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Emissionsfreie Antriebstechnologien: Das Rennen um das beste Konzept

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Autor: Jonas Völker

Emissionsfreie Antriebstechnologien: Das Rennen um das beste Konzept

Dem Vernehmen nach scheinen auch die Original Equipment Manufacturer (OEM) oder Erstausrüster in keine einheitliche Richtung mehr zu fahren, wie emissionsfreie Mobilität denn nun auszusehen habe. Dies mag damit zu tun haben, dass die Brennstoffzelle und die Speicherung des Energieträgers Wasserstoff inzwischen abgesehen von der fehlenden Infrastruktur beherrschbare Technologien darstellen, während das Konzept des rein batteriebetriebenen Fahrzeugs trotz deutlich höherer Verbreitung noch erhebliche Hürden zu überwinden hat:

  • Geringe Reichweiten,
  • vergleichsweise lange Ladezeiten und
  • eine nicht flächendeckende Lade-Infrastruktur.

Beiden Technologien gemeinsam sind jedoch hohe Anschaffungskosten für die entsprechenden Fahrzeuge, was einer größeren Verbreitung und damit der Akzeptanz neuer Antriebstechnologien grundsätzlich im Wege steht. Dieser Punkt könnte sich aber schnell ändern: Eine smarte Verbindung von emissionfreien Fahrzeugen mit einem Carsharing-Modell wie es die Linde-Tochter BeeZero mit Brennstoffzellen-basierten Autos anbietet, umgeht die Hürde hoher Anschaffungskosten für den Nutzer.
Mehr als ein Sieger
Die Konkurrenten Brennstoffzelle und batterieelektrisches Fahrzeug scheinen also vergleichbare Erfolgsaussichten zu besitzen, damit scheint die rechte Zeit zu sein für eine Standortbestimmung. Anlässlich eines VDI-Vortragsabends im Innovation and Digitalization Lab des Münchner Beratungshauses ID-Consult zeichneten zwei namhafte Experten ihr Bild der erfolgversprechenden Antriebstechnologien der Zukunft: Prof. Dr. Leopold Mikulic, Associate Partner bei ID-Consult und ehemals Chef der Antriebsentwicklung bei Mercedes – Benz und Andreas Wittmann, Managing Director der Linde-Tochter BeeZero Carsharing.
Wer nun einen Schlagabtausch zwischen Vertretern unterschiedlicher Antriebstechnologien erwartet hatte, sah sich enttäuscht, denn recht deutlich trat zutage, dass die verschiedenen Formen automobiler Mobilität – vom urbanen Verkehr bis zum Gütertransport auf der Straße – es notwendig machen, alle zur Verfügung stehenden Technologien auszunutzen und sie jeweils dort einzusetzen, wo sie am sinnvollsten sind.
Vor dem Hintergrund der zahlreichen technologischen Unwägbarkeiten neuer Antriebstechnologien lohnt aber zunächst ein Blick auf das Potenzial des konventionellen Verbrennungsmotors: Wie weit kann uns diese Technologie überhaupt noch in die Zukunft begleiten?
Bei den geforderten CO2 Emissionsgrenzen wird der Verbrennungsmotor ohne Elektrifizierung des Antriebstranges nach der Einschätzung von Prof. Mikulic gegen das Jahr 2025 bei einem Grenzwert für den CO2-Ausstoß von etwa 75g/km an seine konzeptionellen Grenzen stoßen. Doch bereits davor drohen den Automobilherstellern hohe Konventionalstrafen, weil selbst der aggregierte Flottenzielwert von 95g/km voraussichtlich nicht von allen eingehalten werden kann: "Die Zielwerte sind schon sehr ambitioniert", so Mikulic, "die Hersteller haben alle Hände voll zu tun, sie zu erreichen."
Für jeden Anwendungsfall das richtige Antriebskonzept
Dabei seien gerade batterieelektrische Antriebe nicht für jede Form der Nutzung geeignet: Ein heutiger Diesel-LKW mit einer durchschnittlichen Reichweite von etwa 1000km und einem zulässigen Gesamtgewicht von 40 Tonnen müsste als rein elektrisches Fahrzeug einen erheblichen Teil seines Gewichts an Batterien mit sich schleppen, um eine vergleichbare Reichweite zu erzielen.
Das wahrscheinlichste Zukunfts-Szenario ist demnach eine Landschaft, in der verschiedene Antriebskonzepte nebeneinander existieren und sich ergänzen: Batterieelektrische Antriebe im städtischen und stadtnahen Bereich, Brennstoffzellen für Personen- und Lieferverkehre mit mittleren Reichweiten und schließlich hybride Antriebe mit Verbrennungsmotor und Elektroantrieb für Güterverkehr auf langen Strecken.
Die Brennstoffzelle bedient Mobilitätsgewohnheiten Bereits im städtischen Verkehr sind dem flächendeckenden Betrieb von Elektrofahrzeugen jedoch nach heutigem Stand enge Grenzen gesetzt, weil die bestehenden Stromnetze in vielen Städten auf derartige Belastungen gar nicht ausgelegt sind. Dieser Umstand könnte zusammen mit der im Vergleich größeren Reichweite der Brennstoffzelle zum Vorteil gereichen. Bereits ein Ausflug an den See oder in die Berge sei mit batteriebetriebenen Fahrzeugen heute kaum zu bewerkstelligen, so Andreas Wittmann.
Mit 400 km Praxisreichweite und drei Minuten Betankungsdauer entspräche ein Brennstoffzellenfahrzeug zudem den Bediengewohnheiten eines Automobilisten. Wenn man mit so einem Fahrzeug auch ins Skiwochenende fahren könne, würde das Brennstoffzellenfahrzeug als Teil der gewohnten Mobilität wahrgenommen.
Kundenakzeptanz und der pragmatische Nachweis der Massentauglichkeit von Brennstoffzellenfahrzeugen gehörten zu den Gründen, warum man BeeZero ins Leben gerufen habe, so der Linde-Manager.
Fazit: Batterieelektrische Fahrzeuge haben einen klaren Vorsprung bei der Marktdurchdringung
Dennoch ist die Brennstoffzelle eine zunehmend attraktive emissionsfreie Antriebsart, weil Energiebezug, Energiespeicherung und die Energieumwandlung von Wasserstoff in elektrische Energie technologisch mittlerweile gut beherrschbar sind. Mögliche Vorbehalte der Nutzer betreffend Sicherheit oder Kosten können durch innovative Betriebsmodelle wie das von BeeZero offenbar erfolgreich aus dem Weg geräumt werden. Bahn frei für die Brennstoffzelle?
Nicht zwangsläufig, so Mikulic: Überwinde man die noch bestehenden technologischen Hürden batteriebetriebener Fahrzeuge, so sähe es für die Brennstoffzelle untern Strich eher schlecht aus. Konsens herrscht jedoch bei der Einschätzung der gegenwärtigen Lage: Geringe Reichweite, Lade-Infrastruktur und Ladezeiten seien nach derzeitigem Stand jedoch noch die Schwierigkeiten des reinen Elektroantriebs, die das Konzept Brennstoffzelle geschickt umgeht.
Der Status quo bei Antriebstechnologien ist damit gut ermittelt. Welche Technologie das Rennen macht, dagegen nicht. Das wusste bereits Karl Valentin: Prognosen, so meinte er, seien immer schwierig, besonders dann, wenn sie die Zukunft beträfen.

Thomas Gessner, Dr. Maria Kuwilsky-Sirman

 

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