Jürgen unterwegs – Die alternativen Antriebsarten im ÖPNV

25. Juli 2023 | Ausgabe 4 / 2023, Energie, Gesellschaft, Jürgen Huber, Kolumne, Nachhaltigkeit, Ökologie | 0 Kommentare

Um mit Euch unterwegs zu sein sind wir nicht selten mit Bahn und Bus unterwegs. Mit der Bahn ist Umweltverträglichkeit kein Problem, wird die Bahn mit erneuerbarer Energie versorgt, ist sie das umweltfreundlichste Massenverkehrsmittel überhaupt! Doch wie sieht es mit E-Bussen und Wasserstoffbussen aus?

Der batteriebetriebene Elektrobus

Schauen wir doch einmal genauer auf die Herstellung der Lithium-Ionen Batterien: Unter der Erde in den Ländern Chile, Bolivien und Argentinien, befindet sich ein großer Teil des Rohstoffes für die heutigen Lithium Akkus, die unsere Elektromobilität überhaupt erst möglich machen, das Lithiumcarbonat. Millionen Liter Grundwasser werden in große künstliche Becken gepumpt, in denen es langsam unter der heißen Sonne verdunstet. Sind zweitausend Liter Grundwasser eingesetzt, bleiben unter Anderem ein Kilogramm Lithium übrig. In einigen Gebieten soll es möglich sein, mit einem Wasserverbrauch von 400 Litern auszukommen.
Wenn in Gebieten, die als niederschlagsärmste Gegenden der Welt bezeichnet werden, solche Mengen an Grundwasser abgepumpt werden, muss das Folgen haben; so sinkt seit Beginn des Abbaus ständig der Grundwasserspiegel. Die Flüsse trocknen aus, Weideland vertrocknet. Des einen Freude ist des anderen Leid, verdienen die Arbeiter*innen durch den Abbau das dreifache des in der Gegend normalen Lohns, so verlieren die Bauern ihre Existenzgrundlage, einige seltenen Tierarten sterben aus.
Auch beim Abtransport des Rohstoffes durch LKW entstehen riesige Staubwolken, die sich nicht nur auf das Weideland niederlegen.
In einem Elektrofahrzeug mit Batterieantrieb werden im Schnitt 150 Gramm Lithium pro Kilowattstunde (KWH) benötigt, in einem PKW haben wir Batterien von 17 KWH beim Smart bis zu 200 KWH beim Tesla verbaut, die meisten Fahrzeuge liegen bei circa 80 KWH.
Der vollelektrisch angetriebene Gelenkbus eCitaro G von Daimler Benz greift gerne schon mal auf eine Kapazität von 440 KWH zu.
Wir errechnen, dass die Batterie eines Elektrobusses 60 Kilogramm Lithium benötigt. Rechnen wir weiter, kommen wir auf einen Wasserverbrauch von 120.000 Liter, im günstigsten Fall 24.000 Liter.

 

Elektrobus Bonn Mehlem Foto: Jürgen Huber

Der wasserstoffbetriebene Elektrobus

Das lassen wir jetzt einmal stehen und setzen uns mit der Antriebsart auseinander, die häufig auf dem Land genutzt wird. Denn die meisten auf dem Land bedienten Strecken weisen größere Entfernungen auf. Da würde ein Elektrobus wohl schon nach einem halben Tag die Segel streichen. Deshalb wird auf dem Land der Wasserstoffantrieb bevorzugt. Wer jetzt denkt, es gibt einen Verbrennermotor, der direkt mit Wasserstoff versorgt wird, liegt etwas daneben.
Beim Brennstoffzellen-Bus reagieren in einer Brennstoffzelle Wasserstoff (H2) – der gasförmig bei 350 bar in den Tanks auf dem Dach mitgeführt wird – und Sauerstoff (O) – der aus der Umgebungsluft gefiltert wird – miteinander. Aufgrund einer chemischen Reaktion wird hier elektrische Energie und Wärme erzeugt. Der so produzierte Strom wird in einer Hochvolt-Batterie zwischengespeichert. Der Elektromotor bezieht die elektrische Energie aus der Hochvoltbatterie. Die Busse fahren somit rein elektrisch, wobei die einzige „Emission“ reines Wasser bzw. Wasserdampf ist. Auf 100 Kilometer brauchen die Busse im Schnitt 8 Kilogramm Wasserstoff, was in der Herstellung einem Wasserverbrauch von 80 Litern entspricht. (Abhängig vom Hersteller und der Notwendigkeit, das Wasser aufzubereiten.)
Der aufmerksamen Leser*in ist es nicht entgangen, ja, auch dieser Bus hat eine Batterie, die sogenannte Pufferbatterie. Im Gegensatz zum reinen Elektrobus ist diese jedoch erheblich kleiner. Denn der Bus erzeugt ja seinen eigenen Strom. Daher kommt die Batterie mit knappen 70 KWH aus.
Auch die Erzeugung des Wasserstoffes benötigt elektrische Energie zur Elektrolyse. Erneuerbare Energien helfen hier bei der Emmissionsfreiheit.
Ein häufig unseren Landkreis bedienendes Unternehmen hatte gute Startbedingungen und erhält ihren Wasserstoff in unmittelbarer Nähe des Einsatzortes Hürth. Der hier getankte Wasserstoff ist ein Nebenprodukt der chemischen Industrie und wird sowieso erzeugt.

 

Wasserstoffbus in Bozen Foto: Manfred Fuhrich

Zum Schluss

Diesen Vergleich habe ich gewählt, weil in unseren nächsten Umgebung zwei Antriebsarten verwendet werden, die eine Zukunft haben. Ich möchte in Sachen Rohstoffverbrauch kein Urteil fällen, welche Antriebsart unsere Ressourcen mehr schont. Da der Wasserstoff mittels erneuerbarer Energien hergestellt werden soll, wäre Solarenergie zur Elektrolyse eine Option. Aber wo die Sonne fleißig scheint ist das Wasser meistens knapp! Mit Wind hätten wir im Norden auch das Wasser.
Sehr langfristig wäre zu überlegen, in der Stadt die Straßenbahnnetze ständig zu erweitern, und wo dann keine Bahn mehr hinkommt, muss im besten Falle der Oberleitungsbus ran. Auf dem Land ist ein vernünftiges Verkehrskonzept mit elektrifizierten Eisenbahnstrecken und Busverkehr unabdingbar. Es gibt viel zu tun für unsere Ingenieure.

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