Das erste in Serie produzierte Solarauto der Welt ist gelb geworden? Vielleicht ist es nie passiert ...

Das erste Solarauto der Welt „explodierte“ und meldete nur zwei Monate nach der Massenproduktion Konkurs an. Sind Solarautos das unvermeidliche Ergebnis des Kapitalspiels oder nur ein kurzer Umweg bei der Erforschung neuer Technologien?

Geschrieben von Reporter Zhao Tianyu, Foto- und Textredakteur Chen Yongjie

Interviewexperten

Yu Zhenhua (stellvertretender Vorsitzender der Zhongguancun Energy Storage Industry Technology Alliance)

Liu Weiguo (stellvertretender Direktor des Nationalen Innovationszentrums für intelligent vernetzte Fahrzeuge)

In den letzten Jahren sind Elektrofahrzeuge zu einer beliebten Option in der modernen Automobilbranche geworden, doch die Batterielebensdauer ist noch immer ein Problem, das dringend gelöst werden muss. Zuvor hatte ein niederländischer Hersteller namens Lightyear eine neue Idee vorgestellt: Solarelektrofahrzeuge, die Sonnenenergie zum Aufladen des Fahrzeugs nutzen, um seine Ausdauer zu verbessern. Jüngsten ausländischen Medienberichten zufolge meldete Lightyears Muttergesellschaft Atlas Technologies BV, die für die Produktion und den Betrieb von Lightyear 0 verantwortlich ist, jedoch Insolvenz an, und das weltweit erste in Massenproduktion hergestellte Solarauto ist gescheitert.

▲Im Januar 2023 meldete Atlas Technologies BV, die Muttergesellschaft von Lightyear und das für die Produktion und den Betrieb von Lightyear 0 verantwortliche Unternehmen, Insolvenz an (Fotoquelle: Offizielle Lightyear-Website).

Als neue Energiequelle ist die „Photovoltaik“-Technologie, die Sonnenenergie anstelle von Ladevorgängen nutzt, nichts Besonderes, doch im Automobilbereich bietet sie eine neue Idee zur Lösung des Ausdauerproblems von Fahrzeugen mit neuer Energie und hat daher weltweite Aufmerksamkeit erregt. Das unvollendete Projekt von Lightyear Auto gibt Anlass zum Nachdenken. Ist dies das unvermeidliche Ergebnis des Kapitalspiels oder nur ein kurzer Umweg auf dem Weg zur Erforschung neuer Technologien? Haben Solarautos noch eine Zukunft?

Kann man in der Sonne Auto fahren?

Die meisten davon sind Hybridprodukte

Lightyear entstand eigentlich aus einem Startup-Team der Universität Eindhoven in den Niederlanden. Das Team gewann die Bridgestone World Solar Challenge in den Jahren 2013, 2015 und 2017 und Lightyear Auto ist das Produkt ihrer „technologischen Leistungstransformation“.

Im September 2016 wurde Lightyear in den Niederlanden offiziell gegründet. Das Unternehmen widmet sich dem Bau von Elektrofahrzeugen mit großer Reichweite, die unabhängig vom Stromnetz sind. In chronologischer Reihenfolge hat Lightyear insgesamt drei Autos auf den Markt gebracht, nämlich Lightyear 1, Lightyear 0 und Lightyear 2. Lightyear 1 ist ein Prototyp, Lightyear 0 ist die Serienversion von Lightyear 1 und Lightyear 2 ist ein Konzeptprodukt, das nicht in Massenproduktion hergestellt wurde.

▲Lightyear-Auto Nr. 0 (Fotoquelle: Offizielle Lightyear-Website)

Im Dezember 2022 begann Lightyear mit der Massenproduktion des Lightyear 0. Obwohl der Preis bei 250.000 US-Dollar (ca. 1,7 Millionen RMB) liegt, ist es immer noch das weltweit erste in Serie produzierte Elektroauto, das Sonnenlicht direkt zur Stromerzeugung nutzt.

Wie bewegt sich Lightyear 0? Auf dem Dach und der Fronthaube des Lightyear 0 befinden sich offiziellen Angaben zufolge knapp fünf Quadratmeter große Solarpaneele. Dabei handelt es sich um eine Vorrichtung, die Lichtenergie durch den Photovoltaik-Effekt direkt in elektrische Energie umwandelt. Eine einzelne Photovoltaikzelle kann jedoch nicht genügend Strom erzeugen. Siliziumkristalle werden in p-Typ- und n-Typ-Schichten laminiert und übereinander gestapelt. Licht, das auf die Kristalle fällt, löst den „Photovoltaik-Effekt“ aus, der Strom erzeugt.

Das Prinzip dieses „Photovoltaik-Effekts“ besteht insbesondere darin, dass Lichtpartikel die Oberfläche eines Solarmoduls bombardieren, wenn Sonnenlicht auf dieses scheint. Die Photonen übertragen ihre Energie nach unten durch den Siliziumkristall und geben die Energie dann an die Elektronen in der p-Typ-Schicht ab. Die Elektronen nutzen diese Energie, um über die Potentialbarriere in die obere n-Typ-Schicht zu springen und in den Schaltkreis zu gelangen. Die Elektronen fließen durch den Stromkreis und erzeugen dadurch Elektrizität.

Bei ausreichender Sonneneinstrahlung beträgt die Ladeleistung des Solarpanels 1,05 Kilowatt. Nach einer Ladestunde kann es 10 Kilometer weit fahren, und nach einem halben Tag Standzeit 60–70 Kilometer, womit es den täglichen Pendlerbedarf in der Stadt decken kann.

Streng genommen kann Lightyear 0 jedoch nicht als reines Solarauto betrachtet werden. Es kann allenfalls als Hybridprodukt betrachtet werden , da seine Hauptstromquelle immer noch auf einem 60-Kilowatt-Akkupack beruht. Seine Reichweite unter WLTP-Bedingungen beträgt 625 Kilometer. Der von den Solarmodulen gelieferte Strom dient lediglich als Ergänzung, die Hauptantriebskraft sind Lithiumbatterien.

Auch chinesische Unternehmen beteiligten sich

Doch die Kommerzialisierung läuft nicht gut

Tatsächlich nahm Lightyear Anfang 2023 auch an der CES Consumer Electronics Show 2023 teil und brachte seinen zweiten Autoprototyp, Lightyear 2, mit. Wer hätte gedacht, dass der Hersteller nur einen Monat später Insolvenz anmelden würde? Die Geschwindigkeit seines Untergangs war erstaunlich hoch.

▲Der zweite Prototyp des Lightyear 2-Autos, der an der CES Consumer Electronics Show 2023 teilnimmt (Fotoquelle: Offizielle Lightyear-Website)

Obwohl Lightyear Auto den Grund für seine Insolvenz nicht bekannt gab, gehen Analysten allgemein davon aus, dass dies mit der unterbrochenen Kapitalkette zusammenhängt: Schließlich beträgt der Preis des Lightyear 0 bis zu 1,7 Millionen Yuan und ist damit viel teurer als viele Luxusautos. Nach seiner Markteinführung erhielt Lightyear 0 lediglich 150 Vorbestellungen, was nicht ausreichte, um die Produktionskosten zu decken.

Der Niedergang von Lightyear Automotive spiegelt die Schwierigkeiten der Branche von der anderen Seite wider. Auch Solarauto-Unternehmen im In- und Ausland stehen vor ähnlichen Problemen wie Geldmangel und geringer Produktbekanntheit.

▲Lightyear-Autoproduktionslinie (Fotoquelle: Offizielle Lightyear-Website)

Sono beispielsweise, ein Startup mit Sitz in München, Deutschland, hat in den fünf Jahren seit seiner Gründung insgesamt 126,6 Millionen US-Dollar (ca. 872 Millionen RMB) an Finanzmitteln aufgebracht, was weniger als ein Bruchteil dessen ist, was Weilai, Xiaoli und Li Auto erreichen. Im vergangenen Dezember startete Sono eine Spendenkampagne, doch die letztendlich gesammelten Mittel reichten immer noch nicht für die Massenproduktion aus.

Auch das kalifornische Unternehmen Aptera nimmt am Solarautorennen teil. Doch der Mitbegründer von Aptera erklärte Anfang dieses Jahres öffentlich, dass Aptera, basierend auf der Finanzierung in Höhe von 85 Millionen Dollar, in diesem Jahr zusätzliches Kapital in Höhe von 50 Millionen Dollar benötigen werde, um die erste Hürde bei der Massenproduktion von solarelektrischen Fahrzeugen zu nehmen.

▲Aptera, ein in Kalifornien ansässiges Unternehmen, nimmt ebenfalls am Solarautorennen teil (Bildquelle: www.inc.com)

Was die großen Autokonzerne betrifft, so stattete Toyota sein Hybridauto Prius bereits 2010 optional mit Solarmodulen aus. Diese Technologie konnte sich jedoch nicht durchsetzen und Toyota konzentrierte sich auf die Forschung im Bereich der Wasserstoffenergie. Im Jahr 2016, als Tesla an reinen Elektrofahrzeugen forschte, beauftragte das Unternehmen die Ingenieure des Unternehmens auch damit, die Machbarkeit eines Solardachs zu untersuchen. Später stellte sich jedoch heraus, dass das Projekt „nicht durchführbar“ war.

In China hatte der Photovoltaik-Riese Hanergy Group bereits 2016 die Produktion von Solarautos vorgeschlagen und vier vollständig solarbetriebene Autos mit unterschiedlichen Positionierungen auf den Markt gebracht – Solar O, Solar A, Solar R und Solar L. Das Unternehmen versprach, „unbegrenztes Fahren ohne Aufladen“ zu ermöglichen und einigte sich sogar auf eine technische Kooperation mit Audi, doch seitdem gab es keine Neuigkeiten mehr.

Erst im Juni 2022 wurde Chinas erstes intelligent vernetztes Fahrzeug „Tianjin“ offiziell geboren, das vollständig mit reiner Solarenergie betrieben wird und keine fossilen Brennstoffe oder externe Stromversorgung nutzt. Allerdings beträgt die Reichweite nur 74,8 km und die Kosten für eine einzelne Einheit betragen bis zu 10 Millionen.

▲ Im Juni 2022 wurde Chinas erstes „Tianjin“, das vollständig mit reiner Solarenergie betrieben wird, offiziell eröffnet (Fotoquelle: The Paper)

ALLES im Zeitalter der Elektrofahrzeuge

Gibt es noch Hoffnung für Solarautos?

Sind solarbetriebene Autos in einer Zeit, in der die Automobilhersteller weltweit voll auf Elektrofahrzeuge setzen, zuverlässig? Zumindest in diesem Stadium gibt es noch viele Herausforderungen hinsichtlich der technologischen Reife, des praktischen Nutzens und der Produktionskosten, und der Weg zur Kommerzialisierung ist mit Schwierigkeiten behaftet.

Yu Zhenhua, Executive Vice President der Zhongguancun Energy Storage Industry Technology Alliance, wies in einem Interview mit Reportern darauf hin, dass der größte technische Engpass der Solarenergie ihre niedrige Energieumwandlungsrate sei, die höchstens 20 bis 25 Prozent betrage. Darüber hinaus ist seine Stabilität relativ schlecht und schwankt, sodass er den Reiseanforderungen nicht gerecht wird und nur schwer direkt als Fahrzeugantrieb genutzt werden kann. Daher sind die meisten bestehenden Solarautos eine Kombination aus „Solarmodulen + Batterien“.

Berechnet man die 5 Quadratmeter Solarpanel-Abdeckungsfläche pro Fahrzeug, beträgt die durchschnittliche tägliche Stromerzeugung eines Solarfahrzeugs nur etwa 6 Grad, ein Wert, der im Wesentlichen mit dem Serienfahrzeug Lightyear 0 übereinstimmt. Derzeit liegt der Stromverbrauch von Elektrofahrzeugen im Allgemeinen bei 15 Grad pro 100 Kilometer, sodass die ideale Reichweite von Solarautos nur 70 bis 80 Kilometer beträgt und es schwierig ist, 100 Kilometer zu erreichen.

Auch Wetterfaktoren sind der Feind von Solarautos. Bei zu wenig Licht sinkt die Umwandlungsrate der Solarmodule weiter und die Reichweite verringert sich weiter. Darüber hinaus setzen sich Partikel aus der Luft (wie etwa Staub) auf der Oberfläche des Solarzellenmoduls ab und blockieren einen Teil des Lichts, was wiederum die Umwandlungseffizienz des Batteriemoduls verringert und zu einer verringerten Stromerzeugung und sogar zu Schäden am Solarpanel führt.

Die technischen Nachteile haben die Produktionskosten von Solarautos in die Höhe getrieben, und die Verbraucher müssen sich damit abfinden, Zehntausende oder sogar Hunderttausende Yuan mehr für ein ineffizientes Stromerzeugungsmodul zu bezahlen. Daher ist es für diesen Nischentechnologiezweig mit fortschrittlichen Konzepten, aber unklaren Aussichten schwierig, eine nachhaltige Finanzierungsquelle zu finden. Dies dürfte der Hauptgrund dafür sein, dass viele Unternehmen in finanzielle Schwierigkeiten geraten oder auf halbem Weg aufgeben.

Liu Weiguo, stellvertretender Direktor des Nationalen Innovationszentrums für intelligent vernetzte Fahrzeuge, sagte, dass die Photovoltaik-Technologie zwar seit vielen Jahren entwickelt werde, die Praxis jedoch gezeigt habe, dass sie für den Einsatz in Automobilen ungeeignet sei. Insbesondere nach der rasanten Entwicklung von Lithiumbatterien gebe es noch weniger Anwendungsszenarien (in Automobilen). Er ist davon überzeugt, dass die Aussichten für Solarautos nicht optimistisch sind, sofern es in Zukunft nicht zu bahnbrechenden Innovationen bei Photovoltaikmaterialien kommt.

▲ Panoramablick auf die integrierte Station „Inspektion und Austausch von Solarspeicher-Ladegeräten“ von State Grid Chongqing Power Tongliang Yuquan. (Fotoquelle: State Grid Chongqing Electric Power Company)

Doch völlig nutzlos sind Solarautos nicht. Derzeit sind mit herkömmlichen Kraftstoffen betriebene Fahrzeuge aufgrund von Faktoren wie hohen Ölpreisen, unzureichender Ersatzteilversorgung und stark steigenden Rohstoffpreisen einem erheblichen Kostendruck ausgesetzt. Auch die Elektrofahrzeugbranche ist einem harten Wettbewerb und einem ernsthaften internen Wettbewerb ausgesetzt. Solarenergie kann als zusätzliches Ladegerät oder als Stromversorgung für Fahrzeuge genutzt werden. Bei entsprechender Kostenkontrolle können Solarautos auch den Bedarf für Kurzstreckenpendler decken, die für umweltfreundliches Reisen nach wie vor von großer Bedeutung sind.

Aus der Perspektive der Energiespeicherung ist Yu Zhenhua der Ansicht, dass eine integrierte Lösung ähnlich der „Speicherung und Aufladung von Solarenergie“ ebenfalls ein Weg ist. Nutzen Sie Photovoltaik-Stromerzeugungssysteme, Energiespeichersysteme und Ladesäulen sinnvoll, bauen Sie neue Photovoltaik-Ladestationen, die Solarenergie zum Laden nutzen, und optimieren Sie die Energiespeicherung und -konfiguration. Aufgrund von Faktoren wie den Strompreisen müssen jedoch die entsprechenden politischen Maßnahmen gestärkt werden, um die Beteiligungsbereitschaft der Unternehmen zu fördern und zu steigern.

Produziert von: Science Central Kitchen

Produziert von: Beijing Science and Technology News | Pekinger Wissenschafts- und Technologiemedien

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