20.10.2025 13:20 bis 24.10.2025 17:20
Projektwoche E-Mobilität
Die Spielwerkstatt Kleinhüningen bietet Freizeitaktivitäten im Bereich ausserschulischer Offener Kinder- und Jugendarbeit (OKJA) an. 2021 gewinnt das Team beim Seifenkistenrennen am Gemsberg den Design-Sonderpreis vom Junioratelier. Das Fahrzeug bestand aus einem ausrangierten Rollstuhl und einem halbierten Fahrrad.
Vier Jahre später wird in Kooperation mit dem Verein Nomatark das Konzept der Seifenkiste auf den Kopf gestellt. Anstelle der Gravitation (potentielle Energie / Lageenergie), welche Seifenkisten zum rollen bringt, soll mit den Kindern ein Fahrzeug gebaut werden, das aus eigener Kraft – bestenfalls sogar bergauf – fährt. Als Antrieb für den selbstgebauten Go-Kart soll ein handelsüblicher Akkuschrauber dienen, dessen Akku mit Sonnenlicht geladen werden kann.
Das Fahrzeug wird als modularer Bausatz fertiggestellt und soll anschliessend auch für weiteren Workshops zur Verfügung stehen. Anhand des Akkuschrauber-Go-Karts sollen die Vorteile der E-Mobilität demonstriert und für Kinder und Jugendliche nachvollziehbar im Eigenbau angewendet werden.
Ein Verbrennungsmotor ist eine Wärmekraftmaschine. Er saugt ein Gas-Luft-Gemisch (z.B. Benzin) an, verdichtet es stark und entzündet es anschliessend. Die Explosion (Verbrennung) erzeugt Hitze und Druck. Diese Energie wird über Kolben und Kurbelwellen in Bewegung umgewandelt. D.h. Thermische Energie (Wärme) wird in mechanische Energie (Bewegung) umgewandelt. Das Problem: Der Grossteil der Energie geht durch Reibung oder in Abwärme verloren.
Die Effizienz eines Motors ist durch den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik – einem grundlegenden physikalischen Naturgesetz – limitiert. Wärme fliesst natürlicherweise immer von heiss nach kalt. Wärme wird immer an eine kühlere Umgebung abgegeben. Ein Verbrennungsmotor, der Wärme ohne Wärmeverluste in Antrieb, also Bewegung umwandelt ist physikalisch unmöglich. Sogenannte "hocheffiziente Verbrenner" gibt es nicht und wird es nie geben!
Die chemische Energie von einem Liter Kraftstoff kann ein Verbrenner-Auto nur zu einem kleinen Teil in Bewegungsenergie umwandeln. Rund acht Deziliter des Benzins verpuffen als Abwärme und gehen verlogen. Gleichzeitig belasten die Abgase unsere Umwelt und befeuern die Klimaerhitzung. Wie viel Energie in einer Wärmekraftmaschine tatsächlich in Bewegung umgewandelt wird und wie viel Energie in der Abwärme verloren geht, beschreibt der Carnot-Wirkungsgrad (η). Er ist ein Mass für die Effizienz. Das theoretische Maximum an Effizienz hängt von den Temperaturen (T) der Verbrennungsreaktion im Motor und der Abwärme ab.
η = 1 - T (Abwärme) / T (Verbrennung)
Fazit: Je heisser die Abwärme, desto geringer die Effizienz des Verbrennermotors. Selbst ein perfekt konstruierter Verbrenner kann dieses Limit niemals überschreiten. Damit ein Motor einen Wirkungsgrad 1 (100%) erreicht, müsste er ohne Wärmeverlust arbeiten. In der Praxis hiesse dies, dass die Temperatur der Abwärme den absoluten Nullpunkt (0 K oder -273.15 ºC) erreichen müsste. Physikalisch ist das unmöglich!
Im Gegensatz zum Verbrenner produzieren Elektromotoren nicht nur keine Abgase, sie haben auch einen viel höheren Wirkungsgrad. Elektrische Energie lässt sich viel effizienter (fast ohne Abwärme) in Bewegungsenergie umwandeln. Moderne elektrische Industriemotoren schaffen einen Wirkungsgrad von über 99 Prozent! Im alltäglichen Strassenverkehr hängt der tatsächliche Wirkungsgrad auch vom Strassenbelag der Fahrbahn, der Belastung und der Fahrweise ab.
Ein gutes Beispiel für Effizienzsteigerung mittels Elektrifizierung sind die Schweizerischen Bundesbahnen (SBB). Der Bahnverkehr in der Schweiz hat in den letzten 100 Jahren um das zehnfache zugenommen, die Züge sind schneller und komfortabler geworden und trotzdem hat sich der Energieverbrauch seither halbiert. Die Elektrifizierung der Eisenbahn mit der Schweizer Elektrolokomotive Krokodil ab 1919 machte dies möglich. Was auf der Schiene schon lange funktioniert, bringt auch auf der Strasse Vorteile: Ein E-Auto, welches in Deutschland mit Solarstrom aufgeladen wird, ist bereits ab ca. 35'000 km besser fürs Klima, als ein Benziner. Bei einer Berechnung des Paul Scherrer Instituts (PSI) in der SRF-Sendung Kassensturz 2021 liegt der Break-even-Point im Schweizer Strommix für einen E-Mittelklassewagen sogar bei 26'851 km. Das entspricht rund 150 Autofahrten Basel-Zürich retour (BS-ZH = 84 km). Benzin hat nämlich, wenn es an der Tankstelle ankommt (Förderung, Raffinerie, Verteilung), bereits einen grösseren Fussabdruck, als der Strom, wenn er im Fahrzeug drin ist.
Das Elektroauto steigt mit seinen Batterien zwar höher ein. Doch weil es die Klima-Nachteile des Benzins nicht hat, ist seine Bilanz über das Ganze deutlich besser. Oft macht die Energie, die für die Herstellung, Transport, Lagerung, Verkauf und Entsorgung eines Produkts insgesamt aufgewendet wird – die sogenannte graue Energie – den Grossteil des gesamten Energiebedarfes aus, zumal viele Produkte gar keinen direkten Energieverbrauch haben. Beim Lebenszyklus eines Autos ist dies jedoch genau umgekehrt: Die Nutzungsphase ist massgebend für den Energieverbrauch und führt zu den ökologischen Hauptbelastungen des Automobils.
Eine britische Datenanalyse liefert konkrete Daten zur Laufleistung der verschiedenen Antriebsarten. Elektroautos erreichen demnach eine durchschnittliche Laufleistung von 200'000 Kilometern. Dies übertrifft die Leistung von Benzinern, die auf 187'000 Kilometer kommen. Die Studie der Universität Birmingham zeigt, dass die oft als kritisch angesehene Komponente von Elektroautos – die Batterie – deutlich zuverlässiger ist als bisher angenommen. Die Analyse liefert handfeste Belege für die Langlebigkeit und Wirtschaftlichkeit von Elektrofahrzeugen. Mit einer durchschnittlichen Lebensdauer von 18,4 Jahren und Wartungskosten, die 40 Prozent unter denen von Verbrennern liegen, positionieren sich E-Autos als zukunftsfähig. Hinsichtlich der Abnutzung von Motor und Bremsen ist der Verschleiss bei Elektrofahrzeugen – Elektromotoren sind praktisch unzerstörbar und elektrische Rekuperation schont die Bremsen – gering. Ein Akkuaustausch nach 18 Jahren oder noch langlebigere Batterien werde die Laufleistung weiter vergrössern...
Aber das Auto ist – und bleibt, auch elektrisch – eine grosse, schwere Blechkiste, welche um ein Vielfaches schwerer ist als seine zu transportierenden Insassen. Dieses Gewicht muss mittransportiert werden. Wirklich effizient und klimaschonend sind daher leichte E-Bikes, welche Nomatark für alle Transporte, auch für seinen Akkuschrauber-Go-Kart, einsetzt. Die CO₂-Äquivalente, gemessen in Personenkilometern, ist beim Transport mit der Bahn oder mit dem Velo über zehn Mal kleiner als beim Elektroauto und sogar zwanzig Mal geringer als beim durchschnittlichen Benzin- und Dieselauto.
Verkehrsmittel CO₂eq pro Pkm
Flugverkehr 260g
Benzinauto 220g
Dieselauto 190g
Elektroauto 89g
E-Bikes 14g
Fahrrad 8g
Bahn 7g
mobitool Grundlagenbericht 2.0
Für die Energiewende und den Ausstieg aus fossilen Energieträgern wird künftig zwar mehr elektrische Energie benötigt, der gesamte Energiebedarf sinkt jedoch. Grund dafür ist, dass elektrische Energiewandler wie Elektromotoren und Wärmepumpen deutlich effizienter arbeiten als Verbrennungsmotoren und konventionelle Heizsysteme.
Hintergrundwissen zu den Vorteilen der E-Mobilität:
erklaer_baer, Instagram 18.12.2025
J.Lauth, J. Kowalczyk, Thermodynamik, Springer 2022
WELL-TO-WHEELS Report Version 4.a, Joint Research Centre of the European Commission 2014
Hocheffizienter Verbrenner, Wikipedia 2025
Eisenbahnweltmeister Schweiz, SRF Einstein 2022
Hinrich Helms, Klimabilanz von Elektrofahrzeugen Einflussfaktoren und Verbesserungspotential, ifeu 2019
Auto-Klimabilanz im Test: Elektroautos besser als Hybride und Verbrenner, SRF Kassensturz 2021
CO2 im Verkehr: Das Problem ist das Auto, nicht sein Antrieb, infosperber 2021
Umweltbelastungspunkte verschiedener Verkehrsmittel im Inland, Umwelt Schweiz 2018, Bericht des Bundesrates, Bundesamt für Umwelt (BAFU) 2018
mobitool Grundlagenbericht 2.0, treeze Ltd. 2016
The closing longevity gap between battery electric vehicles and internal combustion vehicles in Great Britain, Nature Energy 2025
TCS-Rechner Energie- und Klimabilanz Schweizer Neuwagen
Eine Veranstaltung von
Nomatark in Kooperation mit
Spielwerkstatt Kleinhüningen
Datum & Ort
20. - 24. Oktober 2025, 13:00-17:00
Spielwerkstatt Kleinhüningen
Teilnehmende
23 Kinder im Alter zwischen 5-14 Jahren
Team Spielwerkstatt
Natalie di Cuore, Katja Lienhard, Ilenia Theurillat, Zanbagh Lotfi
Projektentwicklung
Fabian Müller, inspiriert von
Real Life Guys Vlogs
Projektwoche E-Mobilität
23
6.6 kg
1
2 h
3 km
0.18 kWh
Berechnungsweise
Folgenden Formeln verwendet unser Veranstaltungs-Counter
Berechnung PV-Strom in kWh:
Eine Wattstunde entspricht der Energie, welche ein System (z. B. Maschine, Mensch, Glühlampe) mit einer Leistung von einem Watt in einer Stunde aufnimmt oder abgibt. Im Alltag gebräuchlich und verbreitet ist die Kilowattstunde (kWh), das Tausendfache der Wattstunde.
Unsere mobilen Solarkraftwerke sind mit jeweils drei PV-Modulen à 54 W ausgerüstet. Je nach Veranstaltung, Energiebedarf und Technik werden bis zu vier Solaranhänger eingesetzt. Wir zählen die Anzahl eingesetzter Solarkraftwerke und die Sonnenstunden.
Wh = Anzahl Solar-Anhänger • 150 W • Sonnenstunden
kWh = Anzahl Solar-Anhänger • 150 W • Sonnenstunden ÷ 1'000
CO₂-Äquivalente:
Bei der Verbrennung eines Liters Benzin (0.74 kg) bilden sich ca. 2.32 kg CO2 (und Wasserdampf). Dazu werden rund 10.4 kg bzw. 10‘000 Liter Luft benötigt. Bei einem Sauerstoffanteil von 21% sind dies ca. 2.2 kg Sauerstoff.
Die Treibhausgase entstehen aber nicht erst bei der Verbrennung im Motor der Fahrzeuge (Auspuff-Emissionen). Förderung, Transport, Raffinerie, Feinverteilung und Infrastrbauten wie Tankstellen oder Popeline veruraschen ebenfalls Emissionen. Die Treibhausgasemissionen der Bereitstellung von Benzin betragen rund 0.461 kg CO2 bzw. 0.76 kg CO2-eq pro Liter Benzin.
CO₂-Äquivalente (CO2-eq ) sind eine Masseinheit zur Vereinheitlichung der Klimawirkung der unterschiedlichen Treibhausgase. Neben dem wichtigsten von Menschen verursachten Treibhausgas Kohlendioxid (CO2) gibt es weitere Treibhausgase wie beispielsweise Methan oder Lachgas. Die verschiedenen Gase tragen nicht in gleichem Masse zum Treibhauseffekt bei und verbleiben über unterschiedlich lange Zeiträume in der Atmosphäre. Um die Wirkung verschiedener Treibhausgase vergleichbar zu machen, hat das Expertengremium der Vereinten Nationen (Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC) das so genannte «Globale Erwärmungspotenzial» (Global Warming Potential) definiert. Dieser Index drückt die Erwärmungswirkung einer bestimmten Menge eines Treibhausgases über einen festgelegten Zeitraum (meist 100 Jahre) im Vergleich zu derjenigen von CO2 aus. So hat z.B. Methan eine 28× grössere Klimawirkung als CO2, bleibt aber weniger lange in der Atmosphäre. Die Klimawirkung von Lachgas übersteigt die von CO2 sogar um beinahe das 300fache. Treibhausgasemissionen können in CO2-Äquivalente umgerechnet und zusammengefasst werden. CO2-Äquivalente werden mit der Abkürzung «CO2-eq» bezeichnet.
Berechnungsgrundlage eingesparte Treibhausgase:
Nomatark produziert – von der Atmung abgesehen – sowohl beim Transport als auch bei der Aufbereitung des Stroms kein Kohlenstoffdioxid. Als Reverenz für das eingespahrte CO2 nutzen wir den CO2-Ausstoss eines durchschnittlichen benzinbetriebenen Pkw addiert mit den Abgasen eines, für die Stromerzeugung handelsüblichen, benzinbetriebenen Stromaggregats minus der CO₂-Äquivalente von Photovoltaikanlagen pro kWh. Aus dem Auspuff des Generators kämen, vom CO2 abgesehen, noch Kleinstmengen (Mikrogramm) weiterer Treibhausgase wie N2O und CH4 (viel weniger als 1 Promill THGE). Diese Treibhausgase werden in unserer Berechnung nicht berücksichtigt.
Wir nutzen unsere mobilen Solarkraftwerke auch als Transportmittel für die Technik. Drei unserer Fahrradanhänger entsprechen dem Ladevolumen von einem Pkw.
Referenzwerte für Treibhausgase:
CO2-eq Benzin: 3.08 kg/L
CO2-eq Pkw: 1.9764 kg/km
CO2-eq E-Bike: 0.1527 kg/km
CO2-eq PV: 42 g/kWh
Benzinverbrauch Generator: 1.3 L/h
Formel für Treibhausgase:
CO2-eq Einsparung durch Transport in kg: Distanz in km • (Anzahl Pkw • CO2e Pkw - Anzahl E-Bike • CO2e E-Bike) = km • (Anzahl Pkw • 1.9764 - Anzahl E-Bike • 0.1527)
CO2-eq Einsparung durch PV in kg: Sonnenstunden • 1.3 • 3.08 - 42 g/kWh
Berechnung km:
Hin- und Rückweg ab unserem Atelier an der Kleinhüningerstrasse 205 in Basel-Stadt. Der Fahrtweg wird via Google Maps eruiert. Egal wie viele Fahrräder und Fahrer:innen eingesetzt werden, als Fahrtweg zählt nur die Strecke zwischen Lager und Veranstaltungsort. Zusätzliche Fahrten (Einkäufe und Personentransporte) vor und während der Veranstaltung werden nicht berücksichtigt.
Anzahl Anlässe:
Jeder Veranstaltungstag wird einzeln gezählt. Mehrtägige Events werden als mehrere Anlässe gewertet. Workshops an Schulen werden pro Klasse gezählt.
Quellen:
IPCC 2021 Sixth Assessment Report
Rolf Frischknecht, treeze Ltd.
CO2-Äquivalente PV: Ökobilanz Strom aus Photovoltaikanlagen, Factsheet v1.0, Update 2020, treeze Ltd.
Umweltbilanzierung von Verkehrsmitteln: Matthias, Tuchschmidt, Halder, Markus (Hrsg.): mobitool Grundlagebericht. Bern: Schweizerische Bundesbahnen, SBB 2010.
Benzinverbrauch Generator: Stromagregat Berlan BSTE, 4-Takt Benzin, 2'500 W