Der Physiker und Wissenschaftskommunikator Johannes Kückens entfacht in Deutschland erneut die Energiedebatte, indem er die Erzählung von angeblich „effizienten Verbrennungsmotoren“ in Frage stellt.
Seine Aussagen kommen in einem politischen Kontext, der von Vorschlägen geprägt ist, das Ende der Verbrennungsmotoren über 2035 hinaus zu verzögern.
Die physikalischen Grenzen der Effizienz
Für Kückens ist der Begriff „effizienter Motor“ irreführend: Er entspricht keiner realen physikalischen Größe. Verbrennungsmotoren sind per Definition Wärmemaschinen, die unveränderlichen Grenzen unterliegen.
Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass die Umwandlung von Wärme in Bewegung niemals vollständig sein kann. Es wird immer einen bedeutenden Teil geben, der als Abwärme verloren geht.
- Sogar bei den fortschrittlichsten Motoren liegt das theoretische Maximum bei etwa 65 %.
- Unter realen Bedingungen überschreiten die aktuellen Diesel- und Benzinmotoren selten 25 % Nutzwirkungsgrad.
- Der Rest wird in Form von Wärme abgegeben, die das Fahrzeug nicht antreibt.
Jahrzehntelang hat die Industrie Ventile, Sensoren und Einspritzsysteme perfektioniert, aber dieser Weg ist an seinem Ende angelangt. „Heute liegen wir bei etwa 45 % Effizienz und stoßen an physikalische Grenzen. Es wird niemals möglich sein, 80 % oder 90 % zu erreichen“, sagt Kückens.
Der Vergleich ist klar: Elektromotoren übertreffen bereits 90 % Effizienz unter idealen Bedingungen.
Die Illusion der E-Fuels
Kückens betrachtet die politische Hoffnung, dass synthetische Kraftstoffe (E-Fuels) den Verbrennungsmotor retten könnten, mit Skepsis. Er beschreibt ihre Produktion als einen dreistufigen Prozess, der extrem energieintensiv ist:
- Elektrolyse zur Gewinnung von Wasserstoff.
- CO₂-Abscheidung aus der Luft.
- Synthese von Kohlenwasserstoffen.
Das Ergebnis ist wenig ermutigend:
- E-Fuels enthalten nur die Hälfte der erneuerbaren Energie, die in ihre Herstellung investiert wurde.
- Beim Verbrennen in einem ineffizienten Motor erreicht nur 10 % der ursprünglichen Energie die Straße.
- Mit der gleichen Menge an Strom kann ein Elektroauto sechsmal weiter fahren als ein Verbrennungsmotor, der mit E-Fuels betrieben wird.
Erneuerbare Elektrizität: eine wertvolle Ressource
Kückens‘ Argument beschränkt sich nicht auf Energieberechnungen, sondern auf ihre alltäglichen Auswirkungen. Wenn erneuerbare Elektrizität begrenzt ist, macht es dann Sinn, sie für Kraftstoffe zu verwenden, die die verfügbare Energie auf einen Bruchteil reduzieren?
Länder wie Deutschland und Spanien erweitern die Solar- und Windenergie, aber das Angebot bleibt eine strategische Ressource. Der Unterschied zwischen 10 % und 70 % Effizienz verändert das gesamte Energiebild.
Wirtschaftliche und klimatische Risiken
Während China mit günstigeren Elektrofahrzeugen und konsolidierten Lieferketten voranschreitet, managt Europa einen langsameren und widersprüchlichen Übergang. Für Kückens ist die Verlängerung der Lebensdauer des Verbrennungsmotors ein klimatischer und wirtschaftlicher Fehler:
- Mehr Emissionen und Druck auf bereits gestresste Ökosysteme.
- Mit steigenden CO₂-Preisen wird der Betrieb eines Verbrenners teurer als der eines Elektrofahrzeugs.
- Unternehmen, die ihre Technologie nicht anpassen, könnten in einem Markt, der nicht mehr wartet, ins Hintertreffen geraten.
Vorteile des Elektromotors
Der Elektromotor nutzt jeden Kilowatt besser:
- Im realen Straßenverkehr liegt die Effizienz bei etwa 70 %, selbst unter Berücksichtigung von Lade- und Übertragungsverlusten.
- Seine mechanische Einfachheit reduziert den Wartungsaufwand.
- Die kritischen Materialien der Batterien (Lithium, Nickel, Kobalt) werden recycelt und wieder in die Produktionskette eingebracht.
Europa fördert bereits ein Batterierecycling-Netzwerk, das entscheidend ist, um die Abhängigkeit vom Ausland zu verringern.
Soziale Widerstände und kultureller Wandel
Es bestehen weiterhin Widerstände unter den Fahrern: Zweifel an Reichweite, Preis und Ladepunkten. Viele Wahrnehmungen stammen aus einer frühen Phase der Elektrofahrzeuge, als diese teuer und mit wenig Infrastruktur ausgestattet waren.
Heute ändert sich das Bild:
- Erschwinglichere Modelle.
- Reichweiten über 400 km.
- Ausbau des Ladenetzes auf Autobahnen und in städtischen Gebieten.
Für Johannes Kückens wäre es ein tiefer Fehler, die Abschaffung des Verbrennungsmotors zu verzögern. Aus physikalischer, wirtschaftlicher und umweltlogischer Sicht ist der Elektromotor die überlegene Technologie. Jedes zusätzliche Jahr der Verbrennung bedeutet mehr Emissionen, mehr in der Atmosphäre gefangene Wärme und mehr Druck auf verletzliche Ökosysteme.
Der Energiewandel ist nicht nur eine technische, sondern auch eine kulturelle und politische Herausforderung. Europa hat die Chance, eine Führungsrolle zu übernehmen, muss jedoch das Tempo beschleunigen, um in einem globalen Markt, der bereits auf Elektrifizierung setzt, nicht ins Hintertreffen zu geraten.
