Ein Team von Ingenieuren aus der österreichischen Region Tirol hat eine neuartige Technologie entwickelt, die es ermöglicht, Straßen in elektrische Energiequellen zu verwandeln, indem die Energie von Fahrzeugen, die über sie fahren, genutzt wird. Diese Gruppe von Ingenieuren gehört zum österreichischen Start-up Reps und hat in dieser Woche den ersten Abschnitt dieser elektrizitätsproduzierenden Straße im Hamburger Hafen eingeweiht, nachdem ein Pilotprojekt direkt in der Nähe ihres Bürogebäudes erfolgreich durchgeführt wurde.
Die Versprechen dieser neuen Technologie sind sehr ambitioniert. In größerem Maßstab könnte sie die gleiche Menge an elektrischem Strom erzeugen, wie große Kraftwerke. Doch wie genau funktioniert diese neue Technologie und wie wird Strom erzeugt?
Das Konzept basiert auf der Konstruktion von Straßenabschnitten, die mit semi-zylindrischen Elementen ausgestattet sind, die quer und horizontal montiert werden. Diese Elemente werden durch das Gewicht der Fahrzeuge, die darüber fahren, zusammengedrückt. Jedes mobile Element enthält einen Permanentmagneten in seinem Mechanismus; darunter gibt es ein festes Element mit einem weiteren Permanentmagneten. Diese beiden magnetischen Komponenten dienen der Dämpfung der Bewegung, während das obere mobile Element gleichzeitig die durch die Impulse erzeugte Kraft an ein Modul zur Umwandlung dieser Impulse in elektrische Energie weiterleitet, ebenfalls basierend auf Permanentmagneten.
Die Verwendung von magnetischen Elementen unter jedem mobilen Bauteil sorgt dafür, dass diese langlebig sind und keine Wartung oder Schmierung benötigen. Zudem sind sie robust gegenüber variablen klimatischen Bedingungen. Sämtliche kritischen elektrischen Komponenten sind nebenan in einem gesicherten und isolierten Gehäuse untergebracht, das elektrische Energie aus diesen Impulsen erzeugen und sie direkt in das Netzwerk einspeisen oder für lokale Verbraucher speichern kann.
Ein solcher Abschnitt ist auf eine Länge von 12 Metern ausgelegt und enthält 16 mobile Elemente, die je nach Anforderungen in Grau oder Gelb gestaltet sein können. Wichtig ist, dass ein Lkw oder Auto nicht wie über Unebenheiten springen, sondern die Elemente gleichmäßig drücken sollte. Diese konstruktiven Elemente sind um 8-10 cm in die Straßenoberfläche eingelassen. Hier sei auch auf eine kürzlich in Deutschland und Frankreich gestartete Induktionsladungstechnologie auf Autobahnen verwiesen, die, obwohl sie theoretisch ansprechend klingt, in der Praxis kaum umsetzbar ist.
Die Logik hinter dieser Technologie ist umgekehrt. Die Straße ist nicht dazu gedacht, Strom „an“ die Fahrzeuge zu spenden, sondern sie ist eine Stromquelle. Im Hamburger Hafen wurde kürzlich ein Abschnitt von 12 Metern mit 16 Elementen eingeweiht.
Es gibt zwei interessante Aspekte dieser Technologie. Wenn die Elemente darauf ausgelegt sind, viel Energie zu erzeugen, müssen sie so viel kinetische Energie wie möglich von dem Gewicht der fahrenden Fahrzeuge nutzen. Dies führt jedoch zu Widerstand und Unannehmlichkeiten für die Autos, da diese Elemente durch die Aufhängung spürbar werden. Wäre alles für minimalen Widerstand ausgelegt, würde die Produktion weniger effizient werden. Ingenieure aus Österreich halten jedoch das Unbehagen für wichtig und empfehlen daher diese Straßenabschnitte dort, wo Fahrzeuge ohnehin langsam fahren, beispielsweise in Hanglagen. Sie geben auch an, dass der Ertrag bei Straßenabschnitten, die ausschließlich für Lkw vorgesehen sind, höher ist, da dort der Widerstand größer ist und somit auch die Erzeugungskraft steigt. Bei leichteren Fahrzeugen ist die Produktion bescheidener. Deshalb wurde das erste Projekt im Hamburger Hafen installiert, wo täglich Hunderte von Lkw Container laden und entladen.
Die Ingenieure aus Österreich geben an, dass bei Installation von 312 solchen 12-Meter-Bereichen in einem Hafen eine jährliche Stromproduktion von 18 GWh möglich wäre, was 18.000.000 kWh entspricht. Diese Zahl ist erheblich, das bedeutet, dass ein einzelner 12-Meter-Bereich in einem stark befahrenen Gebiet jährlich 57.692,3 kWh produziert. Das sind ungefähr 158 kWh pro Tag und etwa 6,59 kWh pro Stunde. Dies klingt fast zu schön, um wahr zu sein, aber bei dem Gewicht eines 40 Tonnen schweren Lkw, der darüber fährt und jede Achse auf 16 Elemente überquert, kann man annehmen, dass diese Berechnungen gut durchdacht sind.
Falls ein solcher Bereich für die Gewichtsklasse der Fahrzeuge ausgelegt wäre, müsste er 80 Meter lang sein, um rentabel zu sein und könnte jährlich 200.000 kWh erzeugen.
Natürlich ist der Bau eines solchen Abschnitts nicht kostengünstig, da er viele Permanentmagneten enthält, und die Ingenieure aus Österreich streben eine Amortisationsdauer von 10 Jahren an. Das bedeutet, dass sich eine solche Bauweise in einem Zeitraum von 10 Jahren durch die erzeugte Elektrizität und die vermiedenen CO2-Emissionen amortisieren könnte.
Obwohl es eine kreative Idee mit vielen positiven Aspekten ist, könnte die Umsetzung auf viele Komplikationen und Herausforderungen in der realen Welt stoßen, die die Popularisierung verzögern könnten. Wenn man die Kosten für nicht nur die energieerzeugenden Elemente, sondern auch die Straßenbauarbeiten zur Integration dieser Elemente in den Asphalt und die elektrischen Leitungen berücksichtigt, ist selbst die Möglichkeit, jährliche 57,7 MWh Strom von einem 12-Meter-Abschnitt zu produzieren, nicht unbedingt ein Schnäppchen. Bei einer Amortisierung von 10 Jahren könnten 577 MWh produziert werden. Bei einem Strompreis von 150 Euro pro MWh ergeben sich 86.550 Euro an Einnahmen in 10 Jahren, was wahrscheinlich auch den Anschaffungskosten für die Technologie und die erforderlichen Straßenbauarbeiten entspricht.
Das ist nicht unerheblich, denn es ist unklar, welchen Strompreis die Österreicher bei ihren Berechnungen zugrunde gelegt haben, und die Idee ist trotzdem faszinierend. Das Team wird jedoch weiterhin hart arbeiten müssen, um den Markt davon zu überzeugen, dass die Investitionen in diese Technologie gerechtfertigt und umsetzbar sind.
