Gerüstet für die automobile Zukunft

Elektrifizierung, Wasserstoff, CO2-neutrale Kraftstoffe: Mobilität von morgen muss technologieoffen gedacht werden. Nur durch einen breiten Energiemix kann die Verkehrswende gelingen. Wir zeigen Vor- und Nachteile der verschiedenen Antriebskonzepte.

Illustrationen: Alle Rechte vorbehalten.
© Frankfurter Allgemeine Zeitung GmbH, Frankfurt/Main.
Zur Verfügung gestellt vom Frankfurter Allgemeine Archiv. Illustrationen von Pia Bublies

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Nach der Jungfernfahrt des ersten Atom-U-Boots 1955 forschten amerikanische und französische Autokonzerne an Fahrzeugen mit Atomantrieb und 8.000 Kilometern Reichweite – aber das erwies sich bald als Sackgasse. Lange Zeit galten batteriebetriebene Elektroautos als ähnlich exotisch, doch mittlerweile gehört es fast schon zum guten Ton, die Auffassung zu vertreten, Elektromotoren gehöre die automobile Zukunft. Dementsprechend investieren die Automobilkonzerne weltweit Milliarden in die neue Antriebstechnologie.

Dabei gehört der bisherige „Platzhirsch“ Verbrennungsmotor noch längst nicht zum alten Eisen – im Gegenteil: Experten bescheinigen ihm weiterhin großes Potenzial, vor allem durch Hybridantriebe und die Nutzung synthetischer Kraftstoffe. Wenn bis 2030 die Treibhausgase um 40 Prozent gegenüber 1990 gesenkt werden sollen, ist neben dem Antriebswechsel zur E-Mobilität die Erhöhung der Verfügbarkeit CO2-neutraler Kraftstoffe ein wesentlicher Stellhebel. Das belegt die im Auftrag des Bundesverbands der Deutschen Industrie (BDI) erstellte Analyse „Klimapfade Verkehr 2030“.

E-Mobilität und treibhausgasneutrale Fuels könnten demnach zusammen rund drei Viertel der erforderlichen Treibhausgas-Reduktionen ausmachen. Dafür müssten bis 2030 in Deutschland rund sieben bis zehn Millionen E-Fahrzeuge zugelassen und der Einsatz CO2-neutraler Kraftstoffe gegenüber dem Referenzjahr 2015 um das Vier- bis Fünffache erhöht werden. Der Analyse zufolge könnte der Einsatz synthetischer und biogener Kraftstoffe bis zu einem Drittel der erforderlichen CO2-Reduktionen bis 2030 bringen. Ein weiteres Viertel an klimaschädlichen Emissionen ließe sich durch Verkehrsverlagerung auf andere Verkehrsträger und Effizienzsteigerungen einsparen.

„Es wäre ein Fehler, nicht auf alle Technologien zu setzen, bei denen deutsche Unternehmen Weltspitze sind. Dazu gehören auch die Verbrennungsmotoren, nicht allein die Elektroantriebe. CO2-neutrale Kraftstoffe müssen weltweit ein wichtiger Teil der Lösung sein.“

Holger Lösch

Stellvertretender Hauptgeschäftsführer, Bundesverband der deutschen Industrie (BDI)

Jede Option hat Vor- und Nachteile

Für eine Vielzahl von Anwendungen und Fahrzeugvarianten wird langfristig insbesondere ein hybrider Antriebsstrang mit Verbrennungsmotor und Elektromotor die optimale Lösung bleiben. Diese Einschätzung unterstützt auch Hermann Rottengruber, Professor für Energiewandlungssysteme für mobile Anwendungen an der Universität Magdeburg. Daneben sollte man auch das mit Wasserstoff betriebene Brennstoffzellenauto nicht aus den Augen verlieren, denn es vereint die Vorteile von Elektroautos mit jenen, die mit klassischen Verbrennungsmotoren unterwegs sind: Die Fahrzeuge ermöglichen einen lokal komplett schadstoffemissionsfreien Betrieb, eine hohe Reichweite und die Möglichkeit zum schnellen Nachtanken.

Doch auch wenn die Technologie mittlerweile die Serienreife erreicht hat und z. B. Toyota, Hyundai, Honda, Renault und auch Daimler entsprechende Modelle anbieten – im Alltag der Menschen ist das Brennstoffzellenauto bislang noch nicht angekommen. Die Fahrzeuge sind derzeit verhältnismäßig teuer, zudem ist die Tankstelleninfrastruktur noch nicht gut ausgebaut. Doch das könnte sich in Zukunft ändern.

Verbrennungsmotoren haben gegenüber dem batteriebetriebenen Elektrofahrzeug und dem Wasserstoffauto den Vorteil, dass die notwendige Infrastruktur in diesem Bereich längst vorhanden ist. So könnten Innovationen, wie die Markteinführung neuer regenerativer Kraftstoffe, schnell wirksam werden. Denn solche Fuels können genauso verarbeitet, gespeichert, transportiert und verwendet werden wie heute Benzin oder Diesel. Das wäre insbesondere für Verbraucher vorteilhaft. Die neuen Kraftstoffe könnten somit dafür sorgen, dass der Verbrennungsmotor, neben anderen Technologien, eine Zukunft hat – und zwar weit über den derzeit diskutierten Horizont hinaus.

So macht man alternative Fuels

Grafik: IWO

Flüssige Kraft- und Brennstoffe sind ein komplexes Gemisch aus verschiedenen Kohlenwasserstoffen. Bei ihrer Verbrennung entsteht unter anderem Kohlendioxid, also CO2. Wird dieses CO2 wieder in den Entstehungsprozess der Brennstoffe eingebunden, entsteht ein geschlossener Kohlenstoffkreislauf und damit weitgehende Treibhausgasneutralität: CO2 wird zum nachhaltigen Rohstoff, da dieselbe Menge bei der Verbrennung freigesetzt wird, wie bei der Produktion der Atmosphäre entzogen wird.

Es gibt verschiedene Herstellungsverfahren, bei vielen wird Strom eingesetzt, um aus Wasser Wasserstoff zu gewinnen. Wenn der für die Elektrolyse eingesetzte Strom aus regenerativen Quellen stammt, sind die dabei gewonnenen Kraftstoffe vollständig klimaneutral. Ein weiterer Vorteil: Der so produzierte „grüne“ Wasserstoff kann direkt genutzt oder zur Herstellung erneuerbarer Kraft- und Brennstoffe, sogenannter E-Fuels, weiterverwendet werden.

„Neben der direkten Nutzung von erneuerbarem Strom sind flüssige Brenn- und Kraftstoffe, die zunehmend grün werden, für eine weitgehend treibhausgasneutrale Energieversorgung unverzichtbar“, erklärt Adrian Willig vom Institut für Wärme und Oeltechnik (IWO). Daher sei auch die Politik gut beraten, auf einen breiten Technologie- und Energieträgermix zu setzen. An konkreten Maßnahmen zur Unterstützung des Markthochlaufs synthetischer Energieträger bestehe derzeit aber noch ein Mangel – ganz im Gegensatz zu den vielfältigen Förderungen elektrischer Anwendungen. Ein CO2-neutraler Verbrennungsmotor mag zwar vielen noch exotisch erscheinen – aber höchstens so exotisch, wie es das Elektroauto einmal war.

#eFuels - Brennstoff der Zukunft

Future Fuels, also Brennstoffe, die auf Basis erneuerbarer Energien synthetisch erzeugt werden, spielen aus Sicht vieler Experten eine wesentliche Rolle für die Energieversorgung der Zukunft. Sehen Sie in unserer Multimedia-Reportage (Pageflow), wie E-Fuels & Co. hergestellt werden können und wie der Stand der Forschung ist.

1 Kommentar

  1. Dr. Dieter Bohn

    Sie haben recht, wir brauchen beiden Antriebsformen, Wasserstoff und Batterie. Wir müssen aber die Produktionsstruktur völlig dezentralisieren. Das beinhaltet, das an jedem Windpark, Solarpark oder Biogasanlage ein Produktionsmodul gestellt wird, das Überschussenergie nicht ins Netz schickt, sondern vor Ort in Wasserstoff oder in Batterien speichert. Diese werden in standardisierten „Energiecontainern“ gespeichert und dann zu den Verbrauchsstellen gefahren.
    Damit wäre eine Dezentralisierung erreicht, was zwar höhere Grundkosten verursacht, aber deutliche Vorteile in völlig anderen Bereichen hätte. Z.B. Dann bräuchte kein neues Stromnetz ausgebaut werden, das bislang nur durch Planungen, Reden und Prozessen auf sich aufmerksam macht.
    Es entstehen keine Verluste im Netz. Der Verbraucher fährt mit seinen Auto und erhält aus den dort stehenden „Energiecontainern“ seine Ersatzbatterie oder seinen Wasserstoff. Die Container werden von den dezentralen Produktionsstätten zu den nächsten Verbrauchsstellen gefahren.
    Auf diese Weise bleibt auch die Wertschöpfung viel stärker dort, wo sie produziert wird. Sie wird auch unabhängiger von Einflüssen externer Probleme auf dem Weltmarkt und idiotischer Konflikte.
    Falls Sie Interesse an einem Gedankenaustausch haben, stehe ich jederzeit zu Ihrer Verfügung.

    Mit freundlichen Grüßen
    Dr. Dieter Bohn

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