Verschiedene Antriebsarten

Die Technik ist bewährt, das Optimierungspotenzial betreffend Wirkungsgrad vorhanden und die Tankinfrastruktur flächendeckend verfügbar. Die Emissionsgesetzgebung verlangt immer aufwändigere Nachbehandlungssysteme, die viel Entwicklungsarbeit benötigen und für den Kunden teuer sind. Der Dieselmotor steht aktuell stark in der Kritik. Unberechtigt: Mit Partikelfilter und SCR-Technik sind Dieselmotoren sauber und verbrauchen gegenüber Ottomotoren nach wie vor weniger Treibstoff und emittieren weniger CO2. Allerdings sind fossile Brennstoffe endlich. Dafür könnten synthetisch hergestellte Treibstoffe aus regenerativer Quelle einsetzbar und die bestehende Tankinfrastruktur weiterverwendet werden. Der Verbrenner bleibt mittelfristig die dominante Antriebstechnik. Verbrauch und Emissionen werden kontinuierlich optimiert.

Verschiedene Hersteller wie Toyota und Kia setzen heute auf den Hybridantrieb: Den Verbrennungsmotor im optimalen Lastpunkt betreiben, den E-Motor zum Beschleunigen und Rekuperieren nutzen und dank vernünftig dimensioniertem Akku nur eine geringfügig höhere Zusatzmasse in Kauf nehmen. Nur: Der Einsatz eines Hybriden auf Autobahnabschnitten ergibt wenig Sinn. Dafür punktet der Hybridantrieb im Stadtverkehr und lässt sogar je nach Hybridkonzept kurze Strecken mit reinem Elektro-Antrieb zu. Zudem lässt sich ein Allradantrieb ohne Kardanwelle von Vorder- zu Hinterachse darstellen.

Dank einem Akkupaket mit mehr Speicherkapazität und Lademöglichkeit von aussen ermöglicht der Plug-in-Hybrid-Antrieb grössere elektrische Reichweiten, ohne auf einen Verbrennungsmotor verzichten zu müssen. Ob als Reichweitenverlängerer (Range-Extender), der als Verbrenner direkt einen Generator antreibt und E-Maschine sowie Akku mit elektrischer Energie versorgt, oder als konventioneller Hybridantrieb, bei dem Elektromotor und Verbrenner zusammenarbeiten: Mit diesem Antrieb kann man lokal emissionsfrei fahren und trotzdem Langstrecken-Reisen absolvieren. Durch Optimierung der Antriebssteuerung liegen beim Plug-in-Hybrid noch viel Potenzial und auch Fahrspass drin.

Bei Elektroautos wird die benötigte Energie von sogenannten Akkumulatoren, kurz: Akkus, gespeichert. Der Elektromotor wandelt diese elektrische Energie in Bewegungsenergie um. In Elektrofahrzeugen sorgen Elektromotoren für den Vortrieb, indem sie ihre Bewegungsenergie auf die Antriebsachse(n) übertragen.

Weil Elektromotoren einen breiten Drehzahl- und Drehmomentbereich abdecken, sind sie zumindest in dieser Hinsicht nahezu ideale Fahrzeugmotoren. Aus diesem Grund kann bei den meisten Elektromotoren in E-Autos auch auf ein mehrgängiges oder ein Schaltgetriebe verzichtet werden. Zudem verfügen sie über einen hohen Wirkungsgrad. Der Wirkungsgrad beschreibt das Verhältnis von zugeführter Energie zur Energie, die für den Vortrieb zur Verfügung steht. Elektromotoren kommen auf einen Wirkungsgrad von etwa 80 bis 90 Prozent, Benzinmotoren auf rund 33 Prozent, Dieselmotoren auf ca. 45 Prozent. Außerdem stellen Elektromotoren schon im Stillstand ihr maximales Drehmoment bereit und arbeiten extrem leise. Weitere Vorteile sind ihre kompakte, einfache Bauweise, ihr geringes Gewicht und ein geringerer Wartungsaufwand, sowie die Möglichkeit, dass der Motor in der Verzögerungsphase als Generator genutzt werden kann.

Dadurch, dass Elektromotoren zumindest lokal keine Emissionen erzeugen, gelten sie im Vergleich zu Verbrennungsmotoren als umweltfreundlicher. Allerdings können bei der Produktion von elektrischem Strom auch Schadstoffe entstehen. Die beste Ökobilanz ergibt sich, wenn auf Strom aus 100% regenerativer Erzeugung gesetzt wird.

Die Brennstoffzelle ist ein elektrochemischer Energiewandler: Sie dient dazu, die chemisch gespeicherte Energie von Wasserstoff in elektrische Energie umzuwandeln. In Brennstoffzellen-Fahrzeugen wird diese Energie entweder direkt einem Elektromotor zur Verfügung gestellt oder in einem Akku zwischengespeichert.

Die Wasserstoff-Technologie spielt eine wichtige Rolle, wenn es um das Erreichen einer möglichst klimafreundlichen Mobilität geht, insbesondere auch bei der Elektrifizierung von schweren Nutzfahrzeugen. Zumindest dann, wenn Wasserstoff klimaneutral mit erneuerbarem Strom hergestellt wird. Dadurch, dass Brennstoffzellenfahrzeuge zumindest lokal keine Schadstoffe und kein CO2 erzeugen, gelten sie im Vergleich zu Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor als umweltfreundlicher. Der gesamte Wirkungsgrad, von der Stromerzeugung bis zum Rad, ist bei der Brennstoffzelle allerdings gering: Experten rechnen mit einem Wert zwischen 25 und 35 Prozent. Deshalb benötigen Brennstoffzellen-Fahrzeuge große Mengen an bestenfalls CO2-neutral erzeugtem Strom.