Alternative Antriebe – Wege in die Zukunft der Mobilität

Hitzerekorde, Fahrverbote, Ernteausfälle - Wie wir mit alternativen Antrieben in die Zukunft fahren können, wollen wir in einer kleinen Blogreihe genauer unter die Lupe nehmen. Diese Woche: Eine Übersicht.


Unsere Themenreihe “Alternative Antriebe”: 

  1. Alternative Antriebe – Wege in die Zukunft der Mobilität
  2. Elektro- und Hybridmotoren summen Zukunftsmusik
  3. Zukunft voller Abgase? Nicht mit Erd- und Autogas
  4. Hightech-Antrieb Brennstoffzelle 
  5. Alternativ Fahren – aber wie? Unser Fazit

Übersicht Alternativer Antriebsarten


Alternative Antriebe – eine Übersicht

Die deutsche Verkehrswende ist gegenwärtig eines der brisantesten Themen in Gesellschaft und Politik. Viel diskutiert wird im Rahmen dessen über alternative Antriebe für Autos, die die Wende möglich machen sollen. Der Markt und die Angebote sind unübersichtlich und Uneinigkeit herrscht darüber, welcher Weg der Richtige ist.
In unserer Blogreihe “Alternative Antriebe” wollen wir vorstellen, welche technischen Ersatzlösungen es bereits zum klassischen Verbrennungsmotor gibt und was ihre Vor- bzw. Nachteile sind. Zusätzlich sollen die Artikel einen Überblick über die Klima- bzw. Treibhausgas”freundlichkeit” schaffen und Ihnen wichtige Informationen liefern, die Ihnen die Beschaffung des nächsten Fahrzeugs erleichtern mögen. 

 

Mobilität muss “nachhaltig” werden

In einer Studie von Richard Randoll, entstanden im Hause Daimler in 2017, wird 2026 als das Jahr benannt, in dem herkömmliche Verbrennungsmotoren ihr Ende finden. 

Diese Aussage Randolls begründet das Bestreben der Bundesregierung, eine nachhaltige Verkehrswende zu initiieren. Seit 1992 werden alle (wirtschafts-)politischen Entscheidungen in Deutschland unter dem Gesichtspunkt der Nachhaltigkeit betrachtet. Entwicklungspolitische Entscheidungen werden demnach den Bedürfnissen der heutigen Generation entsprechen müssen, ohne die Möglichkeiten künftiger Generationen zu gefährden, ihre eigenen Bedürfnisse zu befriedigen. Im Zuge dessen ist die Deutsche Nachhaltigkeitsstrategie entstanden, die als wichtigen Baustein den Klimaschutz beinhaltet. 

Im deutschen Klimaschutzplan wird ausgearbeitet, wie sich der Verkehrssektor transformieren muss, um die vereinbarte Treibhausgasneutralität bis 2050 zu erreichen.

Zur Zeit entfallen nahezu 30 Prozent des nationalen Endenergieverbrauchs auf den Sektor ‘Verkehr’, wovon über 90 Prozent auf Erdöl basieren. Diese Erdölabhängigkeit soll fortlaufend reduziert werden. Deutschland importiert aktuell 97% seines Erdöls.

Der Verkehrsbereich soll mit 40 bis 42 Prozent zum Klimaziel beitragen und eine einhergehende Minderung der THG-Emissionen des Verkehrs auf 95 bis 98 Millionen Tonnen CO2 -Äquivalente bis 2030 erreichen (zum Vergleich: im Jahr 2014 lag der Wert bei 160 Millionen Tonnen CO2 -Äquivalent).

Prägnant ausgedrückt – weg vom Erdöl ist die Devise.

Der Ausbau alternativer Antriebe im Straßenverkehr stellt eine wichtige Position in den übergeordneten Zielen dar. Die Bundesregierung verschreibt sich der Unterstützung des Ausbaus alternativer Antriebsarten in Form von Subventionen, Prämien und der Möglichkeit für Autokonzerne, die Flottenverbrauchswerte durch die Anrechnung von Verkaufszahlen von Elektroautos zu reduzieren. 

Die Energieversorgung des Straßenverkehrs soll, soweit ökologisch verträglich, auf Biokraftstoffe, Strom aus erneuerbaren Energien sowie auf weitere THG-neutrale Kraftstoffe umgestellt werden. 

Deutsche Autohäuser haben im Bereich der Pkw mittlerweile Antriebstechnologien entwickelt, die die erforderliche Reduktion der direkten THG Emissionen des Pkw-Verkehrs möglich machen könnten. 

Hierzu zählen Plug-in-Hybridantriebe, zunehmend aber auch reine Elektrofahrzeuge mit höherer Reichweite sowie Brennstoffzellenantriebe.

 

Langwierige und unübersichtliche Verkehrswende

Klar ist, dass die Umstellung auf konsequent THG-neutrale Antriebe nicht von heute auf Morgen geschehen wird. Viele Stimmen sind sich einig, dass es auch bis nach 2026 noch weiterhin von Diesel oder Benzin befeuerte Verbrennungsmotoren geben wird. Diese sollen jedoch kontinuierlich weiterentwickelt werden, sodass sie sparsamer, effizienter und sauberer werden. 

Doch welche weiteren Antriebstechnologien gibt es, und wie ausgereift sind diese? Was gibt es für Vor- und Nachteile, für wen eignet sich welcher Antrieb, und welcher hat die vermeintlich beste Klimabilanz?

Nach heutigem Stand gibt es neben den klassischen Verbrennungsmotoren eine Vielzahl alternativer Antriebe, unter Anderem:

  • (Plug-in-) HybridmotorenInfografik mit diversen Alternativen Antrieben
  • Elektromotoren 
  • Erdgas und Autogas
  • Brennstoffzelle
  • Biodiesel
  • Ethanol

 

Einige Antriebsarten sind populärer als andere, vor allem auf politischer Ebene. Dies führt zu unterschiedlichen Dynamiken in der Forschung und Entwicklung.

Hybridmotoren – Die Brücke zwischen heute und morgen?

Das Hybridauto leitet seinen Namen von seiner Kombination zweier Antriebe in einem Fahrzeug ab. Ein Verbrennungs- und ein Elektromotor sorgen für den Antrieb. Die jeweiligen Vor- und Nachteile der beiden Antriebsarten sollen durch deren Kombination kompensiert werden. Auf der Kurzstrecke, beispielsweise im urbanen Verkehr, kommt der Elektroantrieb zum Einsatz aufgrund seiner Sparsamkeit und Sauberkeit sowie geringen Lärmbelästigung. Auf Langstrecken wird dann auf Benzinantrieb gewechselt. Eine neue beliebte Entwicklungsstufe der Antriebsalternative ist der Plug-in-Hybrid, bei dem die Batterien über die Steckdose aufgeladen werden können.

 

Elektromotoren summen die Zukunftsmusik

Der Elektromotor gilt als Paradebeispiel in Sachen alternative Antriebe. Die Idee zum ersten Elektromotor ist bereits älter als der Verbrennungsmotor. Um das Jahr 1900 gab es weitaus mehr batteriebetriebene Fahrzeuge als die uns bekannten Verbrennungsmotoren. Diese wurden dann jedoch mit der Entwicklung des elektrischen Anlassers vom Markt verdrängt. Jetzt erleben wir eine Trendwende: Elektroautos sind lokal sauberer, sparsamer und leiser als die konventionellen Motoren.

 

Unter Hochdruck mit Erdgas

Erdgas CNG (Compressed Natural Gas) wird ebenfalls als Benzinersatz eingesetzt, ist jedoch nicht mit Autogas zu verwechseln. Erdgas besteht hauptsächlich aus Methan, die Energiedichte ist vergleichsweise gering. Die notwendige Energiemenge, die erreicht werden muss, damit Erdgas ein Auto antreiben kann, wird gewährleistet durch die Verdichtung des Gases auf 200 bar. Fast alle Benzinmotoren können auch nachträglich auf Erdgasbetrieb umgerüstet werden.

 

Flüssiges Autogas als Benzinersatz

Eine weitere preiswerte Alternative zu Benzin ist Autogas. Das Flüssiggas wird unter der Bezeichnung LPG (Liquified Petroleum Gas) angeboten. Dieser Stoff ist ein Nebenprodukt, welches bei der Raffinerie von Erdöl und Erdgas anfällt. LPG ist ein Gemisch aus Butan und Propan und wird als Benzinersatz in Ottomotoren verwendet. Es verbrennt ohne feste Rückstände, hinterlässt deutlich weniger Schadstoff, wie z.B. Schwefeldioxid, und setzt nahezu 80 % weniger Stickoxide frei.

 

Wasser­stoff für die Brennstoffzelle 

Brennstoffzellen versprechen saubere Energie ohne Reichweitenproblem. Dieser Ansatz gilt unter allen Alternativen als ausgesprochen zukunftsträchtig, stellt jedoch unter technischen Gesichtspunkten eine große Herausforderung dar. Als Kraftstoff wird für gewöhnlich Wasserstoff genutzt, der in Flüssigform transportiert wird. Dafür muss er in einem Tank mit 700 bis 800 bar Druck gespeichert werden. In der Brennstoffzelle reagieren dann Wasserstoff und Sauerstoff aus der Luft zu Wasser. Der Strom, der aus der freigesetzten Energie gewonnen wird, treibt den Elektromotor an. 

 

Biodiesel aus Rapsöl

Biodiesel ist ein alternativer Kraftstoff zu konventionellem Diesel. Als Rohstoffe werden pflanzliche Öle oder tierische Fette genutzt und durch einen chemischen Prozess umgewandelt in Biodiesel. In Europa wird überwiegend Rapsöl zur Herstellung verwendet.

 

Bioethanol aus pflanzlichen Rohstoffen

Bioethanol ist eine weitere Alternative, die in Benzinmotoren eingesetzt werden kann. Unter chemischen Gesichtspunkten handelt es sich um eine Form von Alkohol, nämlich Ethanol. Der Name rührt daher, dass der Kraftstoff aus Biomasse wie Weizen, Roggen oder Zuckerrüben gewonnen wird. Bioethanol ist flüssig, produziert weniger Schadstoffe, niedrigere Kohlendioxidemissionen und  verbrennt schwefelfrei.

 

Dynamische Automobilbranche

Einige Antriebsalternativen sind populärer als andere, vor allem auf politischer Ebene. Dies führt zu unterschiedlichen Dynamiken in der Forschung und Entwicklung sowie in Bezug auf die jeweiligen Marktanteile dieser Technologien, im “Ausreifungsprozess”.

Dennoch wird branchenübergreifend fortlaufend an neuen Antriebstechnologien geforscht und neue Entwicklungen kommen in kurzen Zeitabständen auf den Markt.  

Fast jährlich gibt es Neuerungen, die vorherige Modelle ausstechen in ihren Verbrauchswerten ausstechen, oder es werden neue Messstandards eingeführt, die ältere Modelle als wesentlich ineffizienter einstufen. Diese Entwicklungen machen es schwer, sich für ein Fahrzeug zu entscheiden, gewerblich sowie privat, und zusätzlich die jeweilige Beschaffungsmethode auszuwählen: kaufen, leasen, abonnieren?

 

In den folgenden Beiträgen stellen wir Ihnen Elektro- und Hybridmotoren, erd- und autogasbetriebene Antriebstechnologien sowie die noch relativ unbekannte Brennstoffzelle vor, sodass Sie sich schließlich eine fundierte Meinung bilden können, welche Technologie für Ihren persönlichen Gebrauch den größten Nutzen bringt. 

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