Sind E-Autos eine tickende Zeitbombe?

„Wir wollen sicherlich auf das Auto nicht verzichten. Also müssen wir auf lange Sicht ein völlig neues Automobil entwickeln, eines, das energiesparend und umweltfreundlich ist.“
Bundeskanzler Helmut Schmidt, 1979

Wenn Schmidt gewusst hätte, wie recht er damit gehabt hat. Es ist absolut richtig, dass wir nach neuen Antriebstechniken suchen müssen. Ich sehe da noch nicht einmal den CO2-Ausstoß als das große Problem. Meiner Meinung nach wird das von vielen „Umweltexperten“ völlig überzogen dargestellt. Teilweise werden da sogar wissenschaftliche Erkenntnisse verbogen.

Was aber zweifelsohne stimmt, ist die Tatsache, dass die fossilen Brennstoffe endlich sind. Irgendwann werden die zu Ende gehen. Die Frage ist wann. Und wir können nicht warten, bis es soweit ist. Wir brauchen die Lösungen früher. Ob dabei aber die batteriebetriebene E-Mobilität die Lösung ist, wage ich derzeit noch zu bezweifeln. Ich hatte mal einen Chemielehrer, der sagte immer: wenn es der Menschheit gelingt, den täglichen Strombedarf einer Stadt wie Frankfurt in einem Stecknadelkopf zu speichern, dann sind alle Probleme der Welt gelöst.

Aber darüber will ich mich heute gar nicht auslassen.

Schon wieder ein Batteriebrand

Das große Problem für die Energiewende ist die Stromspeicherung. Immerwieder hört man davon, dass irgendwo ein Akku explodiert ist. Da brennen E-Busse ab, da explodieren Akkus von E-Bikes. Selbst große Schiffe, die E-Autos transportieren, geraten in Brand. In Australien ist ein Großspeicher schon in der Testphase in Brand geraten. Auch Akkus von Mobile phones sollen schon explodiert sein. Wenn sie mehr darüber erfahren wollen, ich hänge ihnen einige Berichte dazu an.

Für die Feuerwehr stellt sich das Problem, wie man solche Brände löschen soll. Die Hitze kommt nämlich nicht aus einer Oxidierung. Die Hitze entsteht durch das Freiwerden von elektrischer Energie. Von der Gefahr eines Stromschlages möchte ich nicht einmal sprechen.

Und da habe ich mir mal Gedanken gemacht, wie es zu solchen Bränden überhaupt kommen kann. Warum sind diese Akkus so gefährlich.

Ein Blick zurück

In den Siebzigern hatte ich mir mal ein Kofferradio gekauft. Einen Grundig C 6200. Wenn es sie interessiert, hier ein Video (15 min) dazu.

Ja, dieser Koffer war es. Mechanischer Timer, Kassetten-Deck, sogar mit sechs Stationstasten. Das war damals der Stand der Technik. Und das Ding war teuer. Ich glaube, ich habe damals 600 D-Mark dafür bezahlt. Aber was viel wichtiger war, es gab dafür einen Akku.

Genau so einer. 48 Stunden Laufzeit waren garantiert. Die hat er zumindest am Anfang auch gebracht. Und bleihaltig war er auch noch. Ein richtig schweres Teil. Trotzdem, für die damalige Zeit ein Top Teil. Irgendwann, war er natürlich kaputt. Und ich war neugierig. Ich wollte wissen, wie so ein Teil innen aussieht. Vom Physik-Unterricht wusste ich noch, dass er entladen sein sollte, bevor man ihn aufmacht. Das habe ich auch beherzigt. Über die Gefahren von Blei habe ich mir damals keine Gedanken gemacht. Ich habe dann eine Eisensäge genommen und ihn in der mitten durchgeschnitten. Zum Vorschein kam eine Struktur, die aussah wie ein aufgewickelter Stoffballen in Miniformat.

Der Kondensator

Was es damit auf sich hat möchte ich ihnen an einem einfachen Beispiel erläutern. Ein Kondensator ist auch ein kleiner Stromspeicher, der in der Regel dort eingesetzt wird, wo Stromschwankungen ausgeglichen werden müssen. Eine gute Erläuterung finden sie in diesem Lehrvideo (9 min). Hier die Kurzform dazu.

Ein Kondensator besteht aus zwei Elektroden, die durch ein Isoliermittel getrennt sind. Wenn jetzt Spannung an den Anschlüssen anliegt, wandern die freien Elektronen von der einen Seite zur anderen, fällt die Spannung an den Enden ab, wandern diese Elektronen wieder zurück. Trotz Ausfall der Stromquelle, kann somit der Stromfluss noch eine kurze Zeit aufrecht erhalten werden. Somit kann man mit einem Kondensator kurzfristige Stromschwankunge ausgleichen. Kondensatoren finden sie in allen vorstellbaren Größen in unterschiedlichste Bereichen.

Batterien

Batterien haben grundsätzlich die gleiche Funktionsweise. Sie brauchen allerdings deutlich höhere Ladekapazitäten um sinnvoll eingesetzt werden zu können. Dazu müssen wir folgendes wissen. Die freien Elektronen sammeln sich immer auf der Oberfläche eines Leiters. Für eine große Kapazität benötige ich also großflächige Elektroden. Diese erreicht man dadurch, dass man das Metall der Elektroden zu Folien auswalzt. Das gibt dann allerdings eine riesige Fläche. Also wickelt man diese Elektroden wieder auf. Natürlich kommt zwischen diese Folien ein Isolationsmittel.

So sieht das dann schematisch aus. Allerdings spielt bei der Batterietechnologie auch Gewicht und Ressourcenverbrauch eine große Rolle. Daher sind die Elektroden, hier aus Kupfer und Aluminium, noch viel dünner. Ich habe mal gelesen, dass diese im Rahmen der Nano-Technologie nur noch auf eine Trägerfolie aufgesprüht werden. Letztendlich wird hier aber eine Technologie verwendet, die wir schon in den Siebzigern kannten, vielleicht noch länger. Aber das weiß ich nicht. Auf diese Weise schafft man Einheitsmodule, die man dann zu großen Batterien zusammensetzt. Hier mal das Bild eines Fahrradakkus,

und hier das Bild eines Akkus im Auto.

Sie können in beiden Fällen, die einzelnen Element gut erkennen. Und so ähnlich sieht das auch in alten U-Boot Filmen aus, oder?

Warum sind die aber so gefährlich?

Nun, fließender Strom erzeugt Hitze. Das ist in vielen Fällen ein ungewünschter Nebeneffekt, weil Hitze auch den elektrischen Widerstand erhöht. Wir kennen das noch aus den alten Glühlampen, wo der Strom einen Draht zum Glühen gebracht hat. Und genau das ist das Problem.

Wenn bei nur einem dieser Akkus eine kleine Beschädigung des Isoliermaterials auftritt, dann kommt es zu einem Kurzschluss. Und wenn wir uns in Erinnerung rufen, wie dünn diese Folien sind, dann kann das schon alleine dadurch passieren, dass der Akku mal zu Boden fällt. Von außen muss man das noch nicht einmal sehen. Innerhalb des Akkus selbst kann man das nicht absichern. Dann fließt da sehr schnell Strom. Durch die Hitzeentwicklung wird der Schaden immer größer. Und irgendwann geht die Hitze auch auf die Nachbarzellen über und es kommt zu einer Kettenreaktion. An sich ist dieser Prozess nicht mehr zu stoppen, bis durch Kurzschluss in allen Zellen die Energie verbraucht ist. Dass diese unsägliche Hitze dann natürlich auch andere Teile des Autos entzündet, dürfte wohl klar sein.

Die Konsequenzen

Da man solche Brände nicht löschen kann, hebt die Feuerwehr solche Autos in Container, die mit Wasser gefüllt sind. Dort werden sie dann solange gekühlt, bis keine Gefahr zu weiteren Entzündungen mehr besteht.
Weiterhin gibt es die ersten Baubehörden, die das Parken von E-Autos in Tiefgaragen verbieten. Der Grund ist einfach, die Feuerwehr kommt da nicht ran. Und wenn genügend Akkuzellen angegriffen sind, dann kann das auch zu heftigen Explosionen führen. Genau das ist beispielsweise in einem Wohnhaus geschehen, wo ein Stromspeicher des hauses in Brand geraten ist. (weiteres dazu hier)

Ein weiteres Problem sind sogenannte Depots, wo viele solcher Fahrzeuge geparkt werden, beispielsweise Busdepots für den ÖPNV. Wenn da ein Bus brennt, dann wird das so heiß, dass da schnell auch die Busse, die nebenan geparkt sind, mit betroffen sind. Da gibt es sogar ein Beispiel, welches es in die Tagesschau geschafft hat. Und das ist eher selten. Gefährden doch solche Meldungen den Umstieg auf das E-Auto.
Übrigens, auch bei der Post soll es mit den E-Scootern schon einmal zu einem solchen Vorfall gekommen sein. Ich finde aber leider den dazu gehörigen Bericht nicht wieder.

Immobile große Stromspeicher

Das gleiche gilt logischerweise auch für große immobile Stromspeicher. Wir wissen, dass das große Problem der Energiewende die Stromspeicherung ist. Wenn beispielsweise mal eine Woche kein Wind weht oder keine Sonne scheint, dann wird die gleiche Strommenge benötigt, es ist aber eigentlich keine verfügbar. Die muss dann also aus solchen Stromspeichern kommen. Und jetzt stellen sie sich einmal vor, wie groß ein solcher Speicher für die Stadt Frankfurt sein müsste. Da kommt dann schon was zusammen.
Es gibt sogar schon Prototypen. Einer steht in Australien. Und auch der hat schon gebrannt. Lesen sie dazu den Bericht, der bei Tichy erschienen ist.

Und jetzt berücksichtigen sie mal, dass es bisher noch gar nicht soviele E-Autos gibt. Und diese Stromspeicher sind auch noch Mangelware. Stellen sie sich mal vor, es gibt nur noch E-Autos und in jedem Haus stünde ein solcher Stromspeicher. Im Augenblick will ich mir das gar nicht vorstellen.

Fazit

Ich bin überzeugt, dass wir eine Energiewende brauchen. Der Grund ist allerdings nicht CO2, sondern die endlichen Ressourcen. Was aber ein absoluter Irrweg ist, ist der Weg mit der derzeitigen Batterietechnik. Über die Gefahren habe ich in diesem Beitrag berichtet. Nicht geklärt ist allerdings der Ressourcenansatz für die Batterien. Denn auch diese Ressourcen sind endlich. Und ich glaube, dass diese Ressourcen noch schneller zu Ende gehen als die fossilen Brennstoffe.
Und ihr lieben Grünen, dann lasst Euch mal was einfallen. Vielleicht doch Atomenergie?

https://www.focus.de/auto/ratgeber/sicherheit/e-busse-brennen-ab-riesige-rauchwolke-ueber-paris-stadt-zieht-nach-zwei-feuern-149-elektrobusse-aus-dem-verkehr_id_93342518.html

https://www.tagesschau.de/wirtschaft/technologie/elektrobusse-depotbrand-101.html

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