Das Match der Antriebe

11. Juli 2014, 14:35
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Der Verbrennungsmotor verliert an Terrain, aber nicht plötzlich an Bedeutung. Die Zukunft liegt in einer vielfältigen Kombination von Antriebsformen

Seit der vorletzten Jahrhundertwende, als sich der Verbrennungsmotor gegen den Elektromotor und die Dampfmaschine durchsetzte, ist das Automobil auch scheinbar untrennbar mit diesem verbunden. Der enorm hohe Energiegehalt der flüssigen Energieträger Benzin und Diesel, sowohl in Bezug auf das Volumen als auch auf das Gewicht, machte die Kombination Auto und Verbrennungsmotor für mehr als ein Jahrhundert unschlagbar.

Doch jetzt scheint es dem Verbrennungsmotor an den Kragen zu gehen. Das Erdöl geht zu Ende, der CO2-Ausstoß gefährdet unser Klima. Es muss etwas anderes kommen. Oder doch nicht? Die Autohersteller arbeiten jedenfalls intensiv an Alternativen. Denn bis vor kurzem hatte ja wirklich alles, was sich weiter als dreißig Meter von einer Steckdose entfernte, einen Verbrennungsmotor, vom Fernlaster bis zur Motorsäge.

Alternative Kraftstoffe

Der hohe Entwicklungsstand des Verbrennungsmotors und immer noch erhebliches Verbesserungspotenzial führen dazu, dass ihn die Ingenieure noch nicht abgeschrieben haben. (Ein Verbrennungsmotoringenieur beherrscht eben den Verbrennungsmotor. Gerät er unter Druck, macht er seine Arbeit gleich noch besser.) Durch regenerativ gewonnene Kraftstoffe lässt sich die Klimaschädlichkeit stark verringern und gleichzeitig die Abhängigkeit von Erdöl. Die Hoffnungen, große Mengen an Erdöl durch Kraftstoffe aus Energiepflanzen zu ersetzen, schwinden allerdings zusehends. Auch mit neuen Verfahren, die keine Lebensmittelpflanzen mehr einsetzen, verschiebt sich das Thema Nahrungsmittelkonkurrenz lediglich von direkt auf indirekt.

Das heißt, das Thema alternative Kraftstoffe muss schon weiter gefasst werden. Audi zeigt hier mit seinem e-gas-Projekt einen plausiblen Weg auf, wie mit der überschüssigen Energie aus Windrädern ein gasförmiger Kraftstoff hergestellt wird, nämlich Methan, also exakt das gleiche wie Erdgas, und das auch noch, indem man überschüssiges CO2 aus der Atmosphäre bindet. Genaueres im Artikel "Innovation der Saison". Der reine Erdgasantrieb ist zwar sehr sauber und etwas klimaschonender als Benzin und Diesel, die Versorgungssicherheit steht aber politisch auch immer wieder in Frage.

Versuche mit Algen

Darüber hinaus gibt es Versuche, Algen und Bakterien dazu zu animieren, benzin- und dieselähnliche Treibstoffe abzusondern, Methoden, mit denen unglaubliche Fortschritte erzielt werden, aber es könnte auch sein, dass sich diese Arbeit aufgrund der Fortschritte in anderen Bereichen erübrigt, etwa beim Wasserstoff.

Der prozessbedingte Nachteil des Verbrennungsmotors, nämlich der erheblich schlechtere Wirkungsgrad gegenüber einem elektrischen System, lässt sich mit noch so viel Aufwand nicht wirklich beseitigen. Das ist auch der Grund dafür, warum die Entwicklung am Verbrennungsmotor mit Wasserstoffantrieb praktisch eingestellt wurde, während Wasserstoff in Kombination mit der Brennstoffzelle hoch im Kurs steht.

Gefahr von Fehltritten

Kein Autohersteller kann dieses Thema ignorieren, die Frage ist nur, inwieweit es in der Öffentlichkeit auch gespielt wird: Erzeugung des elektrischen Stroms an Bord durch "kalte" Verbrennung von Wassersoff in der Brennstoffzelle. Das Risiko, mit einer derart neuen Technologie einen Fehltritt zu erleiden, ist ja nicht gering. Daimler arbeitet schon seit Jahrzehnten daran, deshalb sieht es irgendwie so aus, als ob nicht viel weiter ginge, was so sicher nicht stimmt.

Toyota und Hyundai haben jedenfalls sehr konkrete Projekte und Modelle laufen und stehen kurz vor Serienanpfiff. Und wenn Toyota sich mit einer neuen Technologie aus dem Fenster lehnt, dann ist anzunehmen, dass das wohl vorbereitet und frei von Schlampereien vom ersten Tag an geschieht. Auch der Aufbau einer Wasserstoff-Infrastruktur hat schon einige Jahre Anlauf hinter sich und ist bedeutend weiter, als wir jetzt an der Oberfläche sehen können.

Warum dann überhaupt noch Hybrid und Elektroantrieb? Weil die Abkehr vom Verbrennungsmotor ja auch finanziert werden muss, und hier geht es um Summen, die so hoch sind, dass sie normalerweise nur in Zusammenhang mit Staatshaushalten oder Bankenpleiten genannt werden. Jeder kleine Fortschritt muss ja auch bezahlt werden – von den Autokäufern.

Systemgrenzen

Das Elektroauto stellt eine wunderbare Perspektive dar, zumal schon anzunehmen ist, dass sich die Batteriereichweite in absehbarer Zeit bei akzeptablen Kosten noch verdoppeln lässt, aber so, wie der Verbrennungsmotor seine Grenzen beim Wirkungsgrad hat, hat der Elektroantrieb auch seine Systemgrenzen. So sind größere Transportaufgaben von batterieelektrischen Fahrzeugen nicht zu bewältigen. Das heißt, das batterieelektrische Auto muss immer schlank bleiben, in welcher Einsatzform auch immer.

Dieser Weg in Richtung alternative Antriebe muss im wahrsten Sinn erst gefahren werden. Und dafür gibt es auch längst Fahrpläne, die auf dem Verbrennungsmotor aufbauen und sich nur langsam von ihm wegbewegen. Die strengen Vorgaben zur Reduktion des CO2-Ausstoßes weltweit, neben der EU auch in Japan, den USA und China, sind ohne Elektrifizierung des Antriebsstranges nicht zu schaffen. Dabei sind die Gesetzesmacher immer gefordert, keinen wirtschaftlichen Schaden anzurichten, weil das würde jeden Fortschritt am meisten bremsen. Die Verheiratung von Verbrennungsmotor und Elektromotor ist also längst beschlossene Sache.

Große, aber auch kleinere Autos

Große, schwere Autos der Luxus- und Sportwagenkategorie werden schon in Kürze nicht mehr ohne mächtiges Batteriepaket für zeitweiligen rein elektrischen Antrieb auskommen. Durch die Spielregeln zur Berechnung des CO2-Ausstoßes halbiert sich der CO2-Ausstoß bei 25 km elektrischer Reichweite, und er sinkt sogar um zwei Drittel bei 50 km rein elektrisch. Das rettet den Luxus der Reichen und leitet viel Geld in die Entwicklung fortschrittlicher Systeme. Man denke nur an einen BMW i8, an Rolls-Royce und Ferrari. Volvo taucht in Umweltrankings auch immer wieder ganz vorne auf, durch Ankündigung einer breiten Palette üppiger Plug-in-Hybride.

Aber auch kleinere Autos trifft die Elektrifizierung, nicht unbedingt als Plug-in-Hybrid, aber als normalen Voll hybrid oder Mild-Hybrid. Gerade in der Kategorie, wo hoher Preisdruck herrscht, ist Cleverness von den Entwicklern gefragt. So ist für eine effiziente Energierückgewinnung beim Fahren eine gewisse Größe der elektrischen Anlage notwendig. Das müssen aber nicht 500 Volt oder mehr wie bei einem Vollhybrid sein. Schon 48 Volt statt 12 erweitern die Möglichkeiten zur Rekuperation bedeutend (z.B. Kia in Kombination mit 1,7-Liter Dieselmotor, der Zulieferer Schaeffler-Continental bietet Module für Hersteller an). Denn nur mit einem entsprechend starken Generator lässt sich auch viel Energie beim Bremsen oder Ausrollen zurückgewinnen.

Kein plötzlicher Wandel

Das alles deutet darauf hin, dass ein plötzlicher Technologiewandel, wie er von Zukunftsforschern gerne angekündigt wird, um sich selbst in den Mittelpunkt zu rücken, Stichwort "das Smartphone und der Niedergang von Nokia", beim Auto eher nicht zu erwarten ist. Es wird auch 2020 noch benzin- und dieselbetriebene Autos geben, aber sie werden schon ganz anders zusammengesetzt sein als heute. Vielleicht werden manche so heißen, aber Google und Apple werden selbst noch immer keine Autos bauen. (Rudolf Skarics, DER STANDARD, 12.7.2014)

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