Alternative Antriebe

Alternative Antriebe Alternative Antriebssysteme bei Tesla
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Heute gehört es dem Stand des Allgemeinwissens an, den vom Menschen verursachten Klimawandel bekämpfen zu müssen. Dazu sind die weltweiten CO2-Emissionen zu verringern. Und dies spürbar, ambitioniert und ohne längerem Zuwarten.

Alternative Antriebe beziehungsweise Alternative Antriebssysteme im Individualverkehr sind daher in aller Munde. Zwar ist der Bereich der Agrarwirtschaft nicht minder ursächlich für die Problematik, die Politik von heute konzentriert sich aber offensichtlich auf Ersteres. Mag man dieser Herangehensweise auch noch so kritisch gegenüberstehen, ist trotzdem klar: Der Verbrauch von Benzin und Diesel ist jedenfalls zu reduzieren.

Alternative Antriebe – ein Überblick

Alternative Antriebe der Kraftfahrzeuge von morgen sind aber noch nicht dermaßen ins Allgemeinwissen eingedrungen, als es eigentlich sein sollte – einen kurzen Überblick über die technischen Möglichkeiten, deren Für und Wider, ihr aktueller Entwicklungsstand und die Kostenfrage werden folglich einander gegenübergestellt.

Elektroauto

Das wohl bekannteste Fahrzeug mit einem anderen Antrieb als mit Benzin oder Diesel ist das Elektroauto. Die Energie kann dabei entweder an speziellen Elektro-Tankstellen, am Stromnetz oder sogar an der eigenen Steckdose bezogen werden. Ein profundes Mittel im Kampf gegen CO2-Emissionen und Spritkosten. Schon beim Starten steht volle Power zur Verfügung und sie sind trotzdem leise im Betrieb.

Die individuelle Ersparnis hängt natürlich von ebenso individuellen Faktoren, wie etwa dem jeweiligen Modell und seinem Preis, dem Fahrverhalten als auch vom Strompreis ab. Fix ist jedoch, dass Strom billiger als Benzin oder Diesel ist. Außerdem ist das Ziel der Innovation immerhin eine Reduktion der Schadstoffe und nicht persönliche Boni. Das sollte man sich stets vor Auge halten.

Vollhybrid

Findet man die Bezeichnung „Hybrid“ für ein Automobil vor, so handelt es sich immer um eine Kombination von typischen Verbrennungsmotoren und einem elektrisch angetriebenen System. Davon gibt es verschiedene Arten, wie unten ersichtlich wird. Hier steht ein mit Kraftstoff angetriebenen Motor einem elektrischen Antriebssystem – grundsätzlich – gleichwertig gegenüber. Der Lenker kann wählen, in welchem Modus er eine Strecke oder Teile davon fahren will.

Der Unterschied zu anderen, folgend beschriebenen Hybrid-Arten liegt darin, dass hier pro Tonne Fahrzeuggewicht mindestens 20 Kilowatt Strom bereitgestellt werden müssen, da die Leistung sonst zu schwach für nur elektrisch angetriebene Fahrten wäre. Immerhin bringen diese Vollhybriden mit zwei Systemen ein höheres Gewicht auf die Waage als andere – dies wiederum hat zur Folge, dass ein vergleichsweise hoher Kraftstoffverbrauch mit dem Betrieb einhergeht, wenn nicht gerade im E-Modus gefahren wird. Mit dieser Erklärung werden bereits die Vor- und Nachteile sichtbar:

Der Vorteil eines Vollhybriden liegt vor allem darin, dass sein Betrieb im rein elektrisch betriebenen Modus sogar mit einem komplett leeren Tank und ohne CO2-Ausstöße einhergeht. Sozusagen kann er dieses Idealziel erreichen, weil seine Leistung hierfür ausreicht. Theoretisch zumindest und für manche Strecken.

Außerdem ist dabei eine höhere Geschwindigkeit erzielbar als bei anderen Hybridarten. Und das Fahren mit E-Antrieb ist auch praktisch häufiger möglich. Seine Vorteile kann man maximal ausschöpfen. Dadurch wiederum ergibt sich ein vergleichsweise überzeugendes Ergebnis in der Kraftstoff-Bilanz. Die Praxis zeigt eine Ersparnis von etwa 15 %. In der Stadt, wo „Stop & Go“ einen hohen Verbrauch und hohe CO2-Ausstöße bedingt, kann beides auf null reduziert werden.

Allerdings gilt der Elektroantrieb im Vollhybriden auch als Nachteil: Nämlich bei Langstrecken. Der Akku und der „normale“ Motor zusammen bewirken das hohe Eigengewicht, welches, wie oben beschrieben, recht teuer kommen kann.

Außerdem: Setzt man die Ersparnis in der Stadt in einen Vergleich zu den Anschaffungskosten für diese Innovation, kann der exakte, wirtschaftliche Vorteil nur in der individuellen Nutzung des Fahrzeugs liegen. Es dauert einfach seine Zeit, bis diese Kosten amortisiert werden. Manche Berechnungen gehen beim Vollhybriden hersteller- und modellabhängig von bis zu zehn Jahren aus.

Inwieweit die CO2-Bilanz in Form von Reduktionen bereichert wird, ist ebenfalls individuell unterschiedlich. Aber auch hier muss man sich wieder bewusst werden: Der Umstieg auf neue Antriebssysteme ist weniger der Ersparnis von Geld, sondern Schadstoffreduktionen geschuldet. Eine serienmäßige Herstellung von Vollhybriden beobachtet man längst bei Mercedes, Toyota, Peugeot, Porsche und vielen mehr.

Mild-Hybrid

Beim Mild-Hybriden wird ein Verbrennungsmotor von einem Elektro-Antrieb unterstützt. Der Anspruch, völlig emissionsfrei oder ohne Kraftstoff seine Strecken zu bewältigen, wird erst gar nicht erhoben. Dieser Elektro-Antrieb muss freilich längst nicht so groß und leistungsstark sein wie beim Vollhybriden. Dafür bringt er auch nicht dessen Nachteile mit sich.

Kompakte Stromspeicher, Bremsen-Energie-Rückgewinnung und Start & Stopp-Automatik lauten einige der Features, welche dem Fahrzeug immanent sind und die Vorteile in ihrer Gesamtheit kurz zusammenfassen. Bei der genannten Start & Stopp-Automatik handelt es sich um einen Mechanismus, der beim Anhalten zur Ersparnis von Kraftstoff führt.

Dadurch ergeben sich handfeste Vorteile: Eine höhere Leistung steht einem geringeren Verbrauch gegenüber und bei der Anschaffung sind die Kosten wesentlich niedriger als etwa beim Vollhybriden. Es ist auch technisch als easy zu betrachten, schon existierende Konzepte mit dieser Antriebsart auszustatten. Natürlich ist der Elektroantrieb nicht stark genug, um das Fahrzeug alleine anzutreiben. Er ist eine Unterstützung, die eigene wirtschaftliche und umweltbezogene Bilanz zu optimieren. Nicht mehr und nicht weniger.

Mikro-Hybrid

Der Mikro-Hybrid kann ebenso mit der Start& Stopp-Automatik brillieren. Interessant ist hier die einsetzende Rückführung von Energie beim Bremsen in den Starter-Akku. Diesen Vorgang nennt man Rekuperation. Sie ermöglicht quasi ein „Recycling“ der Energieverluste bei den Bremsvorgängen und trägt somit auch zu einer höheren Lebensdauer der betroffenen Fahrzeugteile bei, also weniger Werkstattkosten. Als Nachteil wird ihm negativ angerechnet, einen höheren Verschleiß der Kurbelwelle auszulösen.

Plug In-Hybrid

Dieser Bezeichnung steht das heute gleichwertig etablierte Kürzel „PHEV“ gegenüber. Es handelt sich um die Abkürzung von „Plug-In Hybrid Electric Vehicle“. Der Volksmund spricht auch gerne vom „Steckdosen-Hybriden“. Auch er ist mit einem Verbrennungsmotor und einem elektrischen Antrieb ausgestattet. Bei diesem Vehikel steht der Verbrennungsmotor zur Aufladung des Elektroakkus zur Verfügung. Kurzstrecken können auf diese Weise rein elektrisch bewältigt werden.

Dabei sprechen wir genau gesagt von einer Strecke bis zu etwa 60 km – bei völliger Emissionsfreiheit. Kurz gesagt: Sie tragen einer höher als nur durchschnittlichen Reichweite pro Fahrt in abgasfreiem Betrieb Rechnung.

Natürlich hat der Ladevorgang grundsätzlich am Stromnetz zu erfolgen. Dennoch verbleibt der Motor als Generator und sorgt für Nachschub an Energie für solche Fahrten, die längenmäßig darüber noch hinausgehen. Heute weiß man, dass 80 % aller Fahrten unter dieser Grenze liegen, womit dieser Technologie große Zukunftschancen am Markt eingeräumt wurden.

E-Auto mit Brennstoffzelle

Hier kommt ein ganz besonderer Mechanismus zum Tragen: Ein Brennstoff wird in elektrische Energie umgewandelt, welcher seinerseits den Elektromotor speist. Dabei wird in der Brennstoffzelle eine Reaktion zwischen Wasser- und Sauerstoff erwirkt. Auch andere organische Verbindungen können so erzeugt werden.

Aktuell ist dessen breiter Einsatz jedenfalls nicht spruchreif. Es gibt weder Wasserstoff-Tankstellen, noch eine sonstige Bezugsquelle, wie vergleichsweise das Stromnetz, so dass ausreichender Betriebsstoff schlicht nicht zugänglich ist. Eine Brennstoffzelle ist außerdem, zumindest mit Jahresende 2018, noch sehr teuer. Doch: Wer weiß, was die Entwicklung bringen wird. Immerhin ist Wasser als einzige Emission ein höchst erfreulicher Aspekt. Und die mögliche Reichweite dieser Automobile spielt in einer völlig anderen Liga als die E-Automobile.

Elektroauto mit Range Extender

Bei einem Range Extender handelt sich um einen Mechanismus, der die Reichweite eines Elektro-Fahrzeugs erhöht indem ein kleiner Verbrennungsmotor eingebaut wird, welcher den Akku mit Strom speist. Ein alleiniger Betrieb mit dem Zusatzmotor scheidet aber auch hier aus.

Bis zu 600 km lange Strecken sind damit erzielbar. Emissionsfreiheit kann dabei freilich nicht erreicht werden und auch das Gewicht des Fahrzeugs ist höher als ohne dem Herzstück dieser Technik. Ob sich die Mehrkosten bei der Anschaffung rechnen, ist nicht für jeden Fahrer gleich zu beantworten und allenfalls Resultat eigener Berechnungen.

Aussichten für Alternative Antriebe / Alternative Antriebssysteme

Es ist höchst interessant, regelmäßig die neuen Modelle elektrisch betriebener PKWs genauer anzusehen und die Alternative Antriebe miteinander zu vergleichen, denn ihre Entwicklung schreitet mit Riesenschritten voran. Wie erwartet, ließen sich mittlerweile die hartnäckigsten Nachteile der Elektrofahrzeuge in den letzten Jahren deutlich dezimieren. Das waren vor allem das Problem der Reichweite, die Anzahl der Ladestationen, die Amortisierung der Anschaffungskosten, die erreichbare Höchstgeschwindigkeit und ein korrektes Handling mit Altbatterien hinsichtlich der Ökobilanz.

Gegen Jahresende 2018 verändern sich in Deutschland für viele Fahrer die Vorzeichen bei der Berechnung, wie viel Ersparnis einer Anschaffung gegenübersteht.

Denn ab Januar 2019  wird die sogenannte „Dienstwagensteuer“ halbiert, wo die private Nutzung von Neufahrzeugen von Selbständigen mit einem Prozent des Bruttolistenpreises zu versteuern war. Dasselbe gilt natürlich nicht nur für rein elektrisch betriebene Autos, sondern auch für andere oder kombinierte Alternative Antriebe beziehungsweise Alternative Antriebssysteme.

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