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Auto: Antriebstechniken im Vergleich

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Verbrenner, Elektro, Brennstoffzelle  

Die wichtigsten Antriebstechniken fürs Auto im Vergleich

10.09.2017, 12:34 Uhr | Jan Petermann, ron, dpa, t-online.de

Auto: Antriebstechniken im Vergleich. Eine Antriebstechnik von vielen: Der Elektromotor bietet Vor- und Nachteile. (Quelle: dpa/Lino Mirgeler)

Eine Antriebstechnik von vielen: Der Elektromotor bietet Vor- und Nachteile. (Quelle: Lino Mirgeler/dpa)

Es gibt viele Arten, ein Auto anzutreiben. Sie sind mal mehr, mal weniger ökologisch. Alle haben ihre Vor- und Nachteile. Ein Überblick.

Mit welchen Motoren werden unsere Autos in Zukunft fahren? Und wie lange braucht man Brückentechnologien auf dem Weg zu wirklich sauberer Mobilität? Eine Übersicht der Antriebsvarianten:

Verbrenner I: Der Dieselmotor

So funktioniert's: Der Diesel heißt auch Selbstzünder, weil sich der unter hohem Druck in den Zylinder eingespritzte Kraftstoff von allein entflammt.

Vorteile: Viele solcher Motoren sind daher im Vergleich zu Benzinern mit ähnlicher Leistung effizienter. Und ihr Verbrauch ist tendenziell geringer. Deshalb stoßen Diesel oft geringere Mengen des Klimagases Kohlendioxid (CO2) aus.

Nachteile: Dafür sind die Emissionen von Luftschadstoffen wie Stickoxiden (NOx) höher – ein Problem, das die Industrie durch moderne Katalysatoren-Technik eindämmen will. So verringert etwa die Beimischung des harnstoffhaltigen AdBlue den NOx-Anteil, es entstehen harmloser Stickstoff und Wasser.

Verbrenner II: Der Ottomotor

Und so funktioniert's: Im Gegensatz zum Diesel benötigt er gesonderte Zündkerzen, durch die das zerstäubte Treibstoffgemisch zur Explosion gebracht wird.

Nachteile: Bei vergleichbarer Stärke haben insbesondere ältere Benziner einen geringeren Wirkungsgrad als der selbstzündende Diesel – also ein ungünstigeres Verhältnis zwischen am Ende nutzbarer und zuvor eingesetzter Energie. Moderne Varianten sind aber deutlich effizienter. Benziner-Typen, in denen die Verbrennung nicht so effizient läuft, haben tendenziell einen höheren CO2-Ausstoß.

Vorteile: Der Trend zum "downsizing" brachte kleinere Hubräume in den Zylindern bei zugleich höherer Leistung. Die (Super-)Kraftstoffe sind wie beim Diesel Gemische aus mehreren Kohlenwasserstoffen, die aus Erdöl durch Verarbeitung gewonnen werden.

Verbrenner III: Der Gasmotor

Und so funktioniert's: Das Prinzip ist dasjenige der übrigen Verbrennungsmotoren, nur dass hier Luft und Erdgas – anstelle von Luft und flüssigem Sprit – im Zylinder gezündet werden.

Vorteile: Die Gase reagieren dabei oft "sauberer" und effizienter, so dass viele Gasmotoren eine gute Umweltbilanz aufweisen. Einige Fahrzeuge laufen auch mit Autogas (LPG), manche können wahlweise mit Gas oder mit herkömmlichem Sprit fahren.

Nachteile: Das nicht so gut ausgebaute Netz an Autogastankstellen wird häufig als Nachteil des Kraftstoffs aufgeführt.

Der Elektromotor

Und so funktioniert's: Er braucht keine flüssigen oder gasförmigen Treibstoffe, sondern erzeugt seine Antriebskraft aus einer mitgeführten Batterie. Die muss regelmäßig neu aufgeladen werden. Elektrische Energie wird hier also direkt in Bewegungsenergie umgewandelt.

Nachteile: Das Problem ist, dass günstigere Batterien heute noch keine großen Reichweiten bringen. Und generell sind E-Autos bisher relativ teuer. Manche Hersteller wollen nun auch Modelle unterhalb der Oberklasse anbieten, die schon einige hundert Kilometer schaffen. Während es in Großstädten dichte Ladenetze gibt, ist die Abdeckung auf dem Land noch dünn.

Vorteile: Beim Elektromotor entstehen keine Emissionen, weil er keine Treibstoffe verbrennt. In der Ökobilanz ist aber zu beachten, dass auch die Art der Erzeugung des eingespeisten Stroms (erneuerbare oder fossile Quellen) sowie die Rohstoffe für Batterie und Motor (etwa Seltene Erden) berücksichtigt werden müssen.

Der Hybridmotor

Und so funktioniert's: Er kombiniert einen E-Antrieb, der meist im unteren Leistungsbereich läuft, mit einem Verbrenner, der sich zuschaltet. Es gibt auch hier mehrere Formen.

Vorteile: Manche Hybride gewinnen den Strom für den Elektromotor während des Fahrens – etwa durch die Nutzung der Energie, die beim Bremsen entsteht (Rekuperation). Gebräuchlicher ist inzwischen der Plug-in-Hybrid, dessen Batterie wie bei einem reinen E-Fahrzeug per Stecker aufgeladen wird.

Nachteile: Hybridautos sind trotz Alternativmotor immer noch abhängig von fossilen Brennstoffen.

Der Brennstoffzellen-Motor

So funktioniert's: Grundprinzip ist meist die Verbrennung von Wasserstoff (H2) mit Sauerstoff (O2) zu Wasser – also das, was der Chemielehrer "Knallgas-Reaktion" nennt. Im Brennstoffzellen-Auto läuft dies aber kontrolliert ab. Die erzeugte Energie treibt einen Elektromotor an. 

Vorteile: Er ist eine besonders einfache und zugleich umweltfreundliche Antriebsart. Außer Wasserdampf, der ein natürliches Treibhausgas ist, kommt nichts aus dem Auspuff.

Nachteile: Die Technik ist bisher recht teuer. Und wie beim E-Auto muss man sich die gesamte Energiebilanz ansehen. Reinen Wasserstoff gibt es auf der Erde wenig, man muss ihn erst – oft durch starke Energiezufuhr von außen – aus Verbindungen lösen. Dabei kann dann CO2 entstehen. Es gibt jedoch auch Brennstoffzellen-Fahrzeuge, die mit dem einfachen Alkohol Methanol fahren. Ein Problem ist das noch dünne Tankstellen-Netz.

Die fernere Zukunft: Das Solarauto

Und so funktioniert's: Fahrzeuge, die ihren Elektromotor direkt aus mit Solarzellen eingefangener Sonnenenergie speisen, sind bislang meist Prototypen oder der Forschung vorbehalten. Einige Experten glauben, dass der Solarantrieb für spezielle Anwendungen durchaus ein Konzept der Zukunft sein könnte – auch bei Schiffen und Flugzeugen.

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