Denken wir an E-Mobilität, kommen uns zunächst batteriebetriebene Pkw in den Sinn, die zahlreiche Autohersteller anbieten. Doch der private Personenverkehr ist längst nicht der einzige Bereich, in dem Elektromotoren in Kombination mit Akkumulatoren/Batterien im Einsatz sind. Auch in anderen Bereichen vollzog und vollzieht sich die Verkehrswende und damit immer noch der Wandel von fossilen Brennstoffen hin zur elektrischen Fortbewegung. Türkiye Elektrik stellt Ihnen die E-Mobilität in unterschiedlichen Verkehrssektoren vor.
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Gemeinsam für die Heimat
Wir engagieren uns für die Energiewende und den Ausbau der erneuerbaren Energien, denn wir möchten unsere schöne Heimat mit ihrer einmaligen Natur bewahren.
Verkehrssektor Schiene: E-Mobilität bei Zügen und Bahnen
Der erste Verkehrssektor, den die E-Mobilität erfasste, war der private Personenverkehr. Tatsächlich fuhren die ersten Pkw, die entwickelt wurden, elektrisch, bis sich fossile Brennstoffe letztendlich als praktikabler erwiesen. Früher war die Batterietechnologie schließlich noch nicht weit genug entwickelt, um auch nur annähernd dieselbe Leistung und Reichweite zu bieten wie ein Tank mit Verbrennungsmotor. Und noch immer stehen Elektroautos wegen dieses Aspekts in der Kritik, wenngleich sich die Antriebs- und Akkutechnik deutlich weiterentwickelt hat und auch die Ladeinfrastruktur immer weiter wächst.
Der erste Verkehrssektor, in dem E-Mobilität wirklich verstärkt Einzug hielt, war der Schienenverkehr. Durch das im Vergleich zu Straßen weit weniger verzweigte Schienennetz war es hier deutlich leichter, elektrische Antriebe zu realisieren. Die Energieversorgung war nicht von einer mobilen Batterie abhängig, sondern konnte einfach in die bestehenden Strecken eingebunden werden. Dies ist überwiegend durch Oberleitungen realisiert, die über der Schiene installiert sind. Die Spezialdrähte der Oberleitungen stehen unter Bahnstrom. Dieser hat eine spezielle Frequenz – nämlich 16,7 Hertz im Vergleich zu den üblichen 50 Hertz. Ein auf die Triebwagen montierter Stromabnehmer kann den Zug somit problemlos dauerhaft mit Energie versorgen. Alternativ werden auch Stromschienen eingesetzt, bei denen entweder die Spurschienen elektrisiert sind oder eine zusätzliche Mittelschiene dafür eingebaut wird. Vorteilhaft bei diesem Konzept sind ein geringerer Installationsaufwand sowie eine reibungslose Implementierung auch bei Platzproblemen – was sich gerade für Schnellbahnen in Ballungsräumen anbietet. Durch die geringere Leistung von Stromschienen eignen sie sich hingegen weniger gut für den Hochgeschwindigkeitsverkehr. Auch ein komplettes Neudenken des Schienenprinzips wie beim Transrapid wird bereits aktiv erprobt.
In Deutschland sind schon etwa 60 Prozent des gesamten Schienennetzes elektrifiziert – rund 20.000 von insgesamt 33.000 Kilometern. Insgesamt werden dadurch gut 90 Prozent der gesamten Fahrleistung elektrisch erbracht. Für Streckenabschnitte ohne Oberleitungen oder Stromschienen werden Triebwagen meist weiterhin mit Dieseltriebwagen unterstützt. Doch auch hier wird an der Nachrüstung gearbeitet oder – übergangsweise – elektrische Züge mit Überbrückungsbatterien für diese Abschnitte ausgestattet. Vorteil letzterer Methode: Sobald wieder eine Verbindung zu Oberleitung oder Stromschiene besteht, wird auch der Akku erneut geladen.
» Mehr erfahren: Die E-Mobilität im Schienenverkehr: Schon heute Standard
Verkehrssektor Straße: E-Mobilität beim ÖPNV
Auch bei der öffentlichen Personenförderung auf der Straße vollzieht sich der Wandel hin zur E-Mobilität. Hier haben die Verkehrsplaner jedoch mit größeren Herausforderungen zu kämpfen als im Schienenverkehr. Elektrische Busse verkehren dabei allerdings ähnlich wie Züge auch auf mehr oder weniger festgelegten Routen und halten an vorgegebenen Stationen, was die Energieversorgung etwas erleichtert. Früher bedienten sich so genannte Trolleybusse ebenfalls der Oberleitungstechnik zur Energieversorgung und führten für den Hilfs- bzw. Notbetrieb eine Batteriereserve mit. Heutzutage ist dieses Konzept jedoch veraltet und kommt nur noch selten zum Einsatz – etwa in der Schweiz, in Italien, Osteuropa, den früheren Sowjetstaaten und China – da es sich bei Straßenbahnen und Dieselbus weitaus leichter umsetzen lässt. Neuere Konzepte zur Realisierung von elektrischen Bussen sind entweder moderne, leistungsstarke Batterien für den Tagesbetrieb, die über Nacht im Depot wieder aufgeladen werden, oder aber das Laden an Haltestellen. Dieses wird entweder über einen Ladearm auf dem Busdach umgesetzt, der sich während der Standzeit mit einer Ladestation am Stopp verbindet, oder aber über induktive Ladeeinheiten im Boden, die die Busbatterie über Spulen und elektromagnetische Wellen aufladen. Auf diese Weise lassen sich an jeder Haltestelle in wenigen Minuten mehrere hundert Kilowatt für den Tagesbetrieb nachladen.
» Mehr erfahren: Die E-Mobilität bei Bussen: Revolutionierung des ÖPNV
Verkehrssektor Straße E-Mobilität im Fernlastverkehr
Im Fernlastverkehr hingegen bestehen bei der Elektromobilität ähnliche Herausforderung wie bei elektrischen Pkw, überwiegend hinsichtlich der Reichweite und der Ladeinfrastruktur. Folglich vollzieht sich der Wandel in Richtung E-LKW in diesem Verkehrssektor etwas langsamer. Durch das Gewicht der Gütertransporte wird hier eine höhere Leistung der Elektromotoren benötigt, was logischerweise mehr Strom verbraucht und Batterien mit besserer Kapazität erfordert, die wiederum größer und damit schwerer sind. Im regionalen und überregionalen Verkehr lässt sich auch bei Lkw E-Mobilität bereits annehmbar realisieren. Im internationalen Güterverkehr hingegen bestehen insbesondere hinsichtlich der Ladeinfrastruktur Probleme. Zwar genügen die etwa 400 Kilometer Reichweite vieler Batteriekonzepte für die Lenkzeit zwischen zwei gesetzlich vorgeschriebenen Ruhepausen, jedoch muss dann auch noch ein freier Ladepunkt am angesteuerten Rasthof verfügbar sein … und dieser zudem ausreichend Leistung für eine vollständige Ladung während der Pause bieten. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, sind auch hier ähnliche Konzepte wie im Schienen- oder öffentlichen Nahverkehr in der Erforschung und Erprobung, namentlich die Errichtung von Oberleitungen oder aber Induktionsstraßen auf bestimmten Streckenabschnitten von Fernstraßen, um elektrische Lkw während der Fahrt wieder zu laden. Einsatz finden diese Lösungen bereits vermehrt in Skandinavien, überwiegend in Schweden. Die Etablierung der E-Mobilität im Fernlastverkehr steht jedoch noch recht weit am Anfang.
» Mehr erfahren: Die E-Mobilität im Fernlastverkehr: Sauberer Transport von Waren
Verkehrssektor Luftfahrt: E-Mobilität bei Güter- und Personenflugzeugen
Gerade bei einer Elektrifizierung der Luftfahrt als „umweltschädlichste“ Verkehrsbranche würden enorme Mengen fossile Brennstoffe und somit auch Schadstoffemissionen eingespart werden. Zugleich ist die Technologie deutlich praktischer als Verbrennungsmotoren, denn sie weist einen weitaus höheren Wirkungsgrad auf, ist wartungsärmer und liefert unabhängig von Drehzahl, Temperatur und Luftdichte das erforderliche Drehmoment – dies ist vor allem bei Start und Anstieg von Flugzeugen sehr vorteilhaft. Nicht zuletzt sind Elektromotoren bei gleicher Leistung auch leichter als Verbrennungsmotoren.
Dennoch sehen sich Wirtschaft und Forschung mit massiven Problemen bei der Etablierung von E-Mobilität in diesem Verkehrssektor konfrontiert. Zwar sind Elektroantriebe leichter als konventionelle Flugzeugantriebe, jedoch erreicht auch die beste Akkutechnik (bislang) nicht einmal ein Zehntel der Energiedichte von Kerosin. Im Umkehrschluss müssen die Energiespeicher für den elektrischen Betrieb von Flugzeugen enorm sein, was sich wiederum deutlich negativ auf das Gewicht niederschlägt. Und gerade in der Luftfahrt verringert jedes zusätzlich beförderte Kilogramm die Effizienz maßgeblich. Als Lösungen böten sich Hybridantriebe an, bei denen der Elektromotor Start und Anstieg unterstützt. Kleinere Flugzeuge ließen sich auch mit Solarzellen auf den Tragflächen konstruieren, bei größeren Maschinen – gerade solche für den Langstreckenverkehr – würden diese hingegen die Aerodynamik zu stark beeinflussen.
Die Elektrifizierung der Luftfahrt mag zwar noch in ferner Zukunft liegen, dennoch beschäftigen sich Wissenschaft und Forschung immer stärker mit möglichen Lösungen der bestehenden Probleme. So ist es nicht abwegig, dass zumindest der Flugverkehr auf kürzeren Strecken und mit geringeren Kapazitäten bald elektrisch erfolgen könnte. Zudem ließen sich mit kleineren E-Flugzeugen auch anderes Fluggerät wie Helikopter oder aber bestimmte Straßenfahrzeuge ersetzen. Auch hierdurch wäre es möglich, den Verkehr weitaus umweltfreundlicher zu gestalten.
» Mehr erfahren: Luftfahrt und E-Mobilität: Fliegen Flugzeuge in Zukunft elektrisch?
Verkehrssektor Schifffahrt: E-Mobilität zu Wasser
Auch in der Schifffahrt erfolgt nach und nach ein Umdenken in Richtung E-Mobilität. Dieser Sektor sieht sich dabei ebenfalls mit Reichweiten- und Ladeinfrastrukturproblemen konfrontiert. Allerdings erfolgt auch hier eine ständige Weiterentwicklung der bestehenden Technologien und die Erprobung rein elektrischer Antriebe. Bereits seit den letzten Jahrzehnten fahren viele Schiffe – etwa 80 Prozent der Hochseeschiffe – zumindest teilelektrisch mit einem dieselelektrischen Antrieb. Bei diesem treibt der Verbrennungsmotor nicht mehr selbst die Schiffsschraube an, sondern liefert Energie für einen weitaus effizienteren Elektromotor, der letztendlich den Antrieb übernimmt. Auf diese Weise lassen sich etwa 20 Prozent Diesel, Schweröl oder Gasöl im Vergleich zu einem rein konventionellen Motor einsparen.
Die „reine“ E-Mobilität auf dem Wasser steht jedoch ebenfalls noch recht weit am Anfang von Forschung und Entwicklung. Gerade Hochseeschiffe müssen weite Strecken zurücklegen, die große und somit noch recht unwirtschaftliche Batteriesysteme voraussetzen. Ebenfalls muss die Ladestruktur an den Häfen ausgebaut werden. Beim Bau und Betrieb elektrischer Frachtschiffe tun sich derzeit vor allem Norwegen und China hervor, wobei die Schiffe jedoch kleiner konzipiert sind als herkömmliche Transportschiffe und auch nicht darauf ausgelegt sind, weite Strecken über die Ozeane zurückzulegen. Für hochseetaugliche Schiffe, die Waren über weite Strecken über die Weltmeere transportieren, erlebt die Idee der Flettner-Rotoren im Moment eine Renaissance. Hier nutzen Ingenieure ähnlich wie beim Segeln den Wind zur Energieerzeugung.
Kürzere Strecken lassen sich in der Schifffahrt hingegen bereits rein elektrisch bewältigen. So arbeiten etwa neue Fähren und Ausflugsschiffe vermehrt mit E-Antrieben, denn sie legen häufig an und können somit den in der Regel recht kleinen Energiespeicher wieder entsprechend über Landstrom aufladen. Auch die Binnenschifffahrt erfolgt in einigen Regionen zumindest teilweise batteriebetrieben. In den Niederlanden werden zum Beispiel Waren mit rein elektrischen Transportschiffen in die großen Häfen transportiert, von wo aus die Reise mit herkömmlichen Frachtern weitergeht.
Anders als Landfahrzeuge oder Flugzeuge bieten Schiffe zudem ein größeres Innovationspotential. So ist es auf den großen Decks beispielsweise auch möglich, Solarpaneele für eine zusätzliche Energieversorgung zu installieren. Einige Unternehmen experimentieren unter anderem ebenfalls mit Solarsegeln, die Energie aus der Sonneneinstrahlung sowie bei guten Wetterbedingungen ebenfalls Windenergie nutzen können. Welche Möglichkeiten diese futuristisch anmutenden Systeme jedoch wirklich bieten und welche Rolle Sie zukünftig für die E-Mobilität in diesem Verkehrssektor spielen werden, bleibt jedoch abzuwarten.
» Mehr erfahren: Die E-Mobilität in der Schifffahrt als umweltfreundliche Alternative
E-Mobilität in anderen Verkehrssektoren: Kleinfahrzeuge wie E-Bikes und E-Roller
Gerade in kleinem Maßstab ist es sehr einfach, E-Mobilität effizient und günstig umzusetzen. Schlank konstruierte Fahrzeuge mit wenig Gewicht, die nur kurze Strecken zurücklegen müssen, eignen sich hervorragend, um mit einer Batterie versehen bzw. verstärkt zu werden. Im Stadtverkehr oder für kurze Überlandfahrten erfreuen sich daher Elektrofahrräder sowie E-Roller immer größerer Beliebtheit. Bis zu einer Strecke von fünf Kilometern gelten Fahrräder in der Stadt als schnellstes Verkehrsmittel. Ausgerüstet mit einem Elektroantrieb und einer Batterie entfällt sogar das anstrengende In-die-Pedale-Treten (teilweise). Der Fahrspaß mit einem E-Bike ist selbstverständlich ebenfalls höher. Und sollten Sie einen angenehmen Streckenabschnitt befahren oder sollte die Energie zur Neige gehen, lässt sich das Zweirad selbstverständlich auch konventionell mit reiner Muskelkraft antreiben. Elektrofahrräder können als normales Pedelec (Pedal Electric Cycle) konzipiert sein – in diesem Fall handelt es sich um ein normales Fahrrad mit unterstützendem Motor bis zu 25 Stundenkilometer – oder aber als S-Pedelec mit weitaus höherer Leistung. Diese Räder lassen sich auch ohne Treten von ihrem Elektromotor bewegen und erreichen Geschwindigkeiten von bis zu 45 km/h. Rein rechtlich gelten sie daher als Kleinkraftrad und benötigen eine Zulassung, ein Nummernschild und eine Versicherung. Auch besteht Helmpflicht. Ähnlich verhält es sich bei Elektrorollern.
In den letzten Jahren erfreuen sich auch E-Scooter immer größerer Beliebtheit. Die kleinen, wie ein Tretroller konzipierten Elektrofahrzeuge sind leicht, flexibel, einfach zu transportieren und ermöglichen gerade Pendlern in der Stadt eine hervorragende Mobilität, ohne mit dem Pkw im Stau zu stehen oder auf Bus oder Bahn zu warten. Ebenso lassen sie sich auch problemlos in Kombination mit öffentlichen Verkehrsmittel nutzen, denn sie sind – wie schon gesagt – leicht zu transportieren und wiegen meist nicht mehr als 10 Kilo. In einigen Fällen sind sie außerdem zusammenklappbar. Viele Hersteller empfehlen als Mindestalter für die Nutzung eines E-Scooters zudem ungefähr acht Jahre, so dass auch Kinder die Elektroscooter auf dem Schulweg oder in der Freizeit verwenden können.
» Mehr erfahren: Das Elektrofahrrad: E-Mobilität kompakt auf zwei Rädern und Elektroroller & Elektroscooter bringen Sie problemlos durch den Berufsverkehr
In jedem Verkehrssektor muss die E-Mobilität in Zukunft Einzug halten
Zur Eindämmung des Klimawandels und der Verringerung unserer Abhängigkeit von fossilen und endlichen Brennstoffen ist es notwendig, dass ein Wandel in Richtung E-Mobilität in sämtlichen Verkehrssektoren erfolgt – also zu Wasser, zu Land und in der Luft. Herausforderungen in bestimmten Gebieten wie der Seefahrt oder der Luftfahrt können alternativ auch mit anderen umweltfreundlichen Antrieben wie etwa Wasserstoff-Brennstoffzellen bewältigt werden – sofern der Wasserstoff umweltfreundlich mithilfe von grünem Strom per Elektrolyse hergestellt wird. Daher sprechen Energieexperten auch von grünem Wasserstoff. Die wichtigsten Säulen für das Gelingen der Verkehrswende sind die Umstellung des Personentransports und des Gütertransports auf die Nutzung der erneuerbaren Energien. Nur so lassen sich unsere Umwelt und unsere Ressourcen schützen.
Türkiye Elektrik will helfen, die Schöpfung zu bewahren
Im Übrigen können Sie auch selbst aktiv werden. Ein Wechsel mit Hilfe von Türkiye Elektrikzu Ökostrom ist kinderleicht. Mit wenigen Klicks beziehen Sie dank unseres Rechners für den Ökostrom-Preisvergleich schon bald sauberen und klimaneutralen Strom aus erneuerbaren Energiequellen. Uns ist zudem wichtig, dass die Stromerzeugung auch religiöse Belange beachtet. Für alle gläubigen Muslime und Muslimas bieten wir daher grünen Strom auf Basis von Solarenergie, Windkraft, Wasserkraft, Biomasse und Geothermie an. Wir sichern so ab, dass die Stromproduktion die Gebote der Heiligen Schrift respektiert und somit die Integration von mehr Halal-Leben in den Alltag ermöglicht.
Seien auch Sie dabei! Wechseln Sie noch heute mit Türkiye Elektrik zu Ökostrom und helfen Sie mit, die Schöpfung des Allmächtigen und damit unseren wunderschönen Planeten Erde für unsere Kinder und Kindeskinder zu bewahren!
