Technologisches Innovationswunder macht Elektromobilität auch ökologisch ehrlich

Die Elektromobilität wird von vielen Menschen nicht nur in Deutschland als wesentliches Instrument zur Senkung des CO2-Ausstoßes gesehen. Schließlich hat der Verkehr einen großen Anteil an der Emission dieses klimaschädlichen Gases. Die Politik bezeichnet das Elektroauto als Null-Emissions-Auto. Das ist aber leider nicht ganz richtig. Diese Null-Emissionen werden nur erreicht, wenn man die Produktion des Akkus außer Acht lässt und davon ausgeht, dass der Fahrstrom klimaneutral produziert wird. Das sind aber höchst unrealistische Annahmen. Für die Batterien werden Mangan, Lithium und Kobalt benötigt, die nur mittels sehr viel Energie gewonnen und verarbeitet werden können. Der Strommix in Deutschland enthält noch einen sehr großen Anteil an aus Kohle, Erdöl oder Erdgas.

Das Münchener Ifo-Institut hat eine Vergleichsstudie veröffentlicht, in der der CO2-Ausstoß eines Diesel-Pkws mit dem eines Elektroautos verglichen wird. Für die Vergleichsrechnung wurden ein Tesla Model 3 und ein vergleichbar großer Mercedes C 220d verwendet. Bei dem Diesel-Auto wurden auch die Raffinerie und der Transport des benötigten Diesels berücksichtigt. Damit kamen die Forscher für diesen Wagen auf einen CO2-Ausstoß von 141 Gramm pro gefahrenen Kilometer. Bei dem Tesla Modell 3 wurden für die Produktion der Batterie 11 – 15 Tonnen CO2 veranschlagt. Bei einer angenommenen Lebensdauer des Akkus von 10 Jahren und einer jährlichen Fahrleistung von 15.000 Kilometern ergibt das für die Batterie 73 – 98 Gramm CO2 pro Kilometer. Zusätzlich müssen noch die CO2-Emissionen der Stromproduktion berücksichtigt werden. Unter diesen Voraussetzungen ergaben sich für das E-Auto 156 – 181 Gramm CO2 pro gefahrenen Kilometer. Damit schneidet der Tesla Modell deutlich schlechter ab, als der Mercedes Diesel.

Auch wenn man sicher von diesem einen Vergleich zwischen zwei speziellen Autos nicht auf alle Diesel-, Benzin- und E-Autos schließen kann, zeigt die Studie doch ein prinzipielles und für die Elektromobilität existenziell wichtiges Problem auf. Die Emissionsfreiheit beim Fahren eines E-Autos wird durch die Emissionen bei der Produktion der Batterie und des Stromes neutralisiert. E-Autos können die in sie gesetzten Hoffnungen nur erfüllen, wenn dieses Problem gelöst wird. Diese Lösung existiert prinzipiell schon, auch wenn sie noch nicht serienreif einsetzbar ist – die Nutzung der Neutrino-Energie.

Neutrino-Energie ist ein Begriff, der erst seit dem Jahr 2012 existiert. Er bezeichnet die Energie, die in winzig kleinen, unsichtbaren Teilchen, den Neutrinos enthalten ist. Diese Neutrinos treffen, ähnlich wie das Sonnenlicht, aus dem All auf unsere Erde. Im Gegensatz zur Sonnenstrahlung treffen Neutrinos aber jeden Quadratzentimeter der Erde ständig, unabhängig von dem geografischen Ort und dem Sonnenstand. Die Physik-Nobelpreisträger des Jahres 2015 haben gezeigt, dass diese Neutrinos eine, wenn auch winzig kleine, Masse haben. Damit enthalten sie aber auch Energie, wie die bekannte Formel E= m * c² aussagt. Wenn man diese Energie nutzen könnte, hätte die Menschheit eine nie versiegende, überall und immer verfügbare, absolut emissionsfreie Energiequelle.

Im Jahr 2008 stießen Wissenschaftler bei der Forschung an Materialien für die Fotovoltaik auf merkwürdige Phänomene. Wurden Komponenten immer weiter verkleinert, kam es schließlich zu Instabilitäten durch Vibrationen und Resonanzen. Forscher der neu gegründeten Neutrino Deutschland GmbH beschäftigten sich, in Zusammenarbeit mit anderen Wissenschaftlern internationaler Forschungsinstitute und Universitäten, mit der technischen Nutzbarmachung dieser Effekte. Die beobachteten Vibrationen und Instabilitäten konnten auf die Wirkung von Neutrinos zurückgeführt werden. Normalerweise durchdringen Neutrinos alle Materialien, ohne eine Wirkung zu haben. Daher wird die Neutrinostrahlung auch nicht bemerkt. Treffen Neutrinos aber auf einen metallischen Leiter, der eine Beschichtung aus Silizium- und Kohlenstoff-Partikeln in Nanogröße trägt, kann ein Teil ihrer kinetischen Energie gewonnen werden. Bei einer passenden Geometrie versetzen die Neutrinos die Kohlenstoff- und Siliziumpartikel in Resonanz. Der so entstehende elektrische Strom wird über den elektrischen Leiter abgegriffen.

Der heutige Stand der Technik bei der Nutzung der Neutrino-Energie sind die Power Cubes. Sie bestehen aus Folien, die mit nanotechnisch veränderten Silizium oder Graphen beschichtet sind. In den Power Cubes werden diese Folien übereinandergelegt und verpresst. Neutrinos, die auf einen solchen Power Cube treffen, geben einen Teil ihrer Bewegungsenergie an ihn ab. Zurzeit kann ein Power Cube mit der Größe eines Din-A4-Blattes 150 Wh Strom produzieren. Diese Module sollen so weiterentwickelt werden, dass sie bis zum Jahr 2020 in der Lage sind, elektrische Kleingeräte mit Strom zu versorgen.

Die weitere Entwicklung muss die Skalierbarkeit der Power Cubes zeigen. Dann könnten sie auch zur Stromversorgung von E-Autos dienen. Das hätte gleich mehrere Vorteile. Es müsste keine große Batterie im Auto verbaut werden. Damit entfallen die CO2-Emissionen bei deren Produktion. Das Auto würde dadurch auch leichter und billiger. Es gäbe kein Reichweitenproblem mehr. Neutrinos sind überall vorhanden und müssen nicht getankt werden. Der so gewonnene Strom wäre absolut emissionsfrei.

Damit ist die Neutrino-Energie ein wertvolles Hilfsmittel, um die Klimaziele in Deutschland und weltweit zu erreichen. Gleichzeitig erhöht diese Technologie auch die Akzeptanz der Elektroautos, da das Reichweiten-Problem entfällt und auch kein Netz an Elektrotanksäulen aufgebaut werden muss. Die Neutrino Deutschland GmbH kann die Entwicklung von kleinen Power Cubes für elektrische Kleingeräte zu großen Aggregaten für die Elektromobilität natürlich nicht alleine leisten. Das Ziel ihrer Arbeit ist vielmehr die prinzipielle Machbarkeit und Skalierbarkeit der Technik zu zeigen. Dann muss die Kooperation mit entsprechenden Firmen, beispielsweise Autobauern, folgen. Die Neutrino-Energie kann die Lösung der Energieprobleme sein – nicht nur bei der Elektromobilität.