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VDI-Topthema Mobilität

Antriebstechnologien

Bild: metamorworks/Shutterstock.com

Antrieb und Energiemanagement sind Kernbereiche unserer Mobilität. Hier werden die Fragestellungen für die Zukunft beantwortet.

Dr.-Ing. Ralf Marquard, LHP Europe GmbH
Sprecher des Expertengremiums Antriebe

Das Rennen ist offen

Der Straßenverkehr wird mittel- und langfristig der mit Abstand wichtigste Verkehrsträger sein. Und er soll nach vorherrschender politischer Meinung batterieelektrisch und dabei möglichst CO2-neutral und emissionsfrei werden.

Das Ziel einer weniger klimaschädlichen CO2-neutralen Mobilität kann nach Meinung von Experten allerdings auch durch andere alternative Antriebsarten und Kraftstoffe erreicht werden: Wasserstoffmotoren, Brennstoffzellen, Hybridantriebe sowie Gasantriebe und synthetische Kraftstoffe (E-Fuels). Und die Kraftstoffe der Zukunft sollen möglichst CO2-neutral hergestellt werden, um die Klimaziele nicht zu verfehlen.

Verbrenner noch lange im Straßenbild

Benzin- und Dieselmotoren werden auf absehbare Zeit die Hauptantriebsarten bleiben. Viele Bestandsfahrzeuge und viele Fahrzeuge in Ländern mit einem geringen Bruttoinlandsprodukt werden noch viele Jahre die Straßen bevölkern. Daher steht die Effizienzsteigerung der Antriebssysteme ganz oben im Lastenheft der Entwickler. Nicht nur das, auch neue Kraftstoffe können zur CO2-Reduzierung beitragen. So entwickelten Bosch, Shell und Volkswagen in Zusammenarbeit mit weiteren Partnern bereits 2018 R33 Blue Diesel. Er enthält bis zu 33 % regenerative Anteile, basierend ausschließlich auf Rest- und Abfallstoffen. Im Detail: Bis zu 7 % Biodiesel aus gebrauchtem Speiseöl, bis zu 26 % paraffinische Kraftstoffe aus gebrauchtem Speiseöl sowie 67 % herkömmlicher Dieselkraftstoff.

Neue alte Kraftstoffe

Im Jahr 2021 legten die Entwickler nach. Blue Gasoline besteht ebenfalls bis zu 33% aus erneuerbaren Anteilen aus rest- beziehungsweise abfallstoffbasiertem Naphtha und Ethanol und sorgt nach Angaben der Entwickler pro gefahrenen Kilometer in der Betrachtung von der Quelle bis zum Rad für eine CO2-Ersparnis von mindestens 20 %. So ließen sich mit einer Flotte von 1000 VW Golf VIII 1,5 TSI bei einer Jahreslaufleistung von jeweils 10 000 km mehr als 230 t CO2 pro Jahr einsparen. „Auf dem Weg zu einer klimafreundlichen Mobilität dürfen wir, angefangen bei Elektromobilität bis hin zu erneuerbaren Kraftstoffen, keine technischen Möglichkeiten ungenutzt lassen. Jedes bisschen CO2, das wir einsparen, kann uns beim Erreichen der Klimaziele helfen“, erläutert Uwe Gackstatter, Chef der Antriebssparte von Bosch.

Zukunft des Wasserstoffantriebs

Langfristig wird regenerativ gewonnener Wasserstoff, der umwelt- und klimaneutral ist, eine zunehmende Rolle als Energieträger spielen. Wasserstoff wird dann entweder in Brennstoffzellen oder direkt im Verbrennungsmotor eingesetzt. Ralf Marquard, Sprecher des VDI-Expertengremiums Antriebe der VDI-Gesellschaft Fahrzeug- und Verkehrstechnik (FVT): „Wasserstoff ist die große Perspektive.“  Brennstoffzellen, so Marquard, bieten langfristig die Chance, elektrische Antriebe bei Pkw für lange Fahrdistanzen ohne Nachladung umzusetzen. „Daher ist es sinnvoll, die Brennstoffzelle weiterzuentwickeln und Lösungen zur Industrialisierung auszuarbeiten“, betont er.

Akzeptanz schaffen für E-Mobile über Hybridfahrzeuge

Die Akzeptanz rein batterieelektrischer Fahrzeuge ist in der Bevölkerung noch nicht so hoch wie gewünscht. Daher sehen viele Experten in der Hybridisierung einen Weg, Fahrerinnen und Fahrer sanft an die Elektrifizierung heranzuführen. Nämlich dann, wenn sie direkte Vorteile für sich darin entdecken: geringerer Kraftstoffverbrauch und stärkere, ansatzlose Beschleunigung. Und das gute Gefühl, damit etwas gegen CO2-Emissionen und damit für das Klima zu tun. Wie sagte Alexander Bloch, Chefreporter bei „Auto Motor und Sport“, auf dem Deutschen Ingenieurtag Mitte Mai 2021: „Elektrifizierte Autos können Spaß machen, allein wenn man die Beschleunigung betrachtet.“ Sein Credo: Man müsse die Menschen in ihren Realitäten abholen – und die seien nun mal mehrheitlich beim Verbrennungsmotor angesiedelt.

Was denken die VDI-Mitglieder zur Zukunft der Pkw-Antriebe?

Die Mitglieder des VDI sehen für das Automobil der Zukunft hohes Potenzial im elektrischen Antrieb mit Brennstoffzelle. Einer im März und April 2021 unter den VDI-Mitgliedern durchgeführten Umfrage mit über 9000 Teilnehmenden zufolge, schreiben 85% der befragten Mitglieder der Brennstoffzelle ein wesentliches Potenzial für die Zukunft zu. Über 60% sehen in dem elektrischen Antrieb mit Batterie sowie dem Verbrenner mit synthetischen Kraftstoffen, Alternativen mit Zukunftspotenzial. Etwas dahinter liegt der Hybridantrieb, dem knapp die Hälfte der Befragten ein Potenzial für die Zukunft zuspricht. Für den Verbrenner mit fossilen Kraftstoffen sehen 75% der Befragten wenig Zukunftspotenzial. Diese Zahlen sprechen für einen technologieoffenen Umgang mit alternativen Antriebssystemen.

Autor: Peter Kellerhoff

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