03:39 26 November 2020
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    Autos, Busse, LKW – alles soll elektrisch werden und erneuerbar betrieben werden. Aber die schweren Akkus sind ein Problem. Um sie kleiner zu machen und längere Fahrten zu ermöglichen, entwickelt man in Deutschland, Schweden und Israel die „elektrische Straße“. Drei verschiedene Ansätze treten hier gegeneinander an. Sputnik hat sie alle beleuchtet.

    Elektrische Straße

    Es gibt verschiedene Ansätze, den Verkehr der Zukunft emissionsfrei zu gestalten. Manche davon erweisen sich als problematisch wie der Bio-Diesel, der Flächen wegnimmt, die für Nahrungsanbau genutzt werden könnten. Die Erzeugung von Wasserstoff und synthetischen Kraftstoffen unter Einsatz erneuerbarer Energien lässt noch zu wünschen übrig, weil bei der Umsetzung zu viel Energie verloren geht. Anders sieht es aus, wenn man direkt die Batterie eines Elektro-Autos über das Stromnetz auflädt. Doch auch hier gibt es Schwachpunkte: die bislang kurze Reichweite, lange Ladezeiten, eine schlechte Lade-Infrastruktur und die schweren Akkus, die mit einem hohen Verbrauch an Ressourcen einhergehen.

    Deswegen gibt es derzeit einige Versuche, die Straße der Zukunft selbst elektrisch zu machen. Dass es möglich ist, zeigt die Vergangenheit: 1882 erprobte Werner Siemens ein elektrisches Fahrzeug „Elektromote“ in Berlin mit einer Oberleitung. Daraus haben sich Züge, Straßenbahnen und Omnibusse mit Oberleitungen entwickelt. Doch auf den Schnellstraßen setzte sich der Verbrennungsmotor durch und auch der PKW-Betrieb ist mit Oberleitungen wegen der erforderlichen hohen Abnehmer alles andere als praxistauglich. Drei Entwicklungen wollen genau diese Bereiche elektrifizieren.

    eHighway ELISA: Oberleitungen für LKW auf Schnellstraßen

    Die E-Straße von Siemens setzt im Rahmen des eHighway-Projektes auf Bewährtes, indem sie die Oberleitungen auf die Autobahnen bringen und die Abnehmer in erster Linie auf LKW montieren will. Nachdem die Technologie ab Juni 2016 in Schweden erprobt wurde, gibt es seit Mai 2019 auch in Deutschland auf der A5 einen Abschnitt, auf dem zunächst Diesel-Hybrid-Fahrzeuge des Fahrzeugherstellers Scania verkehren und per Oberleitung mit elektrischer Energie versorgt werden.

    „Es ist eine Technologie, die auf mehr als 100 Jahre Erfahrung im Eisenbahn-Elektrifizierungsbereich zurückgreift und das macht sie auch sehr stark“, betont Hasso Grünjes, Leiter des eHighway-Projekts gegenüber Sputnik. „Es gibt gewisse Anpassungen, die nötig sind – es ähnelt eher einer Eisenbahn als einem Trolleybus, aber letztendlich basiert es auf dieser Technologie.“

    Durch die direkte Energieübertragung sei der Wirkungsgrad des Systems sehr hoch, genau genommen soll sie den höchsten Wirkungsgrad im Vergleich mit alternativen Konzepten haben. „Entscheidend ist aber, dass wir keine Batterien, sondern Güter transportieren wollen, und dass wir die Ladezeiten reduzieren wollen, weil LKW sich bewegen müssen und nicht im Stillstand auf Rastplätzen ihre Batterien laden sollen“, so Grünjes.

    Siemens habe verschiedene Lösungen, auch Biobrennstoffe, in Betracht gezogen, sich aber schließlich wegen der hohen Effizienz und der Versorgungssicherheit für die Oberleitung entschieden. Auch der Aufbau einer solchen E-Straße sei unkompliziert und behindere nicht den Verkehr, da nur entlang der Fahrbahn gearbeitet werde, Eingriffe in diese selbst aber nicht erfolgen.

    Der Nachteil: private PKW profitieren nicht von diesem System, das auf LKW ausgelegt ist. Allerdings würden PKW statistisch im Gegensatz zu LKW 95 Prozent der Zeit stehen, bemerkt Grünjes. Ob dieses Argument auf einer Reise quer durch Europa überzeugt, sei dahingestellt, fest steht: „LKW müssen fahren und wenn sie fahren müssen, dann haben sie eine ganz andere Belastung auf die Batterie“, so der eHighway-Leiter.

    Elektrische Schienen im Asphalt: eRoad Arlanda und Evolution Road

    Im Herbst 2012 kehrte das schwedische Unternehmen Elways die Oberleitung im Projekt „eRoad Arlanda“ um – und verlegte zunächst eine 200 Meter lange Schiene im Straßenasphalt. Im Herbst 2017 gab es bereits einen Schienenabschnitt mit einer Länge von zwei Kilometern. Die grundlegende Einheit der E-Straße ist ein 50 Meter langes Schienenstück, über das beliebige Fahrzeuge mit elektrischer Energie versorgt werden können. Dazu wird ebenfalls ein Abnehmer am Fahrzeug angebracht, allerdings auf der Unterseite.

    Sehr ähnlich funktioniert auch die Evolution Road des schwedischen Unternehmens Elonroad. Der entscheidende Unterschied liegt hier darin, dass die Fahrzeuge beim Parken und beim Fahren aufgeladen werden und auseinandergehalten werden können. Denn bei Evolution Road ist die Schieneneinheit nur einen Meter lang. Das macht sie als Ladestation geeignet, schließt aber auch aus, dass sich zwei Fahrzeuge gleichzeitig auf einem Schienenstück befinden, was wichtig für die Abrechnung des bezogenen Stroms ist.

    Der Vorteil dieses Konzepts: Alle elektrischen Vierräder können mit Strom versorgt werden und dadurch – wie auch beim eHighway von Siemens – kann der Akku um knapp ein Drittel verkleinert werden. „Natürlich kann man ein Elektroauto mit einer großen Batterie kaufen und wahrscheinlich fährt man damit gut. Aber wenn man sich das im großen Maßstab anschaut, hätte das größere Umweltprobleme zur Folge wegen der eingesetzten Metalle“, betont Elonroad-Projektleiter Dan Zethraeus. Außerdem seien die großen Akkus kostspielig und müssten alle zehn Jahre entsorgt werden.

    Die Schwäche des Systems liegt in seiner Eleganz: Denn die Schiene muss breit genug für den Abnehmer sein, damit der Strom gut fließen kann, sie muss über eine ähnliche Reibung wie der Asphalt verfügen, damit es zu keinen Unfällen kommt, und der Abnehmer muss intelligent und flink genug sein, um nicht den Asphalt zu schrammen und zerstört zu werden. Derzeit experimentiert Elonroad mit E-Bussen des polnischen Herstellers Solaris, an die sie einen verbesserten Abnehmer anbringen, der die Bewegungen des Fahrzeugs ausgleichen kann.

    Die Induktionsstraße EV revolution von Electreon: Aufladen ohne Abnehmer

    Der dritte Ansatz verzichtet auf jede Berührung mit Abnehmern – sei es Oberleitung oder Schiene. Stattdessen wird hier mit dem Induktionsprinzip geladen. „Unsere Straße besteht aus drei Komponenten: einer Spule unter dem Asphalt, einer Management-Einheit an der Straßenseite, die das Stromnetz an die Spulen anschließt, und einem Empfänger unter dem Fahrzeug“, erklärt Noam Ilan, Mitgründer des israelischen Unternehmens Electreon.

    Fahrzeuge mit entsprechenden Empfängern werden während der Fahrt vom System erkannt und dynamisch aufgeladen, wobei schwach geladene Fahrzeuge den Vorrang erhalten. Das Hauptziel ist auch bei Electreon zunächst der LKW-Transport, doch das System kann alle Fahrzeugtypen mit Energie versorgen.

    Nach den anderen E-Straßen befragt, erklärt Ilan: „Die Oberleitung ist eine reife und tolle Technologie, aber es gibt auch Nachteile etwa für das Straßenbild. Außerdem sind wir überzeugt, dass die Infrastruktur teuer ist. Aber der größte Nachteil ist, dass sie nicht alle Fahrzeugtypen bedienen kann. Dort geht es nur um LKW und Busse.“ Mit Blick auf die Schienenkonzepte merkt er an, dass es „Sicherheitsprobleme“ geben könnte, wenn Fahrzeuge die Spuren wechseln. Das Hauptargument ist aber: Dadurch, dass die Induktionsstraße berührungslos funktioniert, gibt es keine beweglichen Verschleißteile wie die Abnehmer, sondern statische Empfänger. Allerdings ist die Übertragung von Energie durch Induktion weniger effizient als die bei direktem Kontakt.

    Nach dem Bau einer Teststraße sollen nun zwei Demonstrationsprojekte entstehen. Eine Straße auf der schwedischen Gotland-Insel, deren Bau 2022 abgeschlossen werden soll, und eine in der israelischen Stadt Tel Aviv, die die dortige Universität mit dem Hauptbahnhof verbinden soll.

    Umfrage

    Umfrage: Welche Straße ist die Straße der Zukunft?
    • Straßen mit Oberleitungen   
      4.5% (51)
    • Induktionsstraßen
      27.1% (306)
    • Straßen mit elektrischen Schienen
      2.0% (23)
    • Keine. Die Straße wird nicht elektrisch
      66.4% (748)
    abgestimmt: 1128

     

     

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    Tags:
    Transport, Elektrofahrzeuge, Elektroauto, Elektromobil, Schweden, Israel, Energiewende