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Was treibt das Auto der Zukunft an? | BR24

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Autos sollen bald ohne fossile Brennstoffe auskommen. Elektromotoren sind eine Alternative. Den Strom könnten neben Akkus Brennstoffzellen liefern. Selbst Verbrennungsmotoren haben eine Zukunft - dank Biomethan.

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Was treibt das Auto der Zukunft an?

Um die 2015 in Paris beschlossenen Klimaziele zu erfüllen, müssen in Deutschland auch im Straßenverkehr die Emissionen drastisch gesenkt werden. Aber mit welchem Antrieb gelingt das? Mit Strom, Wasserstoff - oder mit alternativen Kraftstoffen?

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Bis 2030 müssen die Emissionen im Verkehr um vierzig Prozent sinken, wenn Deutschland die auf der Klimakonferenz in Paris 2015 vereinbarten Ziele erreichen will. Momentan scheint es so, als wäre das nur mit Elektroautos zu schaffen. Doch sie sind längst nicht der einzige Weg zu einer gesünderen Luft. Autos mit sparsameren Verbrennungsmotoren und nicht-fossilen Treibstoffen können eine Alternative sein. Ebenso wie die Brennstoffzelle, die Wasserstoff umwandelt und dabei Strom erzeugt.

Autos der Zukunft: Was beim Motor möglich ist

Das Elektroauto: Es ist in der Anschaffung teuer und lohnt sich aus ökologischer Sicht erst nach vielen Kilometern. Das liegt neben der ökologisch aufwendigen Herstellung der Batterien auch am ungünstigen Strommix in Deutschland. Ein weiterer Nachteil des E-Autos ist die fehlende Infrastruktur. Es gibt bisher nur wenige Ladestationen. Wegen der geringen Reichweite - ein E-Auto schafft voll geladen maximal 500 Kilometer - eignen sich die batteriebetriebenen Fahrzeuge daher eigentlich nur für kurze Strecken.

Ein Auto mit der Kombination von Otto- und Dieselmotor: Ein erstes Fahrzeug mit einer Kombination aus Otto- und Dieselmotor kommt schon im Frühjahr 2019 auf den Markt. Je nach Bedarf wechselt das Auto zwischen beiden Betriebsarten hin und her. Mit dem neuen Serienmodell lassen sich schon 20 Prozent Kraftstoff und CO2 einsparen. Aber laut Experten ist da sogar noch mehr drin. Bis zu 30 Prozent Einsparungspotenzial sieht Michael Bargende, Professor am Institut für Verbrennungsmotoren und Kraftfahrwesen der Universität Stuttgart, bei Fahrzeugen mit diesem Antrieb.

Der Hybrid: Er ist eine Kombination von Elektro- und Verbrennungsmotor. Bei kurzen Strecken fährt das Auto mit Strom, bei längeren Fahrten übernimmt der Verbrennungsmotor. Der Vorteil dieser Fahrzeuge ist: Die Batterie ist leichter als bei den E-Autos, verschlingt also weniger Ressourcen. Der Autofahrer hat nicht das Problem fehlender Reichweite und Infrastruktur wie beim E-Auto, weil er auf den Verbrenner ausweichen kann. Besonders wirkungsvoll ist es, wenn man die elektrische Unterstützung mit einem CO2-armen Antrieb kombiniert, wie zum Beispiel einem Erdgasmotor. Bei einem Erdgasmotor mit Hybridisierung ließe sich eine CO2-Einsparung von knapp 35 Prozent gegenüber dem konventionellen Benzinmotor erreichen.

Wasserstoffbetriebene Fahrzeuge: Die in den Autos eingebaute Brennstoffzelle verwandelt Wasserstoff und Sauerstoff in Wasser. Dabei wird Strom erzeugt, mit dem das Auto fahren kann. Technisch ist das kein Problem. Auch sonst gibt es viele Vorteile: Die Reichweite der Autos ist größer als die der batteriebetriebenen Elektrofahrzeuge, die Betankung geht schnell. Diese Antriebsvariante scheitert derzeit allerdings noch daran, dass es nur wenige Wasserstoff-Tankstellen gibt.

Alternative Kraftstoffe: Welche gibt es und was können sie leisten?

Erdgas: Beim Erdgas sind die Schadstoffemissionen deutlich geringer als zum Beispiel bei Diesel. Die CO2-Emissionen seien je Kraftstoffeinheit um 25 Prozent niedriger, sagt Reinhard Kolke, Leiter des Bereichs Test und Technik beim ADAC. Er stützt sich dabei auf Ergebnisse einer Analyse der gängigen Antriebsarten bei PKWs, die der ADAC im Frühjahr 2018 durchgeführt hat.

Biogas: Erdgas besteht hauptsächlich aus Methan und das lässt sich auch als Biogas gewinnen. Doch selbst, wenn man Biogas als Ersatz für die mit Erdgas betriebenen Autos einsetzen würde, wäre der Klimaschutz-Effekt gering. In Deutschland sind gerade einmal 75.000 Erdgas-PKW zugelassen.

Biokraftstoffe: Biokraftstoffe, das sind vor allem Biodiesel, aber auch Bioethanol, das unter anderem dem E10-Benzin beigemischt wird. 2017 machten sie in Deutschland gerade einmal rund vier Prozent des Energieverbrauchs im Verkehr aus. Ihr Vorteil: Über 80 Prozent Treibhausgase sparen Biokraftstoffe gegenüber fossilen Kraftstoffen ein, sagt Claudia Kemfert vom Deutschen Institut für Wirtschaftsforschung. In einer Studie hat sie mit anderen Forschern untersucht, welchen Beitrag Biokraftstoffe leisten können, um die Klimaziele für 2030 zu erreichen. Der Nachteil der Biokraftstoffe: Die dafür nötige Biomasse wird extra angepflanzt. Für die Natur und Nahrungsmittelproduktion fallen diese Flächen dadurch weg. Jedoch: Bei Verwendung von Abfallprodukten, wie Gülle und anderen Reststoffen, könnten Biokraftstoffe laut Claudia Kemfert erheblich zur Klimaschonung beitragen.

Künstlich hergestelltes Erdgas: Erdgas, das nicht aus fossilen Quellen stammt, sondern aus Wasser mit regenerativem Strom hergestellt wird, könnte ebenfalls eine Kraftstoffalternative zu den herkömmlichen Treibstoffen sein. Damit ließe sich die CO2-Bilanz deutlich verbessern, wie Reiner Mangold, bei Audi für nachhaltige Produktentwicklung zuständig, errechnet hat. Nach seiner Kalkulation verursacht ein Auto der unteren Mittelklasse, wie etwa der VW-Golf oder der Ford-Focus, in seinem gesamten Fahrzeugleben bei der Verbrennung fossiler Treibstoffe 19 Tonnen CO2. Bei der Verwendung von künstlich hergestelltem Erdgas könnte der CO2-Ausstoß auf nur noch zwei bis drei Tonnen pro Fahrzeugleben reduziert werden, meint Fahrzeugentwickler Reiner Mangold.

Flüssige synthetische Kraftstoffe: Künstlich hergestelltes Erdgas lässt sich auch zu flüssigem Kraftstoff, sogar zu flüssigem Diesel weiterverarbeiten. Nutzt man für den ganzen Herstellungsprozess Strom aus erneuerbaren Energien und CO2 aus der Luft, dann ist dieser synthetische Kraftstoff tatsächlich annähernd klimaneutral, erläutert Michael Bargende, Experte für Fahrzeugantriebe an der Universität Stuttgart. Würden also 20 Prozent des heutigen Kraftstoffs durch synthetische ersetzt, würde das auch zu einer Reduktion von 20 Prozent der CO2-Emission führen. Der Nachteil ist aber: Der Aufwand, künstlich flüssigen Kraftstoff herzustellen, ist hoch. Das macht ihn teuer. Außerdem ist der künstlich hergestellte Flüssigkraftstoff vergleichsweise wenig effizient. Mit der gleichen Menge Strom, der für den Antrieb eines mit flüssigem, künstlich hergestelltem Kraftstoff fahrenden Autos gebraucht wird, kann ein Elektroauto fünf- bis siebenmal so weit fahren. Der Aufwand könnte sich laut Experten daher allenfalls in sonnenreichen Ländern lohnen, wo sich Solarstrom leicht in großen Mengen herstellen lässt. Und im Luftverkehr, wo es derzeit keine Alternativen zu flüssigen Treibstoffen gibt.

Fazit: Es gibt nicht die "eine" Lösung für umweltfreundlichen Antrieb

Mit welchem Antrieb sollte das Auto der Zukunft ausgestattet sein? Für Michael Bargende, Experte für Fahrzeugantriebe an der Universität Stuttgart, gibt es da noch keine eindeutige Präferenz.

"Wir haben so viele Dinge, die wir jetzt entwickeln müssen, die wir uns anschauen müssen, die wir zum großen Teil im Forschungsstadium haben. Und Forschungsstadium heißt ja noch nicht, dass wir das in Serie bringen können, auch wenn man das gerne so hätte. Das heißt, wir müssen da ganz konsequent weiterarbeiten und wir müssen an allem arbeiten. Wir müssen auch aufpassen, dass unsere Forschungsförderung in Deutschland nicht einseitig auf eine Lösung setzt und sagt: 'Das ist es. Und alles andere fördern wir nicht mehr.' Das wäre fatal, absolut fatal." Michael Bargende, Professor am Institut für Verbrennungsmotoren und Kraftfahrwesen der Universität Stuttgart.