Gesundheit : Umwelt und Energie: An Ideen und Konzepten mangelt es nicht

Ingo von Dahlern

Ausgedient hat er noch lange nicht - der Verbrennungsmotor in unseren Autos. So, wie er vor allem im letzten Jahrzehnt erst als Diesel- und dann auch als Ottomotor in einem Umfang verbessert wurde, den selbst Optimisten nicht für möglich gehalten hatten, wird er, leiser, sparsamer und emissionsärmer als je zuvor, auf absehbare Zeit sicher den Löwenanteil aller Fahrzeugaggregate stellen. Doch er wird Konkurrenz bekommen, Konkurrenz vom Elektromotor, mit dem er vor einem gutem Jahrhundert schon einmal im Zweikampf stand. Den allerdings gewann der Verbrennungsmotor. Denn die gewichtige Batterietechnik in jenen Jahren schränkte Leistungsangebot und Reichweite von Elektroautos so ein, dass sie nur in einer schmalen Nische überlebten.

Doch inzwischen haben sich die Chancen des Elektroautos dramatisch verbessert. Zum einen, weil es bei der Batterieentwicklung gerade in den letzten Jahren gewaltige Fortschritte gegeben hat - etwa durch die hohe Leistungs- und Energiedichte der Lithium-Ionen-Batterie. Sie erlaubt nicht nur bis vor wenigen Jahren kaum für möglich gehaltene Standby-Zeiten bei Mobiltelefonen, sondern lässt Forschungsautos wie den Ford e-Ka binnen 12,7 Sekunden Tempo 100 und maximal 130 km/h erreichen und bietet eine Reichweite von 200 Kilometern.

Doch der entscheidende Impuls für das Elektroauto kommt aus einer ganz anderen Ecke. Denn 1994 überraschte Daimler-Benz die Welt mit seinem Forschungsfahrzeug "neCar" (New Electric Car). Sein Elektromotor erhielt seine Antriebsenergie nicht mehr von einer Batterie, sondern von einer Brennstoffzelle. Schon 1839 nämlich hatte der britische Naturforscher William Grove entdeckt, dass sich in einer sogenannten "Gasbatterie" durch die Vereinigung von Wasserstoff und Sauerstoff ohne Verbrennung direkt elektrischer Strom produzieren lässt.

Technische Bedeutung gewann die "kalte" Verbrennung von Wasserstoff und Sauerstoff, bei der als Reaktionsprodukt neben dem Strom nichts weiter als reines Wasser entsteht, erst ein gutes Jahrhundert später, als "Brennstoffzellen" in U-Booten zur Stromversorgung eingesetzt wurden. Vom Militär machte diese Technik dann den Sprung zur Raumfahrt und von da 1994 schließlich zur Automobiltechnik.

Hier machte die Brennstoffzelle eine verblüffend schnelle Karriere. Denn in nur sechs Jahren gelang es, den Energiespender, der im ersten Forschungsfahrzeug noch einen kompletten Transporter-Laderaum füllte, so weit zu verkleinern - konkret um 96 Prozent sowohl beim Gewicht als auch beim Volumen - dass er in einem A-Klasse-Modell nicht mehr Platz braucht als ein normaler Verbrennungsmotor. So konnte Daimler-Chrysler bereits vor einem Jahr mit dem Necar 5 sein erstes einsatzbereites Brennstoffzellen-Elektroauto präsentieren.

Und auch Opel mit dem Zafira HydroGen1 - der bei den Olympischen Spielen in Sydney das Marathon-Feld anführte - sowie Ford mit dem Focus FCV haben inzwischen einsatzfähige Brennstoffzellenautos auf die Räder gestellt, die sich kürzlich beim 18. International Electric Vehicle Symposium (EVS 18) in Berlin in einer eindrucksvollen Ausstellung präsentierten.

Dennoch wird man noch ein wenig Geduld haben müssen, bis man als ganz normaler Autofahrer ein Brennstoffzellenauto lenken kann. Die Brennstoffzellen, in denen an Bord Strom erzeugt wird, sind noch sehr teuer und damit noch nicht reif für die große Serie. Nach der "Technologie-Phase" mit geradezu spektakulären Fortschritten hat jetzt die klassische "Ingenieur-Phase" begonnen. Das bedeutet intensive Kleinarbeit, die sehr viel stiller vor sich geht, aber nicht zu dem Trugschluss verleiten darf, das Brennstoffzellenauto habe plötzlich unerwartete Probleme. Das Gegenteil ist richtig - es ist in seine Realisierungsphase eingetreten. Der Zeitrahmen: um 2010 beginnt der Verkauf serienreifer Fahrzeuge. Allerdings wird nach den Plänen von Ford und DaimlerChrysler bereits 2004 eine limitierte Zahl von Brennstoffzellenautos an ausgewählte Flottenkunden geliefert. Von 2007 an gibt es Fahrzeuge mit einer neuen Generation von Brennstoffzellen. Als Nutzfahrzeug ist der erste Brennstoffzellen-Sprinter von DaimlerChrysler beim Hermes-Versand bereits in einem zweijährigen Praxistest. 2003 werden 30 Stadtbusse an zehn europäische Städte ausgeliefert - nebenbei: in wenigen Wochen soll ein MAN-Bus mit Brennstoffzelle zwischen dem Flughafen Tegel und dem Bahnhof Zoo fahren.

Doch die Fahrzeuge sind bei der Einführung der Brennstoffzelle nur eine Seite der Medaille. Ebenso wichtig ist es, die nötige Infrastruktur für die Energieversorgung aufzubauen. Denn mit der Brennstoffzelle vollzieht sich ein revolutionärer Wandel: An die Stelle von fossilen Kraftstoffen tritt Wasserstoff. Das Brennstoffzellenauto ist also mehr als ein Auto mit einem anderen Antrieb - es ist ein entscheidender Schritt hin zur Wasserstoffwirtschaft.

Wasserstoff meist noch aus Erdgas

Bis jetzt jedoch wird jener Wasserstoff, den wir in Brennstoffzellenautos oder auch in den BMW, die Wasserstoff in klassischen Motoren verbrennen, aus Erdgas hergestellt - aus einem Kohlenstoff-haltigen, fossilen Energieträger. Doch um seine Vorteile als sauberster Kraftstoff auszuspielen, muss es gelingen, den Wasserstoff ohne Schadstoff-Emissionen direkt aus Sonnenlicht oder anderen regenerativen Energien zu erzeugen. Von dieser nachhaltigen Wasserstofferzeugung sind wir derzeit noch weit entfernt.

Ein wenig weiter sind wir inzwischen bei der Verteilung. So wächst derzeit die Zahl der Tankstellen für flüssigen Wasserstoff, deren weltweit erste bereits 1999 auf dem Münchener Flughafen in Betrieb genommen wurde. Doch müssen Brennstoffzellenautos ja nicht unbedingt mit Wasserstoff betankt werden. Als Alternative bietet sich Methanol an - unter Nutzung der heutigen Tankstellennetze. Mit Hilfe eines Reformers wird daraus an Bord der benötigte Wasserstoff abgespalten. Fords japanischer Partner Mazda arbeitet zudem an Brennstoffzellen, die ohne Umweg über den Reformer direkt mit Methanol betrieben werden können.

Trotz der Fortschritte bei der Entwicklung von Brennstoffzellenautos sind auch die reinen Elektrofahrzeuge noch nicht völlig abgeschrieben. Denn als kompaktes Stadtauto, wie es Ford zum Beispiel mit dem kleinen Th!nk anbietet, oder als Lieferwagen für tägliche Touren mit begrenztem Umfang haben auch solche Autos mit den sehr preiswerten Bleiakkus eine Chance. Doch sie bleiben nach Expertenansicht ein Nischenprodukt, wie auch die zahlreichen Elektroleichtfahrzeuge.

Eine sehr respektable Rolle spielen im Gegensatz dazu wohl schon bald Hybridfahrzeuge: Autos, bei denen in unterschiedlicher Form relativ kleine Verbrennungsmotoren mit Elektromotoren kombiniert sind. Als preiswertes Serienfahrzeug bereits auf dem Markt, in Japan sehr erfolgreich und auch in Europa beachtet, ist zum Beispiel der Toyota Prius. Diese Autos locken mit extrem niedrigem Verbrauch und trotzdem flotten Fahrleistungen. Ihr Geheimnis ist ein raffiniertes Energiemanagement, bei dem sich mit Hilfe der Start-Stop-Technik, der Nutzung der Bremsenergie und des geschickten Zusammenwirkens von E-Motor und Verbrennungsmotor bis zu 20 Prozent Kraftstoff sparen lassen - zusätzlich zu den Einsparungen durch die Weiterentwicklung der Verbrennungsmotorentechnik.

Hybridantrieb ist noch sparsamer

Ein Beispiel für diese Technik ist der kleine Smart hyper, der als direkt einspritzender Diesel mit Hybridantrieb rund 13 Prozent sparsamer als der Diesel ist. Dank der zwei Motoren sprintet er in 17,8 Sekunden auf Tempo 100 - rund zwei Sekunden flotter als der reine Diesel und dazu erheblich komfortabler beim Schalten. Denn der Elektromotor gleicht geschickt die Kraftflussunterbrechungen bei den Gangwechseln des automatisierten Schaltgetriebes aus.

Fazit der Berliner Tagung: ungeachtet der noch zu lösenden Probleme stehen die Chancen für das Elektroauto so gut wie nie zuvor, wobei langfristig dem Auto mit Brennstoffzelle die größte Bedeutung zukommt. Das gilt nicht nur für Pkw, sondern auch für Omnibusse und sogar für Schienenbusse, die dann mit und ohne Stromleitung vorankommen.

So werden in Zukunft immer mehr Autos elektrisch fahren, auch wenn der Verbrennungsmotor noch längst nicht ausgedient hat. Ihm steht mit der Ausrichtung auf Erdgas sogar noch eine weitere, besonders saubere Entwicklung bevor.

0 Kommentare

Neuester Kommentar