Elektromobilität als Kernstück der Kreislaufwirtschaft
Im November 2022 lenkte die COP27 den Blick der Weltöffentlichkeit auf die Dringlichkeit von Klimaschutzmaßnahmen. Die Realität ist, dass wir die Emissionen nicht schnell genug und nicht weit genug senken. Elektrofahrzeuge sind entscheidend für die Reduzierung von Kohlendioxid in der Atmosphäre. Aber um den Planeten wirklich umzugestalten, müssen wir eine Kreislaufwirtschaft schaffen, in der Energie effizient genutzt wird, der Materialeinsatz optimiert wird und alle Emissionen reduziert werden.
Was sind kreisförmige Städte?
Die Teilnehmer der COP27 haben gehört, dass wir drastische Maßnahmen in den Bereichen Technologie, Infrastruktur und Netze ergreifen müssen, um die Ziele des Pariser Abkommens zu erreichen. Angesichts der Tatsache, dass Paris den Wandel vorantreibt, ist es also ein guter Ort, um damit zu beginnen.
Der Energieverbrauch von Paris hat sich seit 1800 fast verzehnfacht. Heute kämpft die Stadt der Lichter damit, genug Strom zu finden, um sie einzuschalten. Dennoch hat die Stadt einen ehrgeizigen Plan angekündigt, um bis 2050 kohlenstoffneutral zu sein und die Emissionen um unglaubliche 100 % zu reduzieren. Wie ist das möglich? Indem sie eine führende Kreislaufstadt im Rahmen einer Frankreich umfassenden Kreislaufwirtschaft wird. Sie ist Teil einer größeren Bewegung in ganz Europa, die bis 2050 klimaneutral werden soll.
Auf der COP27 wurde die Kreislaufwirtschaft als entscheidend für die Bekämpfung von Biodiversitätsverlust, Abfall und Umweltverschmutzung definiert. Die Kreislaufwirtschaft beschreibt das Teilen, Wiederverwenden, Reparieren, Wiederaufbereiten und Recyceln von Produkten und Materialien. Emissionen werden minimiert, Abfälle werden beseitigt und lebenswichtige Ressourcen werden wiederverwendet.
In Paris fahren täglich schätzungsweise 180.000 Fahrzeuge, die jährlich Millionen Tonnen Kohlendioxid ausstoßen. Würden diese Fahrzeuge durch Hybrid- oder Elektrofahrzeuge ersetzt, könnten die Emissionen auf einen Bruchteil der derzeitigen Werte gesenkt werden - aber das ist nur der Anfang. Die Umstellung von fossilen Brennstoffen auf Elektrizität bietet uns unglaubliche Möglichkeiten, die Rolle der Fahrzeuge und der Mobilität im Allgemeinen in unserem Leben zu überdenken.
Zirkularität in der Automobilindustrie
Die Kreislaufwirtschaft in der Automobilindustrie hat drei zentrale Dimensionen:
- Minimierung der Emissionen
- Energie-Effizienz
- Optimierung der Materialien
Hier erfahren Sie, was die einzelnen Schwerpunktbereiche sind und warum sie wichtig sind:
- Minimierung von Emissionen
Elektrofahrzeuge können unsere Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen beenden und uns allen zugute kommen. Durch den Ersatz von Benzin-Pkw durch Elektrofahrzeuge könnten fast alle Emissionen im Straßenverkehr sofort beseitigt werden. Neue Megawatt-Ladestationen bieten eine Alternative zu Diesel für schwere Nutzfahrzeuge und Nahverkehrssysteme, die den öffentlichen Verkehr und die Logistik dekarbonisieren könnten.
Ein großer Teil des Stroms, den die Fahrzeuge verbrauchen, wird bereits aus erneuerbaren Quellen gewonnen. In Frankreich zum Beispiel stammen 20 % aus nachhaltigen Quellen, und diese Zahl wird sich noch vervielfachen. In anderen europäischen Ländern wie Norwegen und Deutschland ist der Anteil der erneuerbaren Energien, einschließlich Wind- und Solarenergie, weitaus höher .
In Zukunft werden nachhaltige Energiequellen ausreichend sichere Energie für alle Personen-, Geschäfts- und Nahverkehrssysteme liefern. Der Umstieg auf E-Fahrzeuge könnte nicht nur die individuellen Emissionen drastisch reduzieren, sondern auch die äußerst schädliche Versorgungskette für fossile Brennstoffe eliminieren.
Wir stehen an der Schwelle zur Abschaffung von Emissionen, aber die Prinzipien der Kreislaufwirtschaft verändern unser Denken über Mobilität völlig.
- Energie-Effizienz
Elektrofahrzeuge können 85-90 % der Energie in Bewegung umsetzen, während ein durchschnittlicher Verbrennungsmotor weniger als 30 % in Bewegung umsetzt . Dieser Wert kann manchmal sogar nur 12 % betragen - selbst nach über 100 Jahren der Motoroptimierung.
Pro Kilometer sind batteriebetriebene E-Fahrzeuge unglaublich energieeffizient - aber das ist nur der Anfang. Die darin enthaltene Technologie könnte eine Rolle bei der Bewältigung der globalen Energiekrise spielen. E-Fahrzeuge können - und werden - sich von einer Belastung für das Stromnetz zu einem integralen Bestandteil eines intelligenten Netzes entwickeln.
Die jüngsten Probleme bei der Energieversorgung haben deutlich gemacht, vor welchen Herausforderungen Länder wie Frankreich, das Vereinigte Königreich und Deutschland bei der Beschaffung der benötigten Energie stehen. Vehicle-to-Grid-Technologien nutzen die Batterien von Elektrofahrzeugen als Stromspeicher, der bei Bedarf abgerufen werden kann. Anstatt erneuerbare Energie aus Wind-, Wasser- und Solarquellen zu verlieren, kann sie in Autobatterien gespeichert werden. Das Netz kann in Spitzenzeiten Strom aus den Batterien entnehmen, um den Stromfluss zu glätten. Fahrzeugbesitzer können auch Geld verdienen, wenn sie ihre Fahrzeuge an das intelligente Stromnetz anschließen.
Ein intelligentes Fahrzeugnetz könnte mehr als genug Batteriekapazität bieten, um ein intelligentes Netz zu betreiben, das 100 % nachhaltige Energie erzeugen, speichern und weitergeben könnte.
- Optimierung der Materialien
Die Fahrzeughersteller wenden sich zunehmend von den traditionellen "schweren" Metallen ab und verwenden Alternativen wie Aluminium, Verbundwerkstoffe und Kohlenstoff. Diese Materialien sind viel leichter als herkömmliche Alternativen, was bedeutet, dass weniger Energie für den Antrieb erforderlich ist.
Kreislaufwirtschaft bedeutet, dass sich die Konstrukteure Gedanken darüber machen, wie die Fahrzeuge am Ende ihres Lebenszyklus entsorgt werden sollen, mit dem Ziel, dass nichts verschwendet wird. Darüber hinaus sind viele fortschrittliche Materialien vollständig recycelbar - eine gute Nachricht, denn die Altauto-Richtlinie schreibt die zunehmende Verwendung von recycelten Materialien in der Automobilproduktion vor. Es mag zwar unmöglich sein, zu 100 % recycelbare Fahrzeuge herzustellen, aber die Ingenieure stellen sich dieser Herausforderung.
Analyse des Lebenszyklus
Bei der Kreislaufwirtschaft geht es um mehr als nur um die Verringerung der Auspuffemissionen; es geht um die Minimierung der Umweltschäden während des gesamten Lebenszyklus eines jeden Fahrzeugs. Eine kürzlich veröffentlichte Studie in Natur Elektronik veröffentlicht wurde, fordert uns auf, den gesamten Lebenszyklus von Elektroautos zu berücksichtigen, einschließlich der verwendeten Materialien, ihrer Herstellung, ihres Betriebs und ihrer Entsorgung.
Wir müssen erkennen, dass die Herstellung aller motorisierten Fahrzeuge energie- und ressourcenintensiv ist. Fast ein Viertel des weltweit produzierten Stahls wird immer noch für die Herstellung von Fahrzeugen verwendet. Die Systeme in Elektrofahrzeugen verwenden eine riesige Anzahl von Siliziumchips. Und schließlich - was vielleicht am wichtigsten ist - verwendet die aktuelle Generation von Elektroauto-Batterien mehrere Seltene Erden, darunter Lithium und Kobalt. Jede Form der Schwerindustrie ist zwar ressourcenintensiv, aber unverzichtbar - wir können sie so weit wie möglich reduzieren.
Die Herausforderung besteht darin, dass wir nicht eine ökologische Katastrophe (fossile Brennstoffe) gegen eine andere (Rohstoffgewinnung) austauschen. Die Kosten für den Besitz eines E-Fahrzeugs steigen, aber die Massenakzeptanz wird zu einer größeren Priorität, so dass wir nach Alternativen suchen müssen. Eine mögliche Lösung ist die Abkehr vom individuellen Besitz hin zu Mobility-as-a-Service (MaaS). Solche Systeme basieren auf einem Abonnementmodell, das es uns ermöglicht, auf die benötigten Fahrzeuge zuzugreifen, sie aber nicht zu besitzen. MaaS-Modelle sind von Natur aus zirkulär und könnten eine nachhaltige Lösung für den städtischen Verkehr darstellen.
So wird's gemacht
Stellen Sie sich eine Stadt vor, in der es keinen Smog, keine Umweltverschmutzung und weniger Lärm gibt. In der Ihre Einkäufe, Bücher und Baumaterialien mit einem Elektroauto geliefert werden. Sie haben ein Elektroauto in der Garage (oder Zugang zu einem auf der Straße geparkten Auto) und einen batteriebetriebenen Bus an der Ecke. Wann immer Sie eine Schnellladestation brauchen, steht diese zur Verfügung, und es gibt immer einen freien Platz und ein Ladegerät, weil Sie online einen Platz reserviert haben. Wenn Sie nachts parken, speist die Batterie Strom in das Stromnetz ein, damit Ihr Licht anbleibt.
Diese Zukunft ist näher, als Sie denken. Der Wandel findet bereits statt, aber es gibt immer noch Hindernisse, die wir überwinden müssen. Zum Beispiel ist es einfach, ein Auto mit Benzin- oder Dieselmotor zu besitzen und zu fahren, weil die Infrastruktur vorhanden und das Verhalten eingefahren ist. Kulturell sind wir mit dem Tanken von Kraftstoff vertraut und bequem. Die Kreislaufwirtschaft erfordert jedoch, dass wir alle die Auswirkungen unseres Handelns berücksichtigen.
Jeder Kilometer, den wir in einem mit fossilen Brennstoffen betriebenen Fahrzeug zurücklegen, setzt Kohlenstoffemissionen aus dem Motor frei. Aber jede Fahrt mit einem Fahrzeug trägt zu einem globalen System der Gewinnung, Herstellung, Logistik und Entsorgung bei, das ökologisch und wirtschaftlich schädlich ist. Um eine echte Kohlenstoffneutralität zu erreichen, sollten wir alle weniger reisen und die nachhaltigsten Entscheidungen treffen, wo immer dies möglich ist. Das kann bedeuten, zu Fuß zu gehen, mit dem Fahrrad zu fahren oder die öffentlichen Verkehrsmittel zu benutzen, anstatt sich ins Auto zu setzen. Um lebenswertere Städte zu schaffen, müssen wir vielleicht Fahrverbote einführen - wie es einige europäische Städte bereits tun. Um die Zerstörung zu vermeiden, müssen wir drastische Maßnahmen ergreifen.
Der Zugang zur Infrastruktur ist einfacher zu lösen. Heliox hat eine Reihe von erschwinglichen, leistungsstarken Ladestationen für Elektrofahrzeuge entwickelt, die sich für Privathaushalte, Unternehmen und öffentliche Verkehrsmittel eignen. Unser laufendes Pilotprojekt mit dem niederländischen Supermarktriesen Albert Heijn zeigt, wie wir Lieferungen dekarbonisieren können. Neue Ladesysteme im Megawattbereich können Lkw und Busse viel schneller aufladen als Fahrzeuge mit fossilen Brennstoffen - und das zu einem Bruchteil der Kosten.
Elektromobilität ist das Herzstück einer Kreislaufwirtschaft - und Heliox spielt eine entscheidende Rolle bei diesem Wandel.
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