Motoren von Morgen

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— 11.10.2002

Der Antrieb für die Zukunft

Benzin aus Mais. Abgase aus Wasser. Luft als Kraftstoff. Klingt wie ein Märchen, ist aber in nicht allzu ferner Zukunft realisierbar.

"Pack die Biomasse in den Tank!"

"Pack den Tiger in den Tank!" Ach ja, die gute alte Erdölzeit. Wie lange sie noch währt, ist ungewiss. 40, 60 oder doch mehr Jahre? Keiner weiß es. Fakt ist: Die fossilen Brennstoffe – und damit unsere Spritversorgung – gehen zur Neige. "Pack die Biomasse in den Tank!", klingt nicht eben geschmeidig. Aber Esso wird umdenken müssen. Alle denken um. DaimlerChrysler und VW basteln an einem Energie-Brikett aus Holz, Schilf oder Mais, das sich zu Methanol bzw. Diesel verarbeiten lässt. Nachwachsendem Kraftstoff gehört die Zukunft.

Auch der Brennstoffzelle gehört die Zukunft, da sind sich fast alle einig. Nur ihr Sprit – Wasserstoff – bereitet Kopfzerbrechen. Denn der Energieaufwand für die Herstellung von Wasserstoff ist immens. Er muss unter Einsatz von Strom aus Wasser gewonnen werden. Zum heilbringenden Öko-Energieträger taugt Wasserstoff nur, wenn dieser Strom mit Wind, Wasser oder Sonne hergestellt wird.

Und: Um auf eine akzeptable Energiedichte zu kommen, muss Wasserstoffgas verflüssigt, also auf unter minus 253 Grad Celsius abgekühlt, oder extrem komprimiert werden. Die Reise in eine saubere Zukunft ist voller Holzwege und Sackgassen. Nach GM und Honda stellte kürzlich auch Ford den Bau von Elektroautos ein. Noch 1999 war mit viel Getöse das E-Mobil "Think" präsentiert worden. Nun will sich Ford der Brennstoffzelle widmen.

Benziner/Diesel und Hybrid

Benziner/Diesel Er ist ausgereift, sparsam und die Spritversorgung optimal. Am konventionellen Verbrennungsmotor führt mittelfristig kein Weg vorbei. Zumal sein Entwicklungspotenzial längst nicht ausgeschöpft ist. Autoindustrie und Forschungsinstitute arbeiten intensiv an der "idealen Verbrennung" ohne Schadstoffe. Verbrauchsreduzierungen von 40 Prozent halten Experten bei Benziner und Diesel für möglich. Doch das Verfeuern fossiler Brennstoffe hat einen Haken. Die weltweiten Erdölreserven reichen unter Beibehaltung der derzeitigen Fördertätigkeit nur noch rund 40 bis 60 Jahre. Bis dahin gilt: Otto – find ich gut.

Hybrid Bei diesem Konzept, das Toyota im Prius seit 1997 anbietet, ergänzen sich Verbrennungs- und Elektromotor intelligent. Ein Computer schaltet automatisch in die ideale Betriebsart. Im Stadtverkehr rollt der Prius meist elektrisch; wird Leistung gefordert, arbeitet der 58-PS-Benzinmotor. Der entscheidende Vorteil des Prius gegenüber herkömmlichen Elektroautos: Er muss nie extern aufgeladen werden. Das übernimmt der Benzinmotor über einen speziellen, im Antriebsstrang integrierten Generator. Clou: Jeder Bremsvorgang, jeder Leistungsüberschuss wird in Strom umgesetzt und der Batterie zugeführt. Langfristig ist der Hybride aber keine Lösung. Denn auch er frisst den fossilen Energieträger Erdöl.

Elektro und Erdgas

Elektro Wer Elektroauto sagt, hat spontan Negatives im Sinn: wenig Leistung, schwere Batterien, geringe Reichweite. Dazu die Angst, im unpassendsten Moment für Stunden zum Tanken an die Steckdose zu müssen. E-Mobile gibt es seit über 100 Jahren. Ihre prinzipbedingten Nachteile konnten – trotz modernster Akkutechnik und ausgefeilter Elektronik – allenfalls entschärft werden. Beispiel: Der 120 km/h schnelle Nissan Altra EV mit 62-kW-Synchronmotor kommt gerade 190 Kilometer weit. Danach muss er fünf Stunden ans Netz. Elektrofahrzeuge sind überall dort angesagt, wo keine Emissionen erwünscht sind. Eine weiße Öko-Weste gibt es aber nur, wenn der eingespeiste Strom mit Wind-, Wasser- oder Sonnenkraft statt mit fossilen Energieträgern erzeugt wird.

Erdgas Bis das nicht fossile Energiezeitalter kommt und den erneuerbaren Energien wie Biomasse, Solar- und Windenergie der Durchbruch gelingt, werden noch Jahrzehnte vergehen. Erdgas könnte ein wichtiges Bindeglied zur Zukunft werden. Denn: "Global kann Erdgas sogar einen wachsenden Bedarf für mehrere Generationen decken", so die Bundesanstalt für Geowissenschaften. Zudem ist der Energieträger sauber: Erdgasautos erreichen die niedrigsten Schadstoffwerte unter allen Verbrennungsmotoren. In Deutschland locken Energieversorger Gas-Neulinge mit attraktiven Zugaben, zum Beispiel Tankgutscheinen. Probleme: dünnes Tankstellennetz, sperrige Tanks, teilweise unausgereifte Technik.

Pressluft und Ethanol

Pressluft Seit Jahren tüfteln sie. Melden Patente an. Träumen von Großserien. 2003 soll es so weit sein. In Frankreich startet die Produktion des ersten luftbetriebenen Autos. Sein Zweizylinder funktioniert im Grunde wie ein Verbrennungsmotor. Nur dass statt einer Verbrennung verdichtete, auf minus 25 Grad gekühlte Luft mit der warmen Umgebungsluft reagiert. Als Speicher dienen 300-Bar-Presslufttanks, die mittels eingebauten Kompressors befüllt werden. Die Stromkosten hierfür sollen bei 1,30 Euro liegen. Das Auto selbst gibt es ab 12.500 Euro. Prognose: könnte ein interessantes Nischengefährt werden.

Ethanol wird aus Biomasse (Holzabfälle, Zuckerrohr) gewonnen. Dank hohem Wirkungsgrad und niedriger Emissionswerte eignet es sich sehr gut als Kraftstoff. Brasilien setzt seit der Ölkrise 1973 voll auf diese regenerative Energie. In Saarlouis baut Ford ein Methanolauto für den schwedischen Markt: Der Focus FFV tankt Sprit namens "E 85" – ein Mix aus 85 Prozent Ethanol und 15 Prozent Benzin.

Brennstoffzelle und Wasserstoff

Brennstoffzelle Traumhafter Wirkunsgrad, null Abgase, quasi unbegrenzte Energievorräte: Allenthalben wird die Brennstoffzelle als Antrieb der Zukunft gefeiert. Ihr Prinzip ist genial: Wasserstoff wird mit Sauerstoff oxidiert, dabei entsteht Strom und – als Abfallprodukt – Wasser. Im Gegensatz zur Batterie kann die Brennstoffzelle also kontinuierlich chemische Energie in elektrischen Strom umwandeln. Dieser wird einem Elektromotor zugeführt, der das Auto antreibt.

Mit Hochdruck arbeiten Global Player wie DaimlerChrysler, GM, Ford und Toyota an serienreifen Modellen. Doch viele Probleme sind ungelöst. Vor allem der Wasserstoff als Energieträger bereitet Kopfzerbrechen. Sollten alle 50 Millionen Autos in Deutschland mit Wasserstoff fahren, müssten 200 Milliarden Mark in den Aufbau des Tankstellennetzes fließen, schätzt Aral. Und: Solange Wasserstoff aus fossilen Energieträgern (Erdöl, Erdgas) gewonnen wird und viel teurer ist als Sprit, nützt das weder Umwelt noch Autofahrern. Ihr Potenzial kann die Brennstoffzelle erst entfalten, wenn Wasserstoff irgendwann effektiv mittels Wind- oder Solarenergie produziert wird.

Wasserstoff Der (Wasser-)Stoff, aus dem die Träume sind: Wie die Konkurrenz setzt auch der BMW-Konzern auf den umweltfreundlichen Energieträger. Allerdings nicht, um eine Brennstoffzelle anzutreiben, sondern einen Verbrennungsmotor. Im Wirkunsgrad ist dieses Konzept der Brennstoffzelle klar unterlegen. Dafür handelt es sich beim Wasserstoff-Mini und der seriennahen Studie 745h um bivalente Fahrzeuge. Heißt: Sie lassen sich auf Benzinbetrieb umschalten, wenn gerade keine Wasserstoff-Tanke in der Nähe ist. Diese Möglichkeit soll dem Kraftstoff der Zukunft zum Durchbruch verhelfen.

Flüssiggas und Pflanzenöl

Flüssiggas ist nicht zu verwechseln mit Erdgas. Denn Flüssiggas (genannt auch Autogas bzw. LPG für Liquified Petrol Gas) entsteht bei der Benzinherstellung. Als Rohölprodukt ist es an die Erdölvorräte gebunden. Während die Tanks von Erdgasautos unter 200 Bar Druck stehen, verflüssigt sich LPG schon bei sechs bis acht Bar. In ganz Europa fahren ca. 2,8 Millionen Autos mit Flüssiggas. Die Nachrüstung kostet ab etwa 2000 Euro. Vorteile von LPG: geringe Emissionen, Kosten pro Liter nur rund 50 Cent. Nachteile: weniger Leistung, mehr Verbrauch, dünnes Tankstellennetz in Deutschland.

Pflanzenöl Was AUTO BILD-Autor Wolfgang Blaube als feucht-fröhliches Experiment zelebrierte, erforschte der bayerische Motorenbauer Ludwig Elsbett viele Jahre zuvor: Fahren mit Pflanzenöl. Ende der 70er präsentierte der Pionier seinen ersten funktionsfähigen Pflanzenölmotor. Wohlgemerkt: für naturbelassenen Pflanzensaft, nicht für chemisch modifizierten Biodiesel. Seitdem wurde der Elsbett-Motor kontinuierlich weiterentwickelt. Unter Öko-Aspekten macht das Tanken von Pflanzenöl Sinn, da wenig Ruß entsteht und nur so viel CO2, wie die Rapspflanze im Laufe ihres Lebens aufgenommen hat. Für Vielfahrer und Fuhrparks kann eine Umrüstung (ab ca. 2500 Euro) lohnen. Zurzeit arbeitet das Unternehmen an "selbst montierbaren" Umrüstsätzen für Lkw-Diesel.

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