Green Car

Elektroautos wird eine große Zukunft prophezeit - warum eigentlich?
Die Automobilhersteller sind zu radikalem Umdenken gezwungen. Die Zeit drängt: Die Finanzkrise hat auch die Autoindustrie hart getroffen.

Zugleich peitschen Gesetze und Vorschriften neue Antriebskonzepte nach vorn. Das Ziel heißt schlicht und einfach, immer weniger CO2 auszustoßen. Gefragt sind umweltfreundliche Automobile mit möglichst geringem Verbrauch. Doch das ist leichter gesagt als getan. Welche Konzepte werden sich am Ende durchsetzen?

Da sind zum einen die seit über hundert Jahren altbewährten Verbrennungsmotoren. Sie geben ihr Bestes und versuchen mit vielerlei aufwendigen technischen Maßnahmen, die Vorgaben zu erfüllen. Weniger Zylinder, kleinerer Hubraum, bessere Verbrennung des Kraftstoffs, unter immer höherem Druck eingepritzt, gehören dazu. Die Dieselmotoren haben hier aufgrund ihres besseren Wirkungsgrades leichte Vorteile. Sie müssen aber höheren Aufwand zur Reinigung ihrer Abgase betreiben. Benzinmotoren sind preiswerter zu bauen, weniger kompliziert und werden sich den Dieselaggregaten annähern und als »Diesottos« das Beste bei der Verbrennungswelten vereinen.

In der nächsten Spur fahren die Hybridautos. Auch sie vereinen zwei Antriebskonzepte und sind mit doppeltem Herzen unterwegs. Der Verbrennungsmotor und ein Elektromotor teilen sich die Aufgabe, mit dem Ziel, weniger Sprit zu verbrauchen. Das klappt auch, denn die beim Bremsen normalerweise als Wärme an die Luft abgegebene Energie wird über einen Generator in elektrische umgewandelt und in einer Batterie gespeichert. Bei Bedarf ruft der Bordcomputer sie ab und schickt sie in den Generator, der jetzt bei umgedrehtem Energiefluss zum Elektromotor wird.

Das Prinzip des gemischten Kraftstoff-Elektro-Antriebs lässt sich vielfältig steigern und ausbauen. »Milde« Hybride haben weniger Elektro-Anteil als »strong hybrids«, Micro-Hybride bieten lediglich Start-Stopp-Funktion und Elektrifizierung etwa der Klimaanlage oder Lenkung. Plug-in-Hybride jedoch sind bereits ernst zu nehmende Alternativen zum Verbrennungsmotor. Hier ist die Kapazität der Batterie so groß, dass beachtliche Strecken rein elektrisch, nahezu geräuschlos und lokal emissionsfrei gefahren werden können. Das beginnt bei fünf Kilometern und soll bis 20 und mehr reichen. Das Prinzip der Plug-ins sagt ihr Name: reinstecken. Über einen haushaltsüblichen Elektrostecker wird die Batterie von außen mit dem Stromnetz verbunden und geladen. Der Verbrennungsmotor liefert nur noch während der Fahrt Strom für die Batterie – sollte er überhaupt benötigt werden.

Die Plug-in-Hybride, die kurz vor der Serienreife stehen, könnten den fließenden Übergang zum Elektroauto bilden, denn die batteriebetriebenen Elektroautos bedürfen noch der Hilfe durch Verbrennungsmotoren, wenn sie längere Reichweiten erzielen und die 400-Kilometer-Fahrt von Frankfurt nach München überstehen wollen. Für diesen Fall gibt es den sogenannten Range Extender, einen zweiten Motor, der für den elektrischen einspringt, wenn ihm der Saft ausgeht. Auch sie sollen bald auf den Markt kommen. Bei Opels Ampera, einer modifizierten GM-Entwicklung des Volt, wird der zusätzliche Benzin-Verbrennungsmotor ausschließlich den Generator zur Stromerzeugung antreiben, um den Ampera anzutreiben und die Batterie zu laden. Im Volkwagen »TwinDrive« wirkt der Dieselmotor über ein Getriebe auf die Antriebsräder. Gefahren wird aber hauptsächlich elektrisch, und aufgeladen werden die Batterien mit Haushalts- oder Starkstrom.

Gänzlich auf den Verbrennungs-Hilfsmotor verzichten werden die reinen Batterie-Autos. Ihr Stromspeicher soll für 100 Kilometer und mehr reichen. Die Batterie wird ein Lithium-Ionen-Akku sein. Mit Schnellaufladung innerhalb von zwei Stunden reisefertig. Für weite Entfernungen reicht der Strom dann aber immer noch nicht, weil sich bisher noch kein galvanisches Element, kein Feststoffspeicher gefunden hat und auch die Vanadium-Redox-Flow-Batterie noch nicht so weit entwickelt ist. Als Range Extender taucht jetzt erst die Brennstoffzelle auf. Sie kehrt die Elektrolyse um und wandelt Wasserstoff und Sauerstoff zu Strom und Wasser. Bis solche Fahrzeuge in Serie gehen, werden noch Jahre vergehen. Die Vision der Hersteller: Bis dahin wird der Strom und damit auch der Wasserstoff aus regenerativen Energien wie Wind, Sonne und Wellen-Wasserkraft gewonnen. Dann erst wäre der Traum vom völlig emissionsfreien Automobil Realität.

Darum Elektroauto

Ist es nur eine Hype, modischer Chic, auf das Elektroauto zu setzen, oder steckt mehr dahinter?

Wie umweltfreundlich sind diese Autos wirklich? Bei der Well-to-Wheel-Betrachtung, also von der Quelle bis zum Rad, liegt der Wirkungsgrad eines guten Elektrofahrzeugs bei über 70 Prozent. Beim Auto mit Verbrennungsmotor sind es nur 20 Prozent. Für den Strom wird der Bestwert auf Basis erneuerbarer Energien genommen.

Fließt hingegen bei der Berechnung herkömmlich produzierter Strom ein, kommen Elektrofahrzeuge auf einen CO2-Ausstoß von 90 Gramm pro Kilometer. Das sind deutlich weniger als die 120 bis 160 Gramm für einen typischen Mittelklassewagen mit Verbrennungsmotor.

Anders ausgedrückt: Steckt man in einen herkömmlichen Verbrennungsmotor eine Kilowattstunde Energie, so lassen sich damit zwischen 1,5 und 2,2 Kilometer zurücklegen. Selbst die Kombination aus Diesel- und Elektromotor, ein Diesel-Hybrid, schafft maximal 3,2 Kilometer. Ein Elektromotor jedoch setzt eine Kilowattstunde in mehr als 6,5 Kilometer um. Damit ist der rein elektrische Antrieb das effizienteste Konzept, das sich langfristig durchsetzen wird.