Zeitung Heute : Batterie oder Tank?

Die TU-Wissenschaftler Dietmar Göhlich und Roland Baar streiten über die bessere Antriebstechnologie für die Zukunft.

Energiequellen. Stecker oder Zapfpistole – auch in Zukunft muss jedes Fahrzeug immer wieder neue Energie aufnehmen, um fahren zu können. Foto: TU Pressestelle/Dahl
Energiequellen. Stecker oder Zapfpistole – auch in Zukunft muss jedes Fahrzeug immer wieder neue Energie aufnehmen, um fahren zu...

Herr Baar, in Zeiten, in denen viel darüber gesprochen wird, dass der Elektromobilität die Zukunft gehört, vertreten Sie eine konträre Meinung. Sie setzen auf den Verbrennungsmotor. Weshalb?

BAAR: Beim Antrieb von Fahrzeugen geht es, ganz nüchtern betrachtet, um Energiewandlung. Die Kernfrage eines jeden Antriebssystems ist die Frage nach der Energiequelle, der Speicherung der Energie und ihrer Umwandlung in Bewegung. Und bezüglich Speicherung und Umwandlung von flüssigen Kraftstoffen in Bewegung – da ist die Technik des Verbrennungsmotors unschlagbar. Der Tank wird gegenüber der Batterie hinsichtlich Speicherkapazität, „Ladezeit“, Gewicht und Kosten immer im Vorteil sein.

Herr Göhlich, Sie koordinieren das Forschungsnetzwerk Elektromobilität an der TU Berlin. Sie müssen Ihrem Kollegen doch widersprechen.

GÖHLICH: Vollkommen widersprechen kann ich ihm nicht. Auf dem Weg zur Elektrifizierung des Fahrzeugs und des Verkehrs gibt es viele Möglichkeiten. Das ist ein bisschen wie bei einem Stellschieber: Die Einstiegsvariante ist das Hybridfahrzeug, bei dem der klassische Verbrennungsmotor durch einen Elektromotor unterstützt wird. Die Maximalvariante ist das rein batterieelektrische Fahrzeug, bei dem die Batterie ausschließlich am Stromnetz aufgeladen wird. Dazwischen stehen Plug-In-Hybridfahrzeuge und Elektrofahrzeuge mit Reichweitenverlängerung, die sogenannten Range Extender. Bei diesen Fahrzeugen werden speziell ausgelegte Verbrennungsmotoren und Elektromotor kombiniert. Die Elektrifizierung des Verkehrs wird also nicht nur vom rein batterieelektrischen Fahrzeug getragen, und wie die Aufzählung deutlich macht, steht das kurzfristige Aus des Verbrennungsmotors nicht zur Debatte.

Das wird in der Öffentlichkeit aber anders wahrgenommen. Da steht Elektromobilität für das Ende der Ära des Verbrennungsmotors.

GÖHLICH: Leider wird in den Medien die Vielfalt der Elektromobilität sehr oft auf das batterieelektrische Elektroauto reduziert.

BAAR: Wir Wissenschaftler sind uns ziemlich einig, Elektromobilität ist nicht das Ende des Verbrennungsmotors. Erst kürzlich – im Zusammenhang mit meiner Berufung an das Fachgebiet Verbrennungskraftmaschinen – habe ich mich fragen lassen müssen, weshalb ich mich noch mit einer Auslauftechnik beschäftige. Die öffentliche Meinung wird schon von der Vorstellung bestimmt, dass Elektromobilität an das rein batterieelektrische Fahrzeug geknüpft ist und die Zukunft des Individualverkehrs von ihm bestimmt wird. Es ist unsere Aufgabe, als unabhängige Forschungseinrichtung frei von politischen und wirtschaftlichen Interessen zu erforschen, wie die Zukunft aussehen kann. Sie wird anders sein, als viele Menschen heute denken.

Herr Göhlich, warum forschen Sie für die Elektromobilität?

GÖHLICH: Wir brauchen eine Alternative zum Erdöl und müssen Kohlendioxidemissionen reduzieren. Darüber hinaus hat das Elektroauto noch den großen Vorteil, dass es leise ist. Lärm ist in Großstädten und Ballungsgebieten, wo der Verkehr besonders dicht ist, ein wichtiges Thema. Wir wissen doch alle, wer die Möglichkeit hat, zieht in eine ruhige Seitenstraße.

Herr Baar, Sie sagen, das Bild des sparsamen und umweltschonenden Elektrofahrzeugs sei nicht korrekt und man könne die Gefahr nicht ignorieren, die vom Elektromotor ausginge. Welche Gefahr geht von ihm aus?

BAAR: Man muss klar sagen, dass das Elektroauto nur dann klimaschonend ist, wenn der Strom ausschließlich aus erneuerbaren Energien kommt, aber nicht, weil es beim Fahren keine Emissionen erzeugt. Zweitens besteht die Gefahr, dass wir versäumen, die richtigen Fragen zu beantworten – wie eine bewährte, weil praktische Antriebstechnologie wie die des Verbrennungsmotors weiterentwickelt werden kann. Wir verpassen in Deutschland vielleicht gerade den Anschluss an die Forschung, weil die Förderprogramme hauptsächlich auf die Elektromobilität ausgerichtet sind.

GÖHLICH: Aber es besteht doch auch die Gefahr, dass wir den Anschluss an die Entwicklungen in der Elektromobilität verlieren. In China fließt in die Förderung der Elektromobilität das Zehnfache dessen, was in Deutschland investiert wird – auch weil die Chinesen unabhängig vom Öl werden wollen. Und eines können auch Sie nicht abstreiten, dass am Ende eines Tages ein Verbrennungsmotor Öl verbraucht hat. Sei es in 30, 40 oder 50 Jahren – irgendwann geht uns das Erdöl aus. Wir brauchen also Alternativen. Ob das primär batterieelektrische Fahrzeuge sein werden, kann man diskutieren, aber langfristig gesehen müssen wir weg vom Diesel, weg vom Benzin. Das ist alternativlos.

BAAR: Da stimme ich Ihnen zu. Die Entwicklung neuer Kraftstoffe ist jedoch eine genauso vielversprechende Alternative. Mit ihnen kann Ökologie und Effizienz vereint werden. Die Umwelt selbst erzeugt die größten Mengen an Kohlendioxid beim Verrotten von ungenutzten Materialien wie Stroh, Laub, Holz. Wenn es auf industrielle Weise gelingt, aus Bioabfall Kraftstoff zu gewinnen, ist eine wirkliche Reduzierung von Fahrzeugemissionen möglich.

GÖHLICH: Gut, aber nehmen wir den Wasserstoff. Ich denke, es ist langfristig besser, den Wasserstoff in einer Brennstoffzelle direkt in elektrische Energie zu wandeln, als ihn zu verbrennen, weil mit einer Brennstoffzelle die Wirkungsgradkette insgesamt deutlich effizienter wird.

Herr Baar, was kann denn der Verbrennungsmotor zum Ressourcenschutz und zur Senkung des Kohlendioxid-Ausstoßes beigetragen?

BAAR: In den vergangenen 20 Jahren hat man sich fast ausschließlich darauf konzentriert, die toxischen Emissionen zu senken, Stichwort Ruß und Stickoxide. Der Kraftstoffverbrauch ist dabei aus dem Blick geraten. Es gibt zwei Möglichkeiten. Einerseits kann man den Verbrennungsmotor effizienter machen, da sei das Downsizing genannt: kleinere Motoren werden wirkungsgradoptimiert betrieben. Andererseits gibt es noch ein großes Potenzial bei der Nutzung der Abgasenergie. Thermodynamisch bedingt kann der Energieinhalt des Kraftstoffs nur zu weniger als 50 Prozent ausgenutzt werden, aber wir forschen daran, auch den Rest auf einfache und effiziente Weise nutzbar zu machen.

Herr Göhlich, vor welchen Herausforderungen steht die Elektromobilität, damit sie sich durchsetzen kann?

GÖHLICH: Neben den technischen Problemen wie der Batterie und ihrer Speicherkapazität sowie dem Aufbau einer Netzinfrastruktur muss das gesamte Thema Mobilität neu gestaltet werden. Dabei geht es um Fragen der Fahrzeugnutzung bis hin zum Käuferverhalten. Jeder einzelne muss sich Gedanken darüber machen, welchen Stellenwert das Auto in seiner Mobilität einnehmen soll und ob es nicht ein Verkehrsmittel neben anderen sein könnte wie Bus, Bahn und Fahrrad.

Kann das Elektrofahrzeug das herkömmliche Auto ersetzen?

GÖHLICH: Man muss klar sagen, das Elektrofahrzeug wird auf absehbare Zeit nicht so universell einsetzbar sein wie das Auto von heute. Es wird sich nicht für jeden Mobilitätszweck eignen, und die teure Speichertechnologie wird auf absehbare Zeit Kostennachteile mit sich bringen. Es wird vorerst auf kürzeren und mittleren Strecken eingesetzt, nicht aber für die lange Urlaubsreise. Wenn man sich dafür entscheidet, in der Stadt das E-Auto zu fahren, weil einem das die Umwelt wert ist, man für den Urlaub aber ein anderes Auto braucht, das Elektroauto jedoch sehr teuer ist, stellt sich die Frage, ob es nicht klüger ist, auf Car-Sharing zurückzugreifen. So kommen wir vielleicht weg von der Gewohnheit des Autobesitzens zu der des Autonutzens. Das setzt natürlich ein Verkehrssystem voraus, bei dem alle Verkehrsmittel perfekt vernetzt sind.

Herr Baar, aus der Sicht des Verbrennungstechnikers klingt das vielleicht recht kompliziert. Können Sie der Elektromobilität überhaupt etwas abgewinnen?

BAAR: Sehr viel sogar. Sie gibt Impulse umzudenken. Vor gerade einmal zehn Jahren hatten wir in Deutschland eine Diskussion über das Drei-Liter-Auto. Die Entwicklung ging aber in eine vollkommen andere Richtung. Am Markt setzten sich die schweren Geländelimousinen mit hohem Kraftstoffverbrauch durch. Im Zusammenhang mit der Elektromobilität wird nun viel über kleinere, leichtere Fahrzeuge diskutiert mit weniger Komfort und Luxus. Das sollte auch ein Ansatz sein für Autos mit Verbrennungsmotoren. Meines Erachtens kann man über die Senkung des Kraftstoffverbrauchs für den Ressourcenschutz viel erreichen.

Bleiben die begrenzten Ölvorkommen…

BAAR: Es ist eine große Menge fossiler Kraftstoffe vorhanden, die vernünftig einsetzbar ist. Auch deshalb bin ich ein Anhänger von Hybridfahrzeugen und Range Extendern. Beide Technologien haben ein hohes Optimierungspotenzial für den Verbrennungsmotor. Die Vorteile von diesen Motoren werden mit den Vorteilen der Elektromobilität verknüpft. Bei der Diskussion über Elektromobilität ist es wesentlich, das Bewusstsein für den Umgang mit unseren Ressourcen zu schärfen. Obwohl wir wissen, dass die Mobilität nur für weniger als 20 Prozent der durch den Menschen verursachten Kohlendioxidemissionen verantwortlich ist, ist das Auto der ‚Buhmann’. Wir sind aber auf Mobilität angewiesen, also suchen wir nach Schuldigen, und da kommt der Verbrennungsmotor als böses Stück Metall gerade recht. Den Menschen wird suggeriert, es gäbe ökologische Alternativen. Dass dem nicht so ist, sagen sogar Umweltorganisationen.

GÖHLICH: Weil Vieles zu klären ist, müssen wir an der Elektromobilität forschen und eine schonungslose Analyse führen „Well-to-Wheel“, also von der Energiequelle bis zum Rad des Transportmittels. Und genau das wird im TU-Forschungsnetzwerk getan. 21 Fachgebiete arbeiten hier zusammen. Die Themen reichen von der Speichertechnologie zum Elektroantrieb über neue Fahrzeugkonzepte bis hin zur Frage, wie die Elektrofahrzeuge in die zukünftigen Energienetze integriert werden. Wir müssen die Elektromobilität als ganzheitliches System für den städtischen und regionalen Verkehr modellhaft testen, um zu sehen, ob es funktionieren kann. Das ist übrigens auch das Ziel des Wettbewerbs „Schaufenster Elektromobilität“, der von der Bundesregierung ausgerufen worden ist. Berlin-Brandenburg hat neben drei weiteren Regionen den Zuschlag erhalten, und die TU Berlin ist mit wichtigen Kernprojekten beteiligt.

Herr Baar, Herr Göhlich, Sie kommen beide aus großen deutschen Automobilunternehmen. Der deutschen Automobilindustrie wird zuweilen unterstellt, sie widme sich der Elektromobilität nur halbherzig. Stimmt das?

BAAR: Nein. Dort wird viel Geld in die Forschung investiert. Eine große Motivation ist dabei die Angst, ein Mitwettbewerber könnte plötzlich die zündende Idee für die Lösung all der technischen Probleme bei elektrifizierten Pkw haben. Die deutsche Automobilindustrie hatte in den vergangenen Jahren mindestens zwei traumatische Erlebnisse zu verkraften: einmal die Einführung des Dieselpartikelfilters durch die Franzosen und die der Hybridtechnologie durch die Japaner.

GÖHLICH: Außerdem ist zu bedenken, dass Elektroautos insbesondere wegen der Kosten derzeit nicht wettbewerbsfähig sind. Kein Autohersteller kann heute damit Geld verdienen. Im Moment ist das eine reine Investition in die Zukunft. Außerdem ist es ein bisschen wohlfeil, der Automobilindustrie vorzuwerfen, sie entwickle nicht die richtigen Fahrzeuge. Der Käufer muss die ressourcenschonenden Fahrzeuge schon wollen – dann werden sie auch entwickelt und gebaut. Er hat letztlich eine enorme Macht.

Wenn Sie in die Zukunft schauen – was wird in 30, 40 Jahren auf den Straßen hierzulande fahren?

BAAR: Glaskugel, hilf! Ich denke, dass mindestens die Hälfte der Fahrzeuge nach wie vor einen klassischen Verbrennungsmotor haben wird, aber mit anderen Kraftstoffen als heute. Es wird einen großen Anteil an Hybridantrieben und batterieelektrischen Autos geben und erste Brennstoffzellenfahrzeuge.

GÖHLICH: Da liegen wir nicht weit auseinander. Bei schweren Nutzfahrzeugen werden wir noch auf sehr lange Zeit auf Verbrennungsmotoren setzen müssen. Der lokale Lieferverkehr wird aber bereits kurzfristig rein elektrisch zu bewerkstelligen sein, die Strecken sind entsprechend kurz. Wir werden elektrische Busse haben, die emissionsfrei und leise in der Stadt unterwegs sind. Die Frage nach den genauen Anteilen von Elektro- versus Verbrennungsmotoren vermag heute niemand zu beantworten.

Herr Baar, eine Nachfrage noch: In Ihrer Antrittsvorlesung „Feuer und Flamme für den Verbrennungsmotor“ sagten Sie, dass es den auch noch in 100 Jahren geben wird. War das ernst gemeint oder provokant?

BAAR: Das war absolut ernst gemeint. Ich bin weder Reaktionär noch Spinner, ich versuche nur ehrliche Antworten zu geben. Der Verbrennungsmotor hat einfach zu viele Vorteile, die man nicht wegreden kann. Sicher werden andere Antriebssysteme hinzukommen, aber in diesem Mix wird der Verbrennungsmotor dominieren – selbst in 100 Jahren.

GÖHLICH: Da gehen unsere Einschätzungen doch auseinander. Den Verbrennungsmotor als primären Träger der individuellen Mobilität sehe ich in 100 Jahren nicht mehr. Da sehe ich das batterieelektrische Fahrzeug und den Brennstoffzellenantrieb auf Basis des Wasserstoffs oder anderer Energieträger. Das Gespräch führte Sybille Nitsche.

DIETMAR GÖHLICH (51)

leitet seit 2010 das Fachgebiet Methoden der Produktentwicklung und Mechatronik. Er ist zudem Koordinator des Forschungsnetzwerks Elektromobilität der TU Berlin. Zuvor war er viele Jahre bei Daimler als Abteilungsleiter in der Fahrzeug-Entwicklung tätig.

ROLAND BAAR (47)

leitet seit 2011 das Fachgebiet

Verbrennungskraftmaschinen.

1997 begann seine Karriere bei

Volkswagen. Dort arbeitete er in

führenden Positionen in der

Aggregate-Entwicklung.

Roland Baar war fünfmal Ruderweltmeister im Achter.

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