Neue Antriebe

Nichts Elektro: Was in Zukunft unsere Motoren antreiben wird

Im Norden von München arbeitet BMW derzeit an seiner Zukunft. Im Forschungs- und Innovationszentrum des bayrischen Autobauers sind 26.000 Mitarbeiter mit den Möglichkeiten der Zukunft beschäftigt. Bis 2050 sollen es noch 15.000 mehr werden. Damit will BMW die aktuellen Entwicklungen stemmen, die alle Autobauer weltweit erleben. Neue Geschäftsmodelle, wie zum Beispiel das Carsharing oder alternative Antriebe beschäftigen Forscher und Ingenieure weltweit. Bei Letzterem erhält der Elektromotor die größte Aufmerksamkeit, obwohl einige Experten ihm die Massentauglichkeit nicht zutrauen. Weniger Reichweite, lange Ladezeiten und eine geringe Infrastruktur sind große Nachteile gegenüber dem herkömmlichen Ottomotor. Vor allem auf Mittel- und Langstrecken.
Aber gibt es überhaupt Alternativen, oder können wir nur darauf hoffen, dass in Forschungszentren, wie dem von BMW, einen Durchbruch in der Elektrotechnik erreicht wird?

Wasserstoff

Anstatt den Motor zu wechseln, versuchen viele Autobauer den Treibstoff des Verbrennungsmotors umweltfreundlicher zu machen. Dabei gab es schon viele Versuche in allen Bereichen und einer davon war der Wasserstoffmotor. Wer dabei an den brennenden Wasserstoff der Hindenburg 1937 denkt, irrt gewaltig. Experten halten Wasserstoff für nicht gefährlicher als Benzin. Zusammen mit dem TÜV Süddeutschland hat BMW alles Erdenkliche versucht; blockierenden Sicherheitsventile, Flammenwände und Crashtests. Aber der Wasserstofftank konnte nicht zur Explosion gebracht werden. 

Wie sieht es mit der Alltagstauglichkeit aus? 

Bereits bei der Expo2000 hat BMW mit 15 Fahrzeugen bewiesen, dass man mehr als 100.000 Kilometer zurücklegen kann ohne einen einzigen Tropfen Diesel oder Benzin zu verbrauchen - nur mit Wasserstoff.
Seitdem hat sich die Technologie weiter verbessert und wäre, Stand jetzt, bereit in Serie zu gehen. Doch wieso halten wir an dem umweltschädlichen Benziner fest, wenn es anscheinend eine bessere Alternative gibt?
Dafür gibt es zwei Gründe: Erstens gibt es kaum Tankstellen für Wasserstoffautos, was potentielle Käufer abschreckt, und zweitens ist Wasserstoff im Moment extrem teuer und umweltschädlich in der Produktion. Zweiteres könnte durch die Energiewende zu lösen sein. Denn oft müssen Solar- oder Windanlagen abgeschaltet werden, da sie zuviel Strom produzieren und die Stabilität des Stromnetzes gefährden. Würde man diesen Verlust in die Gewinnung von Sauerstoff investieren, könnte man den Treibstoff sauber, umweltfreundlich und fast kostenfrei herstellen, auch Power-to-X genannt. Würde das umgesetzt werden, wäre Wasserstoff der mit Abstand billigste und sauberste Treibstoff - das würde wiederum Käufer anziehen. Mehr Wasserstoffautos bedeutet mehr Tankstellen und das erste Problem würde sich von alleine klären. 

Lösen sich beide Probleme, hat der Wasserstoffantrieb eine hohe Chance eine ernstzunehmende Alternative zu dem Otto- und Elektromotor zu sein. 

Erdgas

Anders als Wasserstoff hat sich Erdgas als Treibstoff schon mehr etabliert. Vor 3 Jahren konnten 100.000 Erdgasautos an circa 900 Tankstellen ihren Treibstofftank auffüllen. Eine Infrastruktur ist also schon vorhanden - das Erdgas kann schon jetzt über ganz Deutschland verteilt und gespeichert werden. Das spart Zeit und Geld, denn eine neue Infrastruktur aufzubauen ist aufwendig.
Ein weiterer großer Vorteil des Erdgases, chemisch als Methan bezeichnet, ist die klimaneutrale Herstellung. Man stellt im ersten Schritt, wie oben bereits erwähnt, aus überschüssiger Wind- und Solarenergie Wasserstoff her, welches dann zu Methan reagiert. Dabei wird das Treibhausgas CO2 verbraucht. Verbrennt man das Erdgas in einem Motor, um sein Auto anzutreiben, dann wird nur soviel CO2 ausgestoßen, wie auch in der Herstellung benötigt wurde.
Ein letzter, und für viele Autofahrer nicht zu vernachlässigender, Punkt ist, dass Bio-Erdgas in der Herstellung, wie im Verkauf, wesentlich billiger ist, als Benzin oder Diesel und der Motor leicht umgerüstet werden kann. Man müsste also kein komplett neues Fahrzeug anschaffen und könnte zu einem Bruchteil der, immer weiter steigenden, Kosten tanken. Ein Punkt der überzeugt und viele Kunden zu einem Umschwung zu Erdgas bewegen könnte. 

Zudem könnte das gelagerte Methan neben dem Antreiben von Autos auch Häuser beheizen und für das Kochen auf Gasherden verwendet werden. Ein multifunktionaler Kraftstoff also. 

Es scheint, als ob Erdgas die Voraussetzungen besitzt, Diesel und Benzin den Kampf anzusagen.

Etwas Anderes glaubt man in der Schweiz. 

Den Otto-Motor verbessern

“Batterien, Wasserstoff – alles Quatsch. Den perfekten Energiespeicher hat die Natur selbst entwickelt: Erdöl und Erdgas, also Kohlenwasserstoffe”, sagt Lino Guzzella von der ETH Zürich. Er verfechtet die Idee, dass man den herkömmlichen Verbrennungsmotor mit Diesel und Benzin nur verbessern müsse, damit er sparsamer und effizienter wird. Als Hybrid in Kombination mit einem Elektromotor und durch Minimierung des Hubraums soll der Verbrauch in der Stadt um 50 Prozent reduziert werden. Nur noch 4,2 Liter, statt 8 Liter, soll ein 2009er VW Polo verbrauchen, wenn man mit ihm im urbanen Raum unterwegs ist. Und das ist laut Guzzella noch nicht das Ende: "Auch in 50 Jahren werden wir noch mit Benzin fahren – allerdings werden unsere Autos nur noch zwei bis drei Liter verbrauchen, und wir stellen unseren Sprit mit Solarenergie selbst her. Aus dem CO2 der Atmosphäre und Wasser. Dann haben wir den CO2-neutralen Benzinmotor – perfekt."

Welcher Kraftstoff sich im Endeffekt durchsetzen wird, kommt auf die Masse der Autofahrer an. Denn damit sich eine ausreichende Infrastruktur bildet und die Preise für Fahrzeuge und Kraftstoff erschwinglich werden, braucht es eine hohe Nachfrage. Laut den Neuzulassungen von 2007 bis 2016 ist der Hybridmotor bis jetzt der Anführer unter den Alternativen Antrieben, aber mit 2016 knapp 50.000 Neuzulassungen noch weit hinter den über 3 Millionen Neuzulassungen von Diesel und Benzinern. 

Die Forscher und Ingenieure in den Forschungszentren weltweit haben also noch eine enorme Aufgabe vor sich, um diesen Wandel zu beschleunigen - damit wir zukünftig emissionslos von A nach B kommen.