Autos

Elektro, Verbrenner, Hybrid, Wasserstoff?: Schluss mit der Verunsicherung: Dieser Antrieb passt zu Ihrem Auto und Fahrstil

Stärken und Schwächen des Elektro-Antriebs
Das können klassische Verbrenner
Hybride, der Überblick
In der Masse besser als E-Autos
Comeback nach schlechten Schlagzeilen
Warum e-Fuels so interessant sind
Das Potential der Brennstoff-Zelle

elektro, verbrenner, hybrid, wasserstoff?: schluss mit der verunsicherung: dieser antrieb passt zu ihrem auto und fahrstil

Die Mobilität ist im Umbruch: Und die Kunden sind verunsicherter denn je. Die aktuelle Diskussion führt völlig am Thema vorbei. Es geht um ein Miteinander, nicht um ein Gegeneinander der Antriebssysteme. Solange Experten nicht von einer Seite vollends getriggert sind, geben sie durchwegs zu: Wir brauchen mehrere Technologien, um die Klimabilanz zu retten. Denn: Selbst, wenn wir mit 2030 alle auf das E-Auto umsteigen, werden wir die Klimaziele nämlich nicht erreichen, wie auch TU-Professor Helmut Eichlseder hochrechnete.

Jedes der Antriebskonzepte hat seine Vor- und Nachteile. Dass sich derzeit alles auf die E-Mobilität fokussiert, hat einen einfachen Grund. Hohe Effizienz, hoher Wirkungsgrad – aber die Probleme (CO₂-belasteter Strom-Mix in verschiedenen Ländern, hoher Energieaufwand für Batterien, vielfach noch nicht aus erneuerbaren Quellen etc.) sind auch nicht wegzuleugnen.

Stärken und Schwächen des Elektro-Antriebs

Der Elektro-Boom, wie ihn die Grünen gerne sehen würden, hat sich zuletzt abgeschwächt. Was schade ist: Die E-Mobilität bietet einen Vielzahl von Vorteilen: Vom Fahrerlebnis bis zur Effizienz und zum Wirkungsgrad bei der Umsetzung von elektrischer Energie in Bewegung. „Ein Elektromotor setzt rund 80 Prozent der ihm zugeführten Energie in Bewegung um und gibt im Umkehrschluss nur 20 Prozent der Energie an die Umwelt ab. Sicher müssen noch Verluste berücksichtigt werden, die beim Laden der Batterie anfallen. Dennoch kommt ein Elektrofahrzeug auf einen Wirkungsgrad von ca. 65 % und ist damit sehr viel effizienter als ein Wagen mit konventionellem Verbrennungsmotor“, erklärt etwa der TÜV Nord.

Nachteile? Nach wie vor verlieren E-Autos bei kälteren Temperaturen und auf der Autobahn überproportional an Reichweite. Vielfahrer, die hauptsächlich auf Autobahnen unterwegs sind und die wenig Zeit zum Laden haben, werden sich an das Konzept der Lade- und Wartezeiten erst gewöhnen müssen. Optimal ist das Konzept E-Auto im Stadtgebiet und im Nahverkehrsbereich, dort spielt ein E-Auto auch am besten seine Stärken aus (Verbrauch). Größter Schwachpunkt ist derzeit nicht die Infrastruktur, sondern die Intransparenz bei Preisen sowie die Preispolitik der Energieanbieter. Schnell-Laden geht ins Geld und gefährdet den Kostenvorteil gegenüber Verbrennern. Optimal für E-Auto-Besitzer: Photovoltaik zu Hause und die Möglichkeit im Job zu laden. Sonst braucht es Ladekarten. Außerhalb von Österreich wird‘s beim Strommix noch schwieriger, Atomstrom sollte für Puristen etwa keine Alternative sein.

Das können klassische Verbrenner

Als Vergleich zum Elektro-Auto: Bei einem Dieselmotor liegt der Wirkungsgrad bei circa 45 Prozent, bei einem Benziner unter optimalen Bedingungen bei ca. 30-35 Prozent (Quelle TÜV Nord). Klingt schlimm, ist aber nur die halbe Wahrheit. Für Langstrecken- und Autobahnfahrer sind die klassischen Verbrenner nach wie vor ein Thema, weil der Sprit eine höhere Energiedichte besitzt und man länger auf Autobahnen ohne häufige Tankstopps fahren kann und sich Ladezeiten wie beim E-Auto erspart. Dazu kommt, dass man etwa bei neuen Motoren-Konzepten auch bei größeren Fahrzeugen (VW Passat, Mazda CX-60) hervorragende Verbrauchswerte rund um sechs Liter Diesel schafft. Deutsche Hersteller entwickeln ihre Verbrennungs-Motoren jetzt auch weiter, mit dem Fokus auf Hybridisierung. Klassische Verbrenner verbrauche aber etwa im Stadtgebiet deutlich mehr Kraftstoff. Für Langstrecken- und Vielfahrer kann der klassische Verbrenner die bessere Wahl sein.

Hybride, der Überblick

Entscheidend beim Thema Hybrid bleibt das Nutzerprofil. „Sowohl E-Auto wie auch Hybride weisen bei Autobahn- und überwiegend Volllastfahrten höhere Verbräuche auf. Ideal ist ein Mix zwischen Stadtverkehr und Landstraße“, erklärte Helmut Eichlseder, Leiter des Institut für Thermodynamik und nachhaltige Antriebssysteme im Interview.

Wer hauptsächlich auf Autobahnen unterwegs ist, wird mit einem Diesel bessere Verbrauchswerte erzielen. Und wer einen Plug-in-Hybrid – dessen Batterie am Stromnetz aufgeladen werden kann – nie lädt, betrügt sich selbst und die Umwelt. Man muss analysieren, welchen Hybrid man sich für sein persönliches Fahrprofil anschaffen will. Wer einen Plug-in-Hybrid dann artgerecht fährt, kommt auf beachtliche Verbrauchswerte. Und den Strom für 5000 elektrische Kilometer eines Plug-im, die man zum Beispiel pro Jahr im Nahverkehr unterwegs ist, könnte man mit einer Photovoltaik-Anlage abdecken.

In der Masse besser als E-Autos

Vollhybride sind im Stadtverkehr/auf der Landstraße für exzellente Verbräuche bekannt, etwa der Toyota Yaris Hybrid. Lange Autobahnfahrten sind laut Experten wie Eichlseder jedoch nicht die Stärke eines Vollhybrids. Das System profitiert vielmehr vom permanenten Wechsel zwischen Verbrenner und E-Betrieb, und, dass der Vollhybrid im richtigen Motorfenster gefahren wird.

Gerald Killmann, Entwicklungschef von Toyota Europe rechnet seit Jahren vor, was die Vollhybriden können – wir haben ihn auch schon mehrfach zitiert: „Sie haben eine 60-kWh-Batterie in einem E-Auto und legen 5000 Kilometer pro Jahr in der Stadt zurück. Sie könnten aber diese 60-kWh-Kapazität auch auf 80 Hybridautos aufteilen, die ebenso alle 5000 Kilometer in der Stadt fahren. Von diesen je 5000 Kilometern werden die Hybride mindestens rund je 2500 Kilometer elektrisch, also emissionsfrei, zurücklegen. Das heißt, bei gleichem Aufwand erreichen Sie eine wesentlich höhere Kilometerzahl, die emissionsfrei zurückgelegt wird. Das entspricht unserer Philosophie: Immer zu hinterfragen, welches ist der richtige Weg, um möglichst umweltfreundlich voranzukommen – auf eine Art und Weise, die sich der Kunde leisten kann.“

Comeback nach schlechten Schlagzeilen

Der Plug-in-Hybrid wiederum feiert ein Comeback nach schlechten Schlagzeilen. Seit die EU über die Autodaten herausrechnen konnte, dass Plug-in-Hybride viel zu selten geladen werden und damit nur vorwiegend wegen steuerlicher Vorteile genutzt wurden, kam der Plug-in in Verruf. Auch die elektrischen Reichweiten, die bisweilen nicht das hielten, was von den Herstellern versprochen wurde, ramponierten die Reputation. Das schwerere Systemgewicht (Batterie, E-Motor etc.) bedingt nämlich einen höheren Verbrauch des Verbrenners, wenn man nie am Stromnetz nachlädt und das Auto ausschließlich mit dem Verbrenner bewegt.

Die Diesel-Technologie wäre prädestiniert, schwerere Fahrzeugkonzepte wie Plug-in-Hybride mit weniger Verbrauch zu bewegen, aber die Diesel-Konzepte wurden zuletzt nicht gefördert. Jetzt kommen die Konzepte aber wieder – siehe Mercedes GLC als Diesel-Plug-in. Mit Plug-in-Hybrid-Konzepten wie dem Mercedes GLC oder aus dem Volkswagenkonzern kam zur Kehrtwende: Die Hersteller liefern längere elektrische Reichweiten im 100-Kilometer-Bereich, damit wird der Plug-in-Hybrid in der Stadt-Land-Zone – und, wenn man laden kann – zur interessanten Alternative mit extrem niedrigen Spritverbräuchen an der Null-Linie. Wenn man bei längeren Fahrten keine Ladestationen im Ausland findet, dann hat man eben den Verbrenner im Talon, sozusagen.

Warum e-Fuels so interessant sind

Weil nach dem Verbrenner-Aus (2035) noch Millionen Verbrennerfahrzeuge auf unseren Straßen unterwegs sein werden, ist die Idee von klimaneutralen synthetischen Kraftstoffen so faszinierend. Stark vereinfach erklärt: Diese Kraftstoffe werden designt, aus Wasserstoff und CO₂, das aus der Luft entnommen wird. Diese Kraftstoffe emittieren also genau jenen CO₂-Wert, der vorher aus der Luft entnommen wurde – deshalb heißen sie klimaneutral.

Man kennt diverse Produktionsanläufe (Porsche in Chile). Schon mit geringen Beimengungen wären CO₂-Reduktionen bei der Bestandsflotte erreichen. Derzeit ist aber noch ein hoher Energieaufwand für die Sprit-Produktion notwendig. Synthetische Kraftstoffe sind nur dann Sinn stiftend einzusetzen, wenn man die Energie für Wasserstoff- und e-Fuels-Produktion aus erneuerbaren Quellen gewinnt.

Diskussionen gibt es darüber, wie viel man an erneuerbaren Energien in absehbarer Zeit zur Verfügung hat, e-Fuels sind ja auch für Schifffahrt und Flugzeuge vorgesehen. Für die Auto-Kaufentscheidung spielen e-Fuels für die nächsten Jahre keine Rolle – erst ab 2035 werden Verbrenner nur dann zugelassen, wenn sie ausschließlich mit e-Fuels betrieben werden. Verbrauchs-Bilanz? Ähnlich dem klassischen Verbrenner, Motorenverbesserungen bis 2035 noch nicht eingerechnet. Größtes Problem: Energie-Gewinnung und Energie-Ausbeute im Vergleich zum E-Auto. Das löst sich nur mit ausreichend erneuerbarer Energie auf.

Das Potential der Brennstoff-Zelle

Laut TÜV Nord kommt „eine Brennstoffzelle allein auf einen Wirkungsgrad von 83 Prozent, verbaut in einem Fahrzeug muss jedoch mit Einbußen gerechnet werden. Hier kann von einem Wirkungsgrad von 50 Prozent ausgegangen werden . . . Betrachtet man die komplette Abfolge von Prozessen, von der Erzeugung des Wasserstoffs bis hin zur Umwandlung in elektrische Energie, bleibt lediglich ein Wirkungsgrad von circa 30 Prozent. Damit ist die Brennstoffzelle hinsichtlich des Wirkungsgrades kaum besser als Fahrzeuge, die mit Diesel oder Benzin betrieben werden“.

Aber: Die Forschung zeigt, dass hier große Fortschritte gemacht werden, AVL List hat zuletzt gezeigt, dass man wesentlich höhere Wirkungsgrade erreicht. BMW, Hyundai und Toyota arbeiten an der Wasserstofftechnologie. Derzeit fehlt es an Infrastruktur. So lange Wasserstoff mit erneuerbaren Energien gewonnen wird, kommt man auf null CO₂-Ausstoß.