24. September 2020
Elektro-, Hybrid-, Brennstoffzellen- oder Gasantrieb – nicht zuletzt im Zuge der gesteigerten öffentlichen Wahrnehmung, z.B. durch die „Fridays for Future“-Bewegung sowie den Abgasskandal vor rund fünf Jahren, tritt die Frage in den Vordergrund, welche Alternativen es zum herkömmlichen Verbrennungsmotor gibt. Im Allgemeinen sind die Alternativen deutlich umweltfreundlicher und die Kraftstoffe günstiger als herkömmlicher Diesel oder Benzin. Der vorliegende Artikel konzentriert sich auf die meistverbreiteten alternativen Antriebe, zeigt auf wie sie funktionieren und welche Vor- und Nachteile sie bieten.
Neue Antriebstechnologien
in Zahlen
1. Brennstoffzelle
100 Prozent saubere Energie, 0 Prozent Reichweitenproblem – das ist das große Versprechen von Fuel Cell Electric Vehicles (FCELL), die mit einer Brennstoffzelle angetrieben werden. Unter den alternativen Antrieben gilt dieser Ansatz als besonders zukunftsträchtig, in technischer Hinsicht stellt er aber auch die größte Herausforderung dar.
Das Brennstoffzellenfahrzeug verfügt über einen Elektroantrieb, der mithilfe einer Brennstoffzelle nachgeladen wird. Innerhalb der Brennstoffzelle reagiert Wasserstoff mit Sauerstoff aus der Luft. Die freigesetzte Reaktionsenergie treibt entweder direkt den Motor an oder wird in der Batterie zwischengespeichert. Somit entstehen weder Abgase noch Schadstoffe, lediglich Wasser und Wärme. Autos, die Wasserstoff als alternativen Kraftstoff nutzen, gehören daher zur Klasse der Zero Emission Vehicles.
2. Das Elektroauto
Das Battery Electric Vehicle (BEV) hat keinen Verbrennungsmotor, sondern wird ausschließlich mit elektrischer Energie betrieben. Statt das Auto mit Benzin zu betanken, muss der Fahrer lediglich die Batterie mit Strom aus der Wallbox zuhause oder einer öffentlichen Ladestation versorgen. Größe und Kapazität der Batterie bestimmen Preis und Leistung des Fahrzeugs; eine Batterie mit bis zu 100 kWh ermöglicht beispielsweise bis zu ca. 600 km Reichweite. Die Hersteller geben einer Batterie bis zu 10 Jahre/160.000 km Garantie. Ab diesem Zeitpunkt nimmt die Leistung einer Batterie aufgrund der Anzahl der Ladezyklen stetig ab.
3. Hybridfahrzeug
Hybridfahrzeuge bestehen in der Regel aus einem herkömmlichen Verbrennungsmotor und einem zusätzlichen Elektromotor. Der Mild-Hybrid (MHEV) ist neben dem Micro-Hybrid, die Variante mit der geringsten elektrischen Leistung. Eine 48 Volt Batterie treibt einen kleinen Elektromotor an und kann den Motor anlassen oder beim Beschleunigen unterstützen, aber nicht selbstständig elektrisch fahren. Ein Vollhybrid (HEV) hingegen kann sich für sehr kurze Strecken, wie z.B. im Stadtverkehr, rein elektrisch fortbewegen und spart dadurch Kraftstoff. Die Batterie wird entweder über den Verbrennungsmotor oder durch die Bremsenergie (Rekuperation) aufgeladen.
Der Plugin-Hybrid ist die wohl bekannteste Form des Hybridfahrzeugs. Hierbei wird die Batterie an der Ladestation oder direkt zuhause an der Steckdose mit Strom aufgeladen und bietet somit zusätzliche Reichweite. Der PHEV kann sich über kleine Strecken selbstständig mit elektrischer Energie fortbewegen.
4. Gasantrieb
Gas ist eine günstige und umweltfreundlichere Kraftstoffalternative im Vergleich zu Diesel oder Benzin. Es wird zwischen komprimiertem Erdgas und Flüssig- bzw. Autogas unterschieden.
Erdgas, das an Tankstellen unter der Bezeichnung CNG (Compressed Natural Gas) angeboten wird, besteht hauptsächlich aus Methan (ca. 85%), ist komprimiert und daher äußerst energiereich.
Autogas LPG (Liquid Petroleum Gas) ist ein Nebenprodukt der Rohöldestillation, das flüssig gelagert wird. Das Gemisch aus Butan und Propan kann in Ottomotoren als Benzinersatz verwendet werden, verbrennt allerdings ohne feste Rückstände, setzt bis zu 80% weniger Stickoxide frei und hinterlässt deutlich weniger Schadstoffe.
Gibt es nun einen klaren Favoriten unter den alternativen Antrieben? Auch die Automobilhersteller scheinen sich diesbezüglich noch nicht einig zu sein. Aktuell dominieren herkömmliche Diesel- und Benzinmotoren. Es bleibt jedoch spannend, wie die Zukunft der alternativen Antriebe aussehen wird und vor allem, auf welche Antriebsform die OEMs in Zukunft setzen werden. Elektrofahrzeuge oder Hybride (BEV, PHEV, HEV) liegen im Moment deutlich vorne und verzeichnen den höchsten Marktanteil unter den alternativen Antrieben. Es bleibt abzuwarten, wie sich die Antriebstechnologien weiterentwickeln werden und in welche Richtung die einzelnen Hersteller gehen werden. Und vor allem: Wie werden neue Kundenbedürfnisse und Förderpakete die Automobilunternehmen selbst verändern?
Markus Pollinger | Partner
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Quellen: Brennstoffzellenfahrzeuge: www.spiegel.de; www.wiwo.de; www.pkw-label.de – Elektrofahrzeuge: www.pkw-label.de – Hybridfahrzeuge: www.carwow.de – Gasfahrzeuge: www.erdgas.info; www.gibgas.de; www.dvfg.de; www.sueddeutsche.de
Quellen: Brennstoffzellenfahrzeuge: www.spiegel.de; www.wiwo.de; www.pkw-label.de – Elektrofahrzeuge: www.pkw-label.de – Hybridfahrzeuge: www.carwow.de – Gasfahrzeuge: www.erdgas.info; www.gibgas.de; www.dvfg.de; www.sueddeutsche.de
