Hybrid oder Elektro? Was bringt uns die Zukunft? Teil 2 von 2

18.11.2015 Alle Ratgeber

Nach dem ersten Teil dieses Textes über Benzin- und Dieselmotoren sind wir nun bei den beiden Zukunftshoffnungen der Autoindustrie angelangt: den Hybridantrieben und den Elektromotoren. Sie sollen das Automobil in eine neue, saubere, nachhaltige Ära führen. Doch welche Alternative wird sich durchsetzen?

Zukunft Hybrid und Plug-in-Hybrid


S 500 PLUG-IN HYBRID, Ladevorgang. Im Rahmen der Fahrvorstellung in Kopenhagen.Beim Hybridantrieb vereinigen die Ingenieure zwei unterschiedliche Technologien, die abwechselnd oder gemeinsam ein Fahrzeug antreiben. Die häufigste Form ist die Kombination von Verbrennungs- und Elektromotor. Je nachdem, welchen Beitrag der E-Antrieb leistet, unterscheidet man:
  • Mikro- und Mildhybrid
  • Vollhybrid
  • Plug-in-Hybrid

Mikrohybridmotoren sind im Wesentlichen Verbrennungsmotoren mit Start-Stopp-Funktion. Bei Mildhybrid-Antrieben greift indes ein eigener Elektromotor dem Verbrennungsmotor unter die Arme: mit Strom, den er aus der Bremsenergie rückgewinnt.

Vollhybridmotoren sind zusätzlich mit einer aufladbaren Batterie, einem Akku, ausgestattet; sie versorgt den Elektromotor mit Strom. Der Vollhybrid kann das Fahrzeug auch allein mit elektrischer Energie bewegen, weil der Elektromotor leistungsstärker ist. Geladen wird der Akku ausschließlich über den Verbrennungsmotor.

BMW 3er Plug-in Hybrid Prototyp
BMW 3er Plug-in Hybrid Prototyp


Das unterscheidet den Voll- vom Plug-in-Hybrid, bei dem der Akkumulator auch per Stecker über das Stromnetz gespeist werden kann (deshalb auch Steckdosenhybrid). Die Kapazität der Batterie ist hier meist größer als bei Vollhybrid-Systemen, damit Kurzstrecken rein elektrisch gefahren werden können. Viele Experten rechnen Plug-in-Hybridmotor deshalb bereits den Elektroautos zu. Ein Spielart des Plug-in-Hybrid sind die Range-Extender. Sie fahren vornehmlich elektrisch, wobei der Akku auch vom Verbrennungsmotor aufgeladen wird. Dadurch erhöht sich die Reichweite - engl. range - des Fahrzeugs.

Vor- und Nachteile des Hybriden


Welche Vorteile aber bringt diese aufwendige Technik? Einer ihrer zentralen Pluspunkte ist: Sie vereint die Stärken der verschiedenen Antriebstechnologien.

C 300 BlueTEC HYBRID T-Modell, AVANTGARDE, designo diamantweiß, Leder beige, MotorVerbrennungsmotoren arbeiten insbesondere im Teillastbetrieb sehr ineffizient, der Wirkungsgrad sinkt von 30 bis 40 auf 10 bis 20%. Werden sie mit einem E-Motor verknüpft, laufen sie hingegen meist im optimalen Wirkungsgradbereich. In den anderen Fahrsituationen laden sie die Batterie. Gemeinsam mit einer wirkungsvollen Bremsenergierückgewinnung sind Hybridmotoren so - trotz der höheren Verluste und des höheren Gewichts - effizienter als klassische Verbrennungsmotoren:
  • Sie verbrauchen weniger Kraftstoff (je nach System 15 bis 25%)
  • Sie stoßen weniger Abgase aus, vor alle weniger Kohlenwasserstoffe und Stickoxide

Diese Vorteile machen sich besonders auf der Kurzstrecke bzw. im Stadtverkehr bemerkbar, genau dort, wo Stickoxide und unverbrannte Kohlenwasserstoffe Smog erzeugen. In der Umweltbilanz liegen hybridbetrieben Autos deshalb bereits heute meist vorne.

GLE 500 e (Plug-In Hybrid), 2015, COMAND Display mit Energieflussanzeige
Quelle: Daimler AG


Neben der Effizienz steigert die Hybridisierung aber auch die Leistung. Insbesondere die Beschleunigung wird besser, vor allem wenn ein Benziner und ein Elektromotor zusammenarbeiten. Der Stromantrieb schiebt bei geringen Drehzahlen nämlich ohne Verzögerung an, dort also, wo der Ottomotor seine Schwächen hat. Die Nachteile im Vergleich mit klassischen Verbrennungsmotoren sind indes begrenzt auf eine geringere Modellauswahl und höhere Anschaffungskosten.

Auch gegenüber rein elektrisch betriebenen Fahrzeugen ist der Hybridantrieb gegenwärtig im Vorteil: Er ist günstiger und in der Reichweite nicht eingeschränkt.

Die Aussichten der Kombinationsmotoren


Aus diesen Gründen gilt der Hybridantrieb vielen Experten als der aussichtsreichste Kandidat für die Ablöse der klassischen Verbrennungsmotoren - zumindest kurz- und mittelfristig. Sie gehen von einer allmählichen Hybridisierung des Massenmarktes durch Mildhybride und Vollhybridmodelle aus.

Die Plug-in-Hybridmotoren werden hingegen vordringlich als Lösungen für das obere Fahrzeugsegment betrachtet. An ihrem ökologischen Nutzen gibt es aber noch Zweifel, dieselben, die auch für die reinen Elektroautos bestehen.

Elektromotoren


VW Passat GTE StromsteckerGegenwärtig haben Hybridmotoren die Nase bei den alternativen Antrieben vorn. Trotzdem gelten sie vielen nur als eine Übergangstechnologie zu einer vollkommenen Elektromobilität. Denn Hybridmotoren sind teilelektrifizierte Antriebe, die anders als vollelektrifizierte Motoren nicht ohne endliche fossile Kraftstoffe auskommen (zumindest nicht in der heutigen Form).

Die Technik der E-Motoren


Elektrofahrzeuge hingegen verwenden zum Antrieb keine fossilen Energieträger. Sie bewegen die Fahrzeuge mit Hilfe eines Elektromotors, der aus einer mitgeführten Batterie mit elektrischer Energie (Strom) gespeist wird. Die Energie ist wie bei herkömmlichen Autobatterien vorwiegend in chemischer Form gespeichert, so z.B. bei modernen Lithium-Ionen-Akkus. Eine andere Möglichkeit sind Brennstoffzellen; sie gewinnen den Strom aus einem Kraftstoff, bspw. aus Wasserstoff.

Vorzüge & Schwächen der Stromnutzer


Volvo XC90 Twin Engine Ladestation 2015
Volvo XC90 Twin Engine Ladestation


Ein grundlegender Vorteil des Elektromotors ist seine hohe Energieeffizienz. Während er rund 80 bis 90% der eingesetzten Energie nutzt, sind es bei Verbrennungsmotoren bestenfalls 30 bis 40%. Hinzu kommt, dass der E-Motor einfacher aufgebaut ist und weniger Verschleißteile besitzt. Daraus ergibt sich eine Reihe weiterer Vorteile, z.B.

  • niedriger Verbrauch

  • äußerst geringe lokale Abgasemissionen

  • leise und vibrationsarm

  • ansatzlose Leistungsentfaltung


Noch stehen den Vorzügen allerdings zahlreiche Nachteile gegenüber. Elektroautos sind zigtausende Euro teurer als vergleichbare Diesel- oder Benzinfahrzeuge. Außerdem verlieren sie schneller an Wert. Eine weitere Schwäche: Die im Vergleich mit herkömmlichen Autos geringe Reichweite und die mäßige Haltbarkeit der Akkus. Verstärkt wird das gegenwärtig durch teils lange Ladezeiten und die geringe Anzahl von Ladestationen.

Knackpunkt Gesamtemissionen & Wirtschaftlichkeit


ADAC autokostenvergleich-elektroautos 2014
Quelle: ADAC Presse


Viele dieser Nachteile werden sich in den kommenden Jahren - mit zunehmender Marktdurchdringung - jedoch stark verringern. Ob Elektroautos in naher Zukunft aber bereits wirtschaftlich konkurrenzfähig sein können, bleibt abzuwarten. Gesamtwirtschaftlich betrachtet gehen manche Studien davon aus, dass sie erst in der zweiten Hälfte des Jahrhunderts vorteilhaft sein werden (das hängt allerdings stark von den Kraftstoffkosten und der Einpreisung der CO2-Emissionen ab).

Ein weiterer wichtiger Aspekt, der bei E-Autos oft vernachlässigt wird, sind die Gesamtschadstoffemissionen. Lokal setzen Elektromotoren überhaupt keine Schadstoffe aus. Über den gesamten Lebenszyklus betrachtet, werden aber ebenfalls Kohlendioxid und andere Schadstoffe frei: nur verlagern sich diese vom Fahrzeuge auf die Produktionsprozesse und die Stromerzeugung (weshalb es neuer Effizienzkonzepte bedarf).

Wie die Bilanz der Gesamtemissionen im Vergleich mit Hybridantrieben und klassischen Verbrennungsmotoren ausfällt, hängt vor allem vom jeweiligen Strommix und vom Batterie-Recycling ab. Bei der gegenwärtigen Stromzusammensetzung in Deutschland weisen Elektroautos nur eine geringfügig bessere Umweltbilanz auf als herkömmlich betriebene Fahrzeuge. Bei Berücksichtigung aller Faktoren kann die Bilanz sogar schlechter sein.

Mit steigendem Anteil erneuerbar erzeugten Stroms und mit einem besseren Recycling schneiden Elektroautos hingegen rasch deutlich positiver ab.

Die Zukunft der E-Modelle


Noch ist der Elektromotor nicht so weit, die herkömmlichen Verbrennungsmotoren großflächig abzulösen: weder ökonomisch noch ökologisch. Das wird sich in den kommenden Jahren und Jahrzehnten aber ändern.

VW e-up Seite Test

Auf lange Sicht ist die E-Mobilität wahrscheinlich nicht aufzuhalten. Allerdings dürfte sie nur Schritt für Schritt die alten Technologien ablösen. Zuerst dort, wo sie ihre Stärken - klein, geringes Gewicht, kurze Reichweite, keine lokalen Emissionen - am besten ausspielen kann, in der Stadt.

Fazit: Die Frage nach der Zukunft ist gerade in einem so dynamischen Markt wie dem der Autoindustrie schwierig zu beantworten. Politische Entscheidungen (Abgasbestimmungen, Förderungen, etc.) beeinflussen diese ebenso wie unvorhersehbare Faktoren. Darunter fallen Ereignisse wie der VW-Abgasskandal oder die Entwicklung der Kraftstoffpreise. In vielerlei Hinsicht schwer vorherzusagen ist auch das Verhalten der Kunden. Und letztlich entscheiden sie darüber, was sich auf dem Markt durchsetzt.

Die Hochzeit des klassischen Verbrennungsmotor ist vorbei


Trotz dieser Unsicherheiten lassen sich einige Tendenzen erkennen. Die Hochzeit des klassischen Verbrennungsmotors ist zu Ende, auch wenn er - sowohl in Form von Diesel- wie Benzinmotor - weiter eine gewichtige Rolle spielen wird. Die Alternativen können die große Anzahl von Verbrennungsmotoren schlicht nicht von heute auf morgen ersetzen.

Die Zukunft liegt aber bei den alternativen Antrieben. Das wahrscheinlichste Szenario ist: Sowohl Hybrid- wie Elektromotoren werden kurz- bis mittelfristig die Verbrennungsmotoren zurückdrängen. Die Elektrofahrzeuge sollten vor allem im Stadtverkehr einen Aufschwung erleben. Hybridfahrzeuge werden in der Stadt, aber auch im überregionalen Verkehr immer wichtiger werden.
Beim Autokauf sollte man in der Zukunft die Motorvarianten gut vergleichen.




Autor: Fabian Thomas

 
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