Klimawandel im Auto

Weil die Motorabwärme fehlt, brauchen E-Autos eine neue Heizquelle. Elektrische Heizelemente belasten aber die Batterie zu stark. Die Wärmepumpe dagegen bietet durch ihre geniale Funktionsweise einen großen Vorteil.

Bei einer Energieumwandlung fallen stets Verluste an – das dürften die meisten von uns noch aus dem Physikunterricht wissen. Deshalb sollten in einem technischen Prozess möglichst wenige Energieumwandlungen stattfinden. Ein Beispiel: Parallele Hybridantriebe, bei denen Verbrennungs- und Elektromotor die Räder gemeinsam und gleichzeitig antreiben, gehen effizienter mit dem Kraftstoff um als serielle Hybride, bei denen der Verbrenner einen Generator antreibt, dieser einen E-Motor und dieser schließlich die Räder. Denn hier wird die Energie häufiger gewandelt: von der chemischen Energie des Kraftstoffs über die Wärme im Brennraum zur Bewegungsenergie im Kurbeltrieb zur elektrischen im Generator zur mechanischen im E-Motor. Fünf Umwandlungsschritte, und bei jedem fallen Verluste an – „total disaster“, würde Präsident Trump sagen.

Vor diesem physikalischen Hintergrund müsste es doch am besten sein, Elektroautos direkt mit Strom zu heizen. Dafür gibt es die sogenannten PTC-Elemente (Positive Temperature Coefficient), die bereits als Zuheizer in vielen Autos verbaut sind. Von Strom direkt zu Wärme – besser geht es nicht, oder? Doch: mit der Wärmepumpe. Die kann nämlich zaubern: Aus einer Kilowattstunde Strom macht sie drei bis vier Kilowattstunden Wärme, und das trotz mehrerer Energieumwandlungen. Wie geht das?