionenaufnahme um ein Vielfaches steigert. Dadurch lassen sich die Akkus schneller laden und liefert kurzfristig mehr Leistung.
Der Durchbruch bei PEGE beschriebene der Firma Microtech (OGRON USA), basierend auf den Patenten von Prof. Dr. Dr. h.c. Joop Schoonman Universität Delft Professor für anorganische Chemie, scheint auf ähnlichen Beschichtungen zu beruhen. Hier wird zusätzlich eine deutlich längere Lebensdauer der Lithium-Ionen Akkus erreicht.
Ob und bis wann diese relativ neuen Durchbrüche zusammen mit den hitzebeständigen Keramikseparatoren zu serienreifen Akkus führen, ist noch ungewiss.
(Informationen zu neuen Entwicklungen auch bei Wikipedia)
(Forschungen der Technischen Universität Ilmenau)

Supercaps

Von Forschern werden neue SuperCaps vorgestellt (siehe: http://www.wattgehtab.com/index.php/content/view/165/9/ , Algensubstrat, …). Supercaps können die Akkus entlasten, ihre Lebensdauer verlängern und beim Wirbelstrombremsen gewonnene Energie sofort und verlustarm aufnehmen.
Inzwischen wurde ein Leichtfahrzeugprototyp entwickelt, der nur mit Supercaps auskommt.

Das Cityel

Das Cityel als eines der wenigen aktuellen Elektromobilen verbessert mit 70 km/h, erhöhter Reichweite, Doppelketten und Anhängerkupplung seine Praxistauglichkeit und seine Verwendbarkeit als abgasfreies Stadt- und Pendlerauto.
Neue Akkusätze sind im Test.

Das Twike

Das Twike hat sich seit vielen Jahren bewährt und etabliert. Die Integration neuer Lithium-Ionen Akkus ist nach mehrjährigen Tests abgeschlossen.
Das neue Modell LION Twike bietet 150 km Reichweite und eine Leistungsgarantie für die Lithium Akkus von mindestens 1500 Ladezyklen oder drei Jahren.

Der indische Reva (G-Wiz)

Der Reva wird seit April 2009 von der Citycom AG vertrieben.
Bisher war er vor allem in der Londoner City unter dem Namen G-Wiz häufig anzutreffen.
Links: http://www.revadeutschland.de/
Hersteller: http://www.revaindia.com/

(Ähnliche Modelle: Subaru R1 E der Think City oder der Buddy)

OSCAR und Loremo

Mit OSCAR (OpenSourceCar), Loremo und anderen Modellen sind mögliche Designs und Konzepte für alternative Autos erstellt.
(Video über eine neue Technologie eines Kippdreirads)

Der Segway

Aufgrund seiner vielen neuen Designideen verdient der Segway mehr Aufmerksamkeit. Im Wikipediaartikel sind alle wichtigen Infos, einschließlich der Zulassungsprobleme in Deutschland, zusammengefasst. Das Spiegelvideo zur Unfallgefahr zeigt Gefahrenpotentiale bei Geschwindigkeiten über 10 km/h, die entsprechende Helme bzw. Hand- und Ellenbogenschutz erfordern. Im Video ist jedoch nicht der normale Schutzreflex bei der Fahrt auf ein stehendes Hindernis berücksichtigt. In der Realität gab es daher bisher kaum schwere Unfälle. Einer weiteren Verbreitung steht jedoch der hohe Preis entgegen und auch die Akzeptanz durch andere Verkehrsteilnehmer ist noch zu klären (siehe Cartoons der Segwaygegner und die Blogbeiträge bei Heise.de).
GM hat im April 2009 in Zusammenarbeit mit Segway einen Prototypen eines Zweisitzers mit Überrollschutz präsentiert.
Hier das Video dazu: www.spiegel.de/video/video-60246.html

(Hier ein von utopia.de produziertes Video über den Segway)

Elektrohybridautos

Ob die Kombination eines bisherigen Verbrennungsmotors mit einem Elektromotor ökologisch und ökonomisch sinnvoll ist, wird heftig diskutiert.
Durch Erweiterungen der Akkupacks werden Hybridautos jedoch zu Elektroautos umgerüstet und hier eröffnet sich ein neuer Weg des Übergangs zu reinen Elektroautos. Wenn die Lebensdauerfrage bei den Akkus geklärt werden kann, scheint die Nutzung eines Kleingenerators zur Verlängerung der Reichweite und die Integration des Elektromotors in auswechselbare Räder sinnvoller.

Sonstiges

China plant den Bau großer Stückzahlen von Elektromobilen und sichert sich seit einiger Zeit Akku/Batteriepatente und Batterietechniken.
Billigstes Auto der Welt ist aktuell ein Elektroauto aus Indien:
Tara Tiny und Tara Titu

Alternatives Hybrid-Auto auf IAAmit Brennstoffzellen-Ersatz: Innovativer leichter und minikleiner Zwei-Takter als Stromlieferant (Verbrauch 2,4 l und 120 km/h Höchstgeschwindigkeit)

BMW plant neue Marke für umweltfreundliche Stadtautos ab 2011

Idee von Google
Google versorgt Plug-in-Hybridautos mit Solarenergie: Während des Tages werden die Autos (Vollhybridautos) der Angestellten mit dem Strom der Dachsolaranlage betankt.

Die City-Maut in London und der Boom der Alternativfahrzeuge

…

Links und Bilder von Konzeptautos:

Akasol Entwicklungszentrum für zukunftsfähige Fahrzeugtechnologien
Video über das OpenSourceCar und ein indisches Auto

http://www.aptera.com/

Futuristisches 1 Liter ElektroAuto für 2 Personen

weitere Bilder

Alternatives Hybrid-Auto auf IAAmit Brennstoffzellen-Ersatz
OpenSourceCar
Loremo
Hybrid-Leichtgewicht Toyota 1/X Leichtbau mit nur 420 kg soll durch einen ultraleichten Karosserierahmen aus mit Kohlefaser verstärktem Kunststoff (CFRP; Carbon Fiber Reinforced Plastic) ermöglicht werden.
iMiEV von Mitsubishi
Fisker Automotive: Neuer Autohersteller für Luxus-Hybridautos gegründet

Tipps zur Verlängerung der Akkulebensdauer und zum Schutz vor Zelltod, Zellenkurzschluss und Tiefentladung

BleiAkkus sind sehr empfindlich gegen falsches Laden. Laufen die Spannungen der Zellen auseinander, dh ist der Ladezustand unterschiedlich, werden beim Laden unweigerlich einzelne Zellen überladen. Beim Entladen gehen einzelne Zellen entsprechend in die Tiefentladung. Beides zerstört die Batterie.
Durch Selbstentladung gehen viele Akkus bei Nichtgebrauch in die Tiefentladung, verstärkt durch unbekannt Ruheverbraucher (beim Cityel beispielsweise die Spule des 12V Stromkreises, die ca 200 mA auch bei gezogenem Zündschlüssel verbraucht).
Schlechte Ladegeräte zerstören auch bei teuren Geräten NiMH- oder Lithium-Ionen-Akkus.
Um diese Verschwendung und Umweltverschmutzung wenigstens etwas einzudämmen einige Tipps und Links:
http://www.umdenken.at/messmerbatt.html
http://www.solarmobil.net/download/SM58-Ennos-Messmer-Akku.pdf
http://www.akkupulser.de/beschreibung/sulfat-kristalle%20.htm (noch zu prüfen!)
http://www.elweb.info/projekte/dieterwerner/AKKU1A1.pdf
http://forum.mysnip.de/list.php?567,page=3
http://forum.penum.de/printthread.php?id=963
http://www.batterysulfation.com/batcure.html (noch zu prüfren!)

Eines der größten Problem der Elektroautos ist die geringen Lebensdauer der Akkus!
(Lösung??)

Elektrofahrräder und Leichtfahrzeuge

Mehrere Städte wie Paris, Taipeh oder Stuttgart bieten inzwischen kostenlose Fahrräder oder Elektrofahrräder an. In China sind in den letzten Jahren Millionen an Elektrorädern verkauft worden. Hier wird eine sehr Energie effiziente Form des Individualverkehrs für den Nahbereich bis 15 km Umkreis entwickelt, die gerade in Innenstädten durch die zusätzlichen Auswirkungen auf Gesundheit und Luftqualität weltweit und deutschlandweit noch viel mehr Nachahmung finden sollte.
Bericht der Wirtschaftswoche über Pedelecs, E-Bikes und andere Elektrofahrräder weltweit
Der Verein ExtraEnergy e.V., der seit vielen Jahren für Pedelecs kämpft.
Dort die Vorstellung der Stuttgarter Initiative des kostenlosen Verleihs von Pedelecs

CO2-neutrale Fahrzeuge

Hierzu gehören Fahrzeuge, die mit Pflanzenöl, Biodiesel, Biomasse (Biomassevergaser, Holzvergaser mit MicroGasturbine), … betrieben werden.
Ein Elektrofahrzeug ist erst dann CO2-neutral, wenn der Strom nicht mit Kohle oder Erdgas erzeugt wird. Aufgrund der Fortschritte der alternativen Energieformen ist dies in naher Zukunft weitgehend möglich (Saharastrom, HGÜ-Netz, Windstrom aus Marokko, Norwegen usw.).