28.12.2020 - 08:58 Uhr
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Alternative Antriebe - Die Zukunft des Fahrens

Das eigene Auto - für viele von uns unverzichtbar. Doch der Klimawandel fordert umweltfreundliche Alternativen. Wir erklären, was alternative Antriebe voneinander unterscheidet und was sie besser macht als die gängigen Verbrennungsmotoren.

Wasserstoff-Autos fahren lokal emissionsfrei.
von Laura Schertl Kontakt Profil

Wasserstoff

Autos, die Wasserstoff als Antrieb nutzen, gehören zu den sogenannten Brennstoffzellen-Autos und sind im Grunde Elektrofahrzeuge. In diesen Fahrzeugen ist eine Brennstoffzelle samt Wassertank verbaut, die Strom für den Antrieb erzeugt. In dieser Zelle reagieren Wasserstoff und Luftsauerstoff zu Wasser, wodurch Wärme und elektrische Energie freigesetzt werden. Diese Energie treibt den Motor des Fahrzeuges an. Aus der Brennstoffzelle wird also aus Wasserstoff elektrischer Strom gewonnen. Eine kleine Batterie dient als Zwischenspeicher. Gesetzlich gelten Wasserstoffautos als sogenanntes „Zero Emission Vehicle“. Der elektrochemische Prozess ist lokal emissionsfrei, erzeugt also während der Nutzung des Fahrzeugs keine Emissionen. Wichtig hier ist aber die Erzeugung des Wasserstoffs. Denn nur, wenn der Strom für die Herstellung von erneuerbaren Energien kommt, ist die ökologische Bilanz des Wasserstoffautos wirklich positiv. Wird der Wasserstoff allerdings mit Erdgas hergestellt, ist die Bilanz wesentlich schlechter. Das Wasserstoffauto kann also eine echte Alternative sein, allerdings nur, wenn bei der Herstellung auf erneuerbare Energien geachtet wird.

Neue, nachhaltige Antriebsformen - die Zukunft des Autofahrens.

Autogas

Autogas, auch „LPG“ oder „Liquified Petroleum Gas“ genannt, ist in seiner chemischen Zusammensetzung mit Benzin verwandt. Es ist ein Gemisch aus Propan und Butan, zwei Produkte der Erdöl- und Erdgasförderung, das unter Druck verflüssigt wird. Bei maximal zehn bar Druck wird das Autogas flüssig und kann auch in umgerüsteten Ottomotoren gespeichert werden. Bei atmosphärischem Druck ist es gasförmig. Dem normalerweise geruchslosen Autogas wird außerdem ein Duftstoff beigemengt, um Lecks frühzeitig feststellen zu können. Um bis zu 10 Prozent reduzieren Fahrzeuge mit Autogas im Vergleich zu Benzinfahrzeugen ihre CO2-Emissionen. Das Gas kann im Motor fast rückstandslos verbrannt werden, sodass wesentlich weniger Partikelemissionen verursacht werden. Die Emissionen der sogenannten limitierten Schadstoffe Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffe und Stickoxide sinkt im Vergleich zum Benziner allerdings kaum bis gar nicht. Autogas hat also vor allem Benzin gegenüber Vorteile, wenn es um die Reduzierung von nicht gesetzlich limitierten Schadstoffen geht. Noch bis Ende 2022 erhält Autogas aufgrund der Vorteile beim CO2-Ausstoß außerdem steuerliche Vergünstigungen.

Autogas ist ein Produkt der Erdöl- und Erdgasförderung.

Erdgas

Beim Erdgas unterscheiden sich das komprimierte Erdgas (CNG) oder das flüssige Erdgas (LNG). Flüssiges Gas wird allerdings nur bei Nutzfahrzeugen verwendet. Beide gehören wie Erdöl oder Kohle zu den brennbaren organischen Rohstoffen. Hauptbestandteil ist Methan, in kleineren Anteilen auch Stickstoff und Kohlendioxid, Ethan, Propan und Butan. Das für Autos übliche CNG gibt es als H-Gas und als L-Gas. Bei ersterem ist der Methangehalt höher, was wiederum dafür sorgt, dass Autos, die mit H-Gas fahren, eine größere Reichweite aufweisen. Der größte Vorteil von Erdgas ist die Verringerung des CO2-Ausstoßes. Im Vergleich zum Benziner stößt ein mit Erdgas betriebenes Fahrzeug beispielsweise bis zu 27 Prozent weniger CO2 aus. Besonders umweltfreundlich ist das Biogas, das durch die Vergärung von Gülle und nachwachsenden Rohstoffen oder organischem Material hergestellt wird. Es besteht zu rund zwei Dritteln aus Methan und kann so nicht nur qualitativ mühelos mit Erdgas mithalten, es ist außerdem uneingeschränkt für Fahrzeuge mit Erdgasantrieb geeignet. An vielen Tankstellen ist Biogas mittlerweile rein oder als Gemisch mit Erdgas erhältlich.

Der Hauptbestandteil von Erdgas ist Methan.

Elektroantrieb

Elektroautos sind wohl die aktuell bekannteste Alternative zum Verbrennungsmotor. In den vergangenen Jahren hat sich einiges getan, die Reichweiten der Elektroautos erhöhen sich stetig. Das Kernelement dieser Fahrzeuge ist der Akku. Dazu kommen der Elektromotor, die Leistungselektronik, Kühlsysteme und das Temperaturmanagement. Nahezu alle Fahrzeughersteller setzen auf sogenannte Lithium-Ionen-Batterien. Diese weisen eine hohe Energie- und Leistungsdichte auf und sind sehr sicher. Kritisch wird es lediglich, wenn die Batterie beispielsweise durch einen Unfall verformt wird. Elektroautos sind lokal emissionsfrei. Wichtig ist aber: Das Auto ist natürlich nur so klimafreundlich wie der getankte Strom. Außerdem ist die Produktion der Batterien sehr energieintensiv, ein Elektroauto beginnt sein „Leben“ mit einem ökologischen Rucksack. Trotzdem schneidet ein Elektroauto im Vergleich zum Verbrennungsmotor in der Gesamt-CO2-Bilanz besser ab als der Verbrennungsmotor. Würde man das Auto außerdem komplett mit Strom aus regenerativen Energiequellen laden, wäre der CO2-Ausstoß äußerst gering. Bei der Nutzung von Windkraft beispielsweise beläuft sich der CO2-Ausstoß beispielsweise auf zirka 20g /kWh.

Elektroantrieb - die wohl bekannteste Alternative.

Hybridantrieb

Das Hybridfahrzeug ist eine Kombination aus verschiedenen Antriebsprinzipien. Die häufigsten Kombinationen sind Benzin- und Gasantrieb oder Benzin- oder Diesel-, und Elektroantrieb. Hier wird die überschüssige Leistung des Verbrennungsmotors in elektrische Energie umgewandelt und gespeichert. Das speist den Elektromotor. Kann die Batterie des Elektromotors auch über das Stromnetz aufgeladen werden, wird von einem Plug-In-Hybrid gesprochen. Sie können Strecken zwischen 30 bis 60 Kilometer rein elektrisch fahren. Der Hybridantrieb ist besonders für Stadtfahrten attraktiv, da dort meist lokal emissionsfrei gefahren werden kann und durch das häufige Beschleunigen und Bremsen mehr Energie zurückgewonnen werden kann. In diesem Umfeld kann der Hybrid mit geringen Schadstoffemissionen und geringem Kraftstoffverbrauch glänzen.

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