Auto & Umwelt

Nach dem Abgasskandal: Welcher Antriebstechnik gehört die Zukunft?

 
 
Autos fahren auf der Straße
 
 
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Inzwischen ist es etwas mehr als ein Jahr her, dass die Manipulationsversuche des VW-Konzerns in den USA aufgedeckt wurden. Der Abgasskandal entwickelte in der Folge rasch globale Ausmaße. Die Liste der Länder, in denen mit illegalen Abschaltvorrichtungen die geforderten Abgasnormen eingehalten werden konnten, wuchs weiter an, ebenso die Liste der involvierten Hersteller. Dass neben den Diesel-Fahrzeugen gleichermaßen auch Benziner derart präpariert wurden, hinterließ bei den Verbrauchern ein Gefühl der Verunsicherung – und die Frage, auf welche Antriebstechnologie man denn nun noch setzen könne.

 
 
 
 
Nicht das Ende
 
 

Der Abgasskandal mag für eine Krise der Automobilbranche gesorgt haben, aber die vielfach beschworenen tiefgreifenden Veränderungen hat es seither dennoch nicht gegeben. Europaweit steigen zwar die Zahlen der neuzugelassenen PKW mit einem Elektroantrieb. Gemessen an der Gesamtzahl der Neuzulassungen ist der Anteil jedoch nach wie vor gering – die liegt, Stand September 2016, bei über 11 Millionen PKW. Demgegenüber stehen etwas mehr als 100.000 Elektroautos und rund 201.000 Hybridautos.

Darüber hinaus ist ein baldiges Ende für die kritisierten Verbrennungsmotoren nicht abzusehen. Im Gegenteil investieren die Automobilhersteller weiterhin in Milliardenhöhe in die Entwicklung neuer Diesel- und Benzinmotoren. Warum auch nicht, wenn namhafte Vertreter wie Matthias Wissmann, Präsident des Verbands der Automobilindustrie e.V. VDA, den Verbrennern auch zukünftig Konkurrenzfähigkeit zugesteht.

Immerhin unter dem Vorzeichen neuer, synthetischer Kraftstoffe, die zu einer besseren Ökobilanz der Fahrzeuge beitragen. Die befinden sich vielfach noch in der Entwicklung, während Diesel und Benzin aktuell vergleichsweise günstig zu bekommen sind. Die Marktfähigkeit der Synthetik-Kraftstoffe muss sich also noch zeigen.

 
 
Benzin an der Zapfsäule tanken

Auch die günstigen Preise für Benzin und Diesel tragen dazu bei, dass die Auswirkungen des Abgasskandals überschaubar bleiben.

 
 

Trotzdem gibt es die Alternativen. Die sogenannten Green Cars zeigen wenigstens in weiten Teilen auf, wie die Zukunft der Automobilität ohne Verbrennungsmotoren aussehen könnte. Dennoch bleibt die Frage, wie zukunftsfähig die Reihe möglicher Antriebstechniken tatsächlich ist.

 
 

Elektroantrieb

 
 

Wie eingangs schon erwähnt, steigt die Zahl der mit einem Elektromotor betriebenen Fahrzeuge in Deutschland beständig an, was in Teilen, aber nicht ausschließlich dem gesteigerten gesellschaftlichen Umweltbewusstsein zuzuschreiben ist. Die Subventionierung der Elektromobilität von Seiten des Bundes hat ebenso ihren Anteil an dieser Entwicklung.

Vorteile

  • Zu den Vorteilen, besonders in städtischen Ballungsgebieten, gehört unbestritten die leise Funktionsweise von Elektromotoren.
  • Anders als die meisten anderen Antriebe stoßen Elektrofahrzeuge während der Fahrt keine Abgase aus.
 
 
Elektroautos werden mit Strom aufgetankt

Immer noch der Inbegriff der umweltschonenden Mobilität – Elektroautos finden immer mehr Absatz.

 
 

Nachteile

  • Augenscheinlichste Nachteile bleiben derzeit noch Energiespeicherung und Reichweite, Elektromobile sind für lange Fahrten kaum geeignet – was jedoch auch der mangelhaften Infrastruktur, sprich fehlenden Ladestationen, geschuldet ist.
  • Hinzu kommen Gewicht, Größe und Preis der benötigten Batterien.
  • Was die vermeintlichen Vorteile für die Umwelt anbelangt – die können eigentlich nur dann geltend gemacht werden, wenn die Energiegewinnung nachweislich und vollständig aus Ökostrom bestritten wird. Ansonsten liegen die CO2-Werte annährend in den Bereichen von Verbrennungsmotoren.
 
 

Hybridantrieb

 
 

Ebenfalls keine neue Idee ist die Kombination aus einem Verbrennungs- und einem Elektromotor. Die sogenannte Hybridtechnologie hat bereits verschiedene Konzepte dieses Antriebs hervorgebracht. Diese unterscheiden sich sowohl in ihrer Funktionsweise – damit ist die Art der Energiegewinnung für den Elektromotor gemeint – als auch in der Art ihres Einsatzes.

In vielen Fällen dient der Elektromotor nämlich lediglich als Unterstützung des Verbrennungsmotors, in anderen Fahrzeugen sind beide gleichberechtigt. Entsprechend unterschiedlich sind daher auch die Leistungen der jeweiligen Elektromotoren. Plug-In-Hybride erlauben bei rein elektrischem Betrieb immerhin zu 50 Kilometer Reichweite, bei den übrigen Hybriden reicht es maximal für zwei Kilometer.

Vorteile

  • Die Sparsamkeit und die guten CO2-Werte sind der größte Vorteil der Hybridantriebe. Allerdings mit Einschränkungen.


Nachteile

  • Denn zum einen bedeutet die Technologie keine Garantie für gute Emissionswerte, was nicht selten mit den Fahrzeugen zusammenhängt, in denen sie verbaut wird. Schwere Automobile sorgen schnell dafür, dass sich die vermeintlichen Einsparungen sehr relativieren.
  • Der Verbrauchsvorteil macht sich hauptsächlich in städtischen Ballungsräumen bezahlt, bei Autobahnfahrten besteht er quasi überhaupt nicht.
 
 

Brennstoffzelle

 
 

Fahren mit Wasserdampf klingt zunächst nach einer alten Dampflok, davon sind Brennstoffzellen jedoch weit entfernt. Sie produzieren durch die Oxidation von Wasserstoff mit Sauerstoff elektrische Energie. Als Nebeneffekt entsteht aus dem Wasserstoff Wasser. Funktionierende Prototypen und marktfähige Fahrzeuge beweisen, dass die Technologie durchaus einsatzfähig wäre.

 
 
Video: Wasserstoff statt Benzin?
 
 
 
 

Vorteile

  • Der Antrieb mit einer Brennstoffzelle ist emissionsfrei, vom entstehenden Wasserdampf abgesehen.

Nachteile

  • Die Produktion der notwendigen Brennstoffzellen ist aus verschiedenen Gründen kritisch zu betrachten: Zum einen ist die Herstellung von Wasserstoff sowohl kosten- als auch energieintensiv. Die Ökobilanz ist zudem abhängig von den Energieträgern, die bei der Produktion verwendet werden. Tatsächlich kommen aktuelle Studien sogar zu dem Schluss, dass batteriebetriebene Elektromobile effizienter sind als Brennstoffzellen.
  • Ebenfalls in Analogie zu den Elektroantrieben gestalten sich die preisliche und die infrastrukturelle Situation. Die Brennstoffzellen selbst sind noch sehr teuer, kaum anders dürfte es sich mit dem notwendigen Tankstellennetz verhalten, das zur Versorgung der entsprechenden Fahrzeuge erst errichtet werden müsste.
 
 

Erdgas

 
 

Mit Erdgas betriebene Fahrzeuge gelten gegenüber Benzinern als die deutlich umweltfreundlichere Antriebsvariante, weil die von ihnen verursachten Emissionen von Stickoxid und CO2 niedriger liegen als bei den herkömmlichen Verbrennern. Mehrere Automobilhersteller sind mit ihren Erdgasmobilen am Markt vertreten, dazu kommt die Förderung von Bundesseite in Form von Steuerbegünstigungen für Erdgas.

Das Ganze ist jedoch mit einem großen „Aber“ behaftet: Das komprimierte Gas, das hauptsächlich aus Methan besteht, ist nun einmal ein fossiler Brennstoff.

Vorteile

  • Ganz eindeutig die Emissionswerte: Hier stehen weniger Stickoxide als bei Dieselmotoren, weniger CO2 als bei Benzinern und praktisch keinerlei Rußpartikel zu Buche.
  • Die Kosten liegen für den Kraftstoff selbst für gewöhnlich unter dem Benzin-Niveau, zudem findet die Technologie Unterstützung von Seiten der Kfz-Versicherer (Boni für umweltfreundliche Fahrzeuge) und selbstverständlich der Erdgaslieferanten (etwa in Form von Tankgutscheinen).
  • Weitere Vorteile sind die geringe Lautstärke und der Aspekt der Klimaschonung – sofern Biogas verwendet wird.

Nachteile

  • Erdgas ist ein fossiler Brennstoff, also hat es ebenfalls die entsprechenden Nachteile. Das heißt, die Vorräte sind begrenzt und es werden – wenn auch auf einem niedrigeren Niveau – Treibhausgase freigesetzt.
  • So günstig der Treibstoff selbst auch sein mag, so hoch sind die Kosten für die Umrüstung eines Gebrauchtfahrzeugs auf den Erdgasantrieb.
  • Wie bei eigentlich allen alternativen Treibstoffen ist auch bei Erdgas die Tankstellensituation ausbaufähig. Die rund 1.000 vorhandenen Erdgastankstellen befinden sich mehrheitlich in den Städten.
 
 

Flüssiggas

 
 

In vielen Bereichen, etwa bei den Schadstoffemissionen und dem relativ niedrigen Preis, ist Flüssiggas (LPG = Liquified Petroleum Gas) dem Erdgas sehr ähnlich. Die Hauptunterschiede bestehen in der Zusammensetzung – Flüssiggas besteht aus Propan und Butan – und der Verbreitung. Die Zahl der in Deutschland zugelassenen Fahrzeuge mit dem entsprechenden Antrieb beläuft sich auf circa eine halbe Million, wovon die meisten umgerüstet sind.

 
 

Video: Dauertest für Autogas-Nachrüstung

 
 
 
 

Das bedeutet, dass diese Automobile normalerweise zusätzlich zu dem vorhandenen Verbrennungsmotor mit einem Flüssiggastank ausgestattet werden. Was übrigens auch für die angebotenen Serienmodelle gilt.


Vorteile

  • Die Schadstoffwerte entsprechen weitestgehend denen von Erdgas, bei den CO2-Emissionen liegt das Flüssiggas jedoch etwas höher.
  • Wer sein Fahrzeug auf einen Flüssiggasantrieb umrüsten möchte, zahlt dafür weniger als für einen Erdgasantrieb.

Nachteile

  • Es ist das Mantra der alternativen Treibstoffe: Das Tankstellennetz ist vorhanden, aber unregelmäßig. Erschwerend kommt hinzu, dass Flüssiggas vielfach nur von Gashändlern und Autohäusern angeboten wird. Tanken rund um die Uhr ist in solchen Fällen schwerlich möglich.
  • Der wohl entscheidende Nachteil, wenn es um das Thema Umweltverträglichkeit geht – als fossiler Brennstoff ist Flüssiggas eine begrenzte Ressource, die Verbrennung grundsätzlich mit Treibhausgasen verbunden.
 
 
Raps als Kraftstoffgrundlage - Biokraftstoff

Raps als Kraftstoff-Grundlage: Die Umweltverträglichkeit von Biokraftstoffen ist dennoch eine kontroverse Angelegenheit.

 
 

Biodiesel, Pflanzenöl und E10

 
 

Eine wirklich umweltschonende Alternative zu den verbreiteten fossilen Kraftstoffen sollten die verschiedenen Biokraftstoffe werden. Hinter der Einführung von Biodiesel und E10 stehen grundsätzlich zwei Überlegungen:

  • Der Umstieg auf Kraftstoffe aus nachwachsenden Energieträgern löst das Problem der begrenzten Verfügbarkeit ihrer fossilen Pendants. Gleichzeitig bedeutet die Verbrennung von Pflanzenbestandteilen theoretisch, dass dabei nur so viel CO2 freigesetzt wird, wie diese Pflanzen zuvor aufgenommen haben. Das ist dasselbe Prinzip, mit dem unter anderem auch Holzöfen beworben werden.
  • Da die notwendigen Ressourcen für die Biokraftstoff-Produktion von heimischen Anbauflächen stammen, kann die (europaweite) Abhängigkeit von Kraftstoffimporten aus dem Ausland aufgebrochen werden.


Das sind gleichzeitig die relevantesten Vorteile. Dagegen stehen jedoch ganz erhebliche Nachteile:

  • Insbesondere für Biodiesel wird Palmöl verwendet. Das ist insofern als äußerst kritisch zu betrachten, weil im Zuge der steigenden Nachfrage in zunehmendem Maße tropische Wälder gerodet werden. Die entstehenden Palmölplantagen verdrängen somit nicht nur die Flora, sondern gleichzeitig die Tierwelt. Unter Umweltschutzgesichtspunkten ist das kaum zu vertreten.
  • Ein ganz ähnliches Bild zeichnet sich bei den Rohstoffen ab, die für die Herstellung des ethanol-basierten E10-Kraftstoffs verwendet werden: Auch hier wären mehr Anbauflächen notwendig, um eine flächendeckende Versorgung zu gewährleisten, Eingriffe in bestehende Ökosysteme sind unter diesen Voraussetzungen kaum zu verhindern. Für die Ökobilanz der Agrokraftstoffe ist das mehr als schädlich. Hinzu kommt die Konkurrenzsituation mit der Nahrungsmittelproduktion, was der Diskussion um diese Kraftstoffe eine weitere ethisch-moralische Dimension hinzufügt.
 
 

Designerkraftstoffe

 
 

Wenn die bisherigen Ausführungen eines gezeigt haben, dann dass die derzeit zur Verfügung stehenden Kraftstoffe hinsichtlich ihrer Umweltverträglichkeit alle mindestens mit Einschränkungen zu genießen sind. Wünschenswert wäre daher eine Alternative, die eine vergleichbare Energieleistung wie herkömmliche Kraftstoffe erbringen kann, ohne deren ökologische Nachteile zu besitzen.

 
 
Video: Entwicklung biobasierter Kraftstoffe
 
 
 
 

Als mögliche Lösung wurde unter anderem das Biomass-to-Liquid-Verfahren gehandelt. Hierbei wird aus verflüssigter Biomasse ein synthetisches Gas gewonnen, das wiederum zu flüssigen Kraftstoffen zusammengefügt werden kann. Doch selbst hier müssen Einschränkungen gemacht werden, sowohl hinsichtlich der Möglichkeiten der massenhaften Produktion als auch bei der tatsächlichen Ökobilanz.

Vorteile

  • Grundsätzlich kann jede Form von Biomasse für die Produktion genutzt werden, von Holz über anspruchslose und sonst kaum verwendbare Pflanzen bis zu Reststoffen wie Stroh oder Laub.
  • Da anders als bei den Biokraftstoffen die ganze Pflanze verwendet wird, ist die Ökobilanz entsprechend besser. Sie wird höchstens durch die Produktionskette beeinflusst.


Nachteile

  • Die Ökobilanz von Biomassekraftstoffen steht und fällt außerdem mit den genutzten Pflanzen, die Rechnung ist dabei denkbar einfach: Reststoffe und/oder Altholz sind gut, frisch abgeholzte Bäume hingegen eigentlich ein Tabu.
  • Fraglich bleibt auch, woher die notwendigen Mengen an Biomasse bezogen werden sollen, wie der Transport bewerkstelligt werden soll und welche Anlagen für die Produktion am besten geeignet sind. Diese ungelösten Fragen sind letztlich so weitreichend, dass Biomass-to-Liquid trotz des vorhandenen Potenzials wohl niemals zu einer marktfähigen Technologie werden wird.
 
 

Das Fazit muss umweltbewussten Autofahrern letztlich ernüchternd erscheinen. Die Auswahl unterschiedlicher Antriebstechnologien ist zwar durchaus gegeben. Wirklich ohne Einschränkung überzeugen kann beim derzeitigen Stand aber keine. Es gilt daher für jeden Einzelnen abzuwägen, wie sich der Wunsch nach umweltschonender Mobilität mit der jeweiligen Lebenssituation vereinbaren lässt. Abgesehen davon gibt es mit dem Car Sharing eine immer weiter verbreitete Form der Mobilität, die den Einsatz des Autos zumindest auf die wirklich notwendigen Gelegenheiten beschränkt. Andere Lösungen werden hingegen wohl erst in der Zukunft zur Verfügung stehen.