Strom oder Benzin – eine Glaubensfrage?

Wir versuchen mit dieser Geschichte eine Antwort zu geben. Vielleicht nicht die richtige Antwort, aber eine gute. Sie werden am Ende dieser – sicher überlangen Geschichte – wohl auch in Kenntnis aller Fakten zu der Einschätzung kommen: Strom und Benzin, beides zusammen in einem Fahrzeug geschickt kombiniert, würde einen humanen Fortschritt darstellen. Man muss die Mobilität nicht völlig neu erfinden, wie manche Experten wichtigtuerisch in den Medien behaupten. Es genügt oft schon, das Vorhandene zu optimieren, bzw.  optimal zu nutzen. Vermutlich müssen erst mal wieder die Impulse für eine fortschrittliche - aber menschengerechte - Technik aus dem Ausland kommen, bevor bei der innovationsverliebten deutschen Automobilindustrie ein Umdenkprozess einsetzt. Darum sollte man jetzt, aktuell die Frage beantworten:

Strom oder Benzin – eine Glaubensfrage?

„Oft ist die Zukunft schon da, ehe wir ihr gewachsen sind.“ Das hat John Steinbeck gesagt. - Nehmen wir einmal die Elektromobilität:

„Elektrofahrzeuge sind umweltfreundlich. Sie produzieren keine Abgase und keinen schädlichen Feinstaub. Und wenn der Strom aus erneuerbaren Energien stammt, sind sie sogar klimaneutral. Hurra, dem Elektromobil gehört die Zukunft! Der Verbrennungsmotor, die alte Dreckschleuder, hat ausgedient, weil er zum Klimawandel beiträgt und ihm in Kürze der Saft ausgeht.“

So in etwa klingt die Botschaft, die die Medien Tag für Tag verkünden.  „Experten“ jeglicher Couleur sind sich einig, dem Elektrofahrzeug gehört die Zukunft. Strittig ist lediglich der Zeitpunkt, wann Zukunft stattfindet. Ältere Herrschaften – dazu gehören die Autoren dieser Geschichte – erinnern sich, dass die Zukunft in der Vergangenheit gelegen haben muss.

Das ganze Geschrei (wie oben in der „Botschaft“ dargestellt) wurde schon vor Jahrzehnten angestimmt. Warum nur mischen sich in diese Jubelarien seit einiger Zeit nachdenkliche Töne? Warum nur wird es selbst den blauäugigsten Verfechtern des Elektroantriebs allmählich mulmig?

Das hängt damit zusammen, dass das Elektroauto nicht erst kommen muss, sondern schon da ist. Und weil es da ist - wenn auch in homöopathischen Dosen - kann man damit auch erste Erfahrungen in der täglichen Praxis sammeln – leidvolle Erfahrung. Wobei Er-„Fahrung“ vielleicht die falsche Wortwahl ist für ein Gerät, das die meiste Zeit stehend an der Steckdose hängt.

Dabei triumphierte AutoBild noch im November 2011:

„Elektroauto erstmals billiger als Benziner!“ 

Gerade so, als wäre es nur noch eine Frage von Wochen, bis der Verbrennungsantrieb endgültig auf das Abstellgleis rangiert wird.


 
Fiat 500 und Karabag 500 E

Da wird der interessierte Autofahrer hellhörig. Wie ist das möglich? Waren nicht vor kurzem noch die Elektrofahrzeuge wesentlich teurer als vergleichbare mit Verbrennungsmotoren? Mit welchen Zaubertricks gelingt es dem mittelständischen Unternehmer Sirri Karabag, der Großindustrie ein Schnippchen zu schlagen?


 
 
Der clevere Unternehmer Sirri Karabag

Einen besseren Anlass kann es nicht geben, das gespannte Verhältnis der beiden Antriebsarten zueinander einmal gründlich unter die Lupe zu nehmen und folgende Fragen zu klären:

1) Ist nach heutigem Stand der Technik ein Vergleich der beiden Antriebstechnologien überhaupt sinnvoll?
2) Wie müsste ein nach Technik und Anspruch  vergleichbares Fahrzeug mit Verbrennungsmotor gestaltet sein?
3) Wie würde dann ein ehrlicher Vergleich in den relevanten Kriterien Umwelt, Verbrauch, Kosten und Fahrleistungen mit welchem Ergebnis enden?

W a r n u n g  a n  d e n  L e s e r !
Machen Sie sich auf eine reichlich trockene, theoretische Abhandlung gefasst, deren (oberlehrerhafter?) Ton auch nicht jedermanns Geschmack treffen wird. Aber es folgt eine „Aufrechnung“ nach besten Wissen und Gewissen auf der Basis der aktuell realen technischen Möglichkeiten. Nicht mehr! - Aber auch nicht weniger!

Der Strom kommt aus der Steckdose, der Kraftstoff aus der Zapfsäule.

Korrekt. - Entscheidend ist aber, wie kommt es hinein? Wie kommen der Strom in die Steckdose und der Treibstoff an die Tankstelle? Was passiert auf dem Weg dahin?

Zunächst ein Blick auf das in dieser Hinsicht einfachere Medium, das Benzin bzw. den Dieselkraftstoff. Erdöl wird gefördert, zur Raffinerie transportiert, dort veredelt und an die Tankstellen verteilt. Die Verluste dabei betragen bei Diesel ca. 10 Prozent, bei Benzin ca. 15 Prozent. (Nebenbei bemerkt: Der größte Teil der Verluste besteht aus stark schadstoffhaltigen Schwerölen, die als billiger Treibstoff im Schiffsverkehr auf den Weltmeeren „entsorgt“ werden, aber dafür vorgewärmt werden muss.)

Bedeutend komplexer ist der Sachverhalt beim Strom. Hier ist nicht der geeignete Moment, den gesamten Pfad der Stromerzeugung „Well to Wheel“, also von der Quelle bis zur Fahrbahn, detailliert aufzuzeigen. Das würde den Rahmen sprengen. Nachdem aber die Erneuerbaren Energien, abgekürzt EE, das beliebteste Totschlagargument der Elektrogemeinde darstellen, müssen wir trotzdem einen kurzen Blick darauf werfen.

Die Erneuerbaren Energien – Wunsch und Wirklichkeit

E-Mobile, mit Strom aus erneuerbaren Energien betrieben, erzeugen kein CO2, lautet die simple Gleichung für die Elektrofans.  Kein Wunder, dass für den BUND (Bund für Umwelt- und Naturschutz Deutschland), die Grünen und die anderen Umweltverbände der Elektroantrieb umweltfreundlich ist.


 
 
Anzeige des BUND im September 2009

Die Argumentation der Klimaneutralität krankt aber an zwei Stellen.

a) Steht so viel überschüssiger „sauberer“ Strom zur Verfügung, um die E-Mobile damit zu betreiben, ohne ihn anderen Verbrauchern wegzunehmen?
b) Ist die Erzeugung von Strom aus EE wirklich klimaneutral? 

Zu a)  Strommix in Deutschland
Befassen wir uns zunächst mit der Erzeugung und werfen einen Blick auf die EE im Jahr 2010.


 
 
Strommix in Deutschland

Grafiken in dieser Form möchten gerne beweisen, dass die EE auf dem besten Weg sind, schon bald den  gesamten Strom zu liefern. In Wirklichkeit liefern sie den Beweis, welch kümmerliches Ergebnis die gewaltigen Anstrengungen der letzten Jahre bei Sonne, Wind und Feldfrüchten zeitigten. 140 Quadratkilometer Solarzellen, 20.000 Windräder und konservativ geschätzt 10.000 Quadratkilometer Biogasmais  sind dazu notwendig. Eine Versorgung zu 50 Prozent entpuppt sich bei näherer Betrachtung als völlig illusorisch. Geschweige denn von 100 Prozent, wie uns einige Heilspropheten glauben machen wollen.

Wenn die Elektrofahrzeuge den „sauberen“ Strom verbrauchen, werden sie ihn noch sehr sehr lange anderen Verbrauchern wegnehmen, die dann mit „schmutzigem“ Strom vorlieb nehmen müssen. Zum Beispiel die  Waschmaschinen, Elektroherde, Straßenlaternen und Aluminiumschmelzen. Das würde sich erst ändern, wenn der Strom ausschließlich aus EE kommt.

Zu b)  Klimaneutralität der EE:
Sonne und Wind kosten nichts und bei ihrer Nutzung entsteht kein CO2. Soweit richtig. Dumm ist nur, dass beide nicht immer zur Verfügung stehen, und deshalb für eine ausschließliche Versorgung ungeeignet sind. Abgesehen davon müsste man Deutschland flächendeckend mit Solarzellen und Windrädern zupflastern.

Aber wir haben ja noch die nachwachsenden Rohstoffe als Energielieferant. Ein einträgliches Geschäft für die Landwirte und die Agrarindustrie. Endlich brauchen sie beim Einsatz von Pestiziden und Kunstdünger auf die Lebensmittelverträglichkeit keine Rücksicht mehr zu nehmen.  Endlich können sie in großem Stil Mais anbauen wie in den USA.


 
 
Impressionen aus Oberbayern: Maisberge als „Futter“ für eine Biogasanlage.

Wie viele Menschen könnten wohl davon satt werden? Alles eine Frage der Prioritäten. Was ist wichtiger: Strom für ein paar hundert Menschen oder Lebensmittel für Tausende? Bei der Erzeugung von „Biotreibstoff“ aus Getreide gab es die moralische Entrüstung „Volle Tanks – leere Teller“. Ähnliches vermisst man beim Biostrom. „Volle Akkus – leere Mägen“ könnte der Slogan lauten.

Da der Mais statt in die Tierhaltung in die Biogasanlagen wandert, wird im Gegenzug das Viehfutter aus Brasilien importiert, wo für den Sojaanbau jährlich Regenwald in der Größe des Saarlandes gerodet wird. CO2-technisch gesehen der Supergau. Dazu passt ein altes Indianersprichwort, leicht abgewandelt:

„Wenn der letzte Quadratmeter fruchtbaren Bodens dem Biogas geopfert wurde, werden wir feststellen, dass man Strom nicht essen kann.“

Das ist dann alles kein Problem, wenn man argumentiert, dass man Lebensmittel schließlich bei Aldi kauft und nicht beim Bauern, oder man geht gleich zu McDonalds.

Abschließend zu den nachwachsenden Rohstoffen noch eine Darstellung der Abläufe, die den gesunden Menschenverstand anregen sollte:

In jeder Biogasanlage arbeitet ein sog. Blockheizkraftwerk. Es erzeugt Strom aus Gas mit Hilfe eines - man höre und staune - Verbrennungsmotors! Aus Getreide wird Gas, dieses treibt einen Verbrennungsmotor, dieser wiederum einen Generator, der Strom wird ins Netz eingespeist, zum Verbraucher transportiert, dort wird eine Batterie aufgeladen, der Strom aus der Batterie treibt eine Elektromaschine, die bewegt das Fahrzeug.

Jeder, der auch nur die geringste Ahnung von den Wirkungsgraden bei Energieumwandlung hat (u.a. auch an Leitungsverluste denkt), fasst sich an den Kopf. Die Herstellung und Verwendung von Biodiesel aus Getreide ist dagegen geradezu ein Muster an Umweltfreundlichkeit.

Kostenvergleich in „AutoBild“

Um ihrem Ruf als innovative und investigative Zeitschrift gerecht zu werden, engagiert sich die Bildzeitung mit ihrem Ableger AutoBild schon seit Jahren vehement für die Elektromobilität. Folgerichtig klammert sie sich an jeden verfügbaren Strohhalm bzw. Maisstängel. Die Steilvorlage von Karabag kam da natürlich wie gerufen, und man versuchte prompt, sie zum Volltreffer hochzustilisieren. Nach dem Motto: Strom ist billiger als Benzin.
Sehen wir uns zunächst einmal die technischen Daten der beiden Vergleichsfahrzeuge an:


 
Vergleich der technischen Daten aus AutoBild 11/2011

Verwundert nimmt man zur Kenntnis, dass AutoBild als Vergleich den 1,2 POP auswählte und nicht den topmodernen 0,9 Twinair mit einer innovativen Ventilsteuerung. Im Verbrauch trennen die beiden Varianten Welten, zumindest im ECE-Zyklus: Die Werte innerorts/außerorts/gesamt für den 0,9 Twinair im ECO-Modus lauten 4,4/3,6/3,9 L/100 km. Das macht immerhin einen Unterschied von knapp 25 Prozent zum 1.2 POP.


 
Testwerte aus AutoBild

Interessant der Hinweis: AUTOBILD tankt klimaneutral bei Jet. Dem Wahrheitsgehalt dieser vollmundigen Aussage auf den Grund zu gehen wäre eine lohnende Aufgabe, würde aber hier den Rahmen sprengen. Deshalb an dieser Stelle nur zwei Fragen:

Warum werden mit riesigem Aufwand angeblich klimaneutrale Elektrofahrzeuge entwickelt und gebaut, wenn man heute schon Verbrennungsmotoren klimaneutral betreiben kann?
Warum gesteht AutoBild dem Elektroantrieb Klimaneutralität zu, dem Verbrennungsmotor aber nicht?

Der Blick auf die Fahrleistungen des Karabag 500 E spricht Bände. Sie  wecken Erinnerungen an die Zeiten eines Lloyd Alexander Touring Sport von 1957, der ähnliche Fahrleistungen aufweisen konnte. (Witzigerweise mit einem Zweizylinder-Viertaktmotor.) Bei der Beschleunigung verzichteten die Tester auf den üblichen Wert bis 100 km/h. In der sonst für diesen Messwert reservierten Zeile steht stattdessen die Angabe bis 90 km/h.

Beim Überfliegen der Tabelle kann man diesen „Kunstgriff“ gerne übersehen. Man kann sich leicht ausrechnen, wie lange es wohl dauert, die (nicht gemessene) Höchstgeschwindigkeit von 105 km/h zu erreichen. 38 PS sind halt für ein Fahrzeug mit 1032 Kilogramm viel zu wenig, selbst wenn man sich, wie die AutoBild-Tester, auf den reinen Stadtbetrieb beschränkt.

(Besagter Lloyd Alexander TS hatte zwar noch weniger Leistung, nämlich 25 PS; er wog allerdings auch nur 580 Kilogramm.)

Nun zu einem weiteren Kostenpunkt, dem Verbrauch: AutoBild nimmt als Testverbrauch des Benziners einfach den innerorts ermittelten Wert des ECE-Zyklus. Diese Vorgehensweise geht in Ordnung, denn der ECE-Stadtzyklus mit seinen mäßigen aber  häufigen Beschleunigungen und seinen niedrigen Geschwindigkeiten gibt eine energieschonende Fahrweise in der Stadt recht gut wieder.

Wie bereits erwähnt besteht die Fragwürdigkeit darin, den Wert für den 1.2 POP zu nehmen und nicht den Wert 0,9 Twinair. Der Unterschied von 6,4 zu 4,4 L/100km kann beim Vergleich eine Rolle spielen. - Oder?

Die Reichweite

Man kann beim flüchtigen Betrachten vieles übersehen, die Reichweite ganz bestimmt nicht. Dafür liegen die Werte viel zu weit auseinander. 550 Kilometer schafft der 1.2 POP, 91 Kilometer verspricht der Hersteller des Karabag 500 E. AutoBild rundet diesen exakten Wert großzügig auf „beinahe“ 100 Kilometer auf. - Wenn man den Herstellerangaben nur trauen könnte!

Mit ihnen verhält es sich noch schlimmer als mit der Differenz des ECE-Verbrauchs zum Praxisverbrauch. Sie sind alle mehr oder weniger stark überzogen, wie die Probe aufs Exempel ein ums andere Mal beweist. Sogar mit randvollen, neuen Batterien, milden Temperaturen und konzentrierter Fahrweise liegen die Herstellerangaben in unerreichbarer Ferne.

Wie sieht das erst bei ungünstigen Randbedingungen aus, z.B. bei Kälte? - Kälte reduziert die Reichweite auf teilweise unter 50% der Herstellerangaben, wie AutoBild im Heft 7/2012 selbst beweist.


 
Kältetest von E-Mobilen in AutoBild Nr. 7/2012

Erschreckendes Ergebnis: Mehr als 50 Prozent weniger Reichweite als die Hersteller angeben. Das treibt die Kosten in die Höhe und verhagelt die Klimabilanz. „Rühmliche“ Ausnahmen Smart und Karabag. Beim Smart holt man sich stattdessen Erfrierungen ersten Grades, während der clevere Hamburger Unternehmer Sirri Karabag sich mit einem Trick aus der Affäre zieht. Seine Fahrzeuge heizen mit  einem benzinbetriebenen Zusatzheizgerät. Dessen Auswirkungen auf CO2 und Geldbeutel lässt AutoBild stillschweigend unter den Tisch fallen.

Uns liegt aber an einem fairen Vergleich, und wir planen deshalb die 0,5 Liter Verbrauch pro Stunde einer derartigen Heizung mit ein. Bei ausschließlichem Stadtbetrieb mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 33 km/h sind das immerhin 1,5 Liter pro Stunde.

Nebenbei gefragt: Produziert eine Heizung mit Kraftstoff nicht auch Abgase, Feinstaub und CO2, also all das, was man eigentlich vermeiden wollte? Wo denken Sie hin! - Karabag betreibt die Heizung selbstverständlich mit klimaneutralem Bioethanol. Wobei wir wieder bei der Frage gelandet sind, warum man nicht gleich den Motor damit betreibt – klimaneutral versteht sich?

Der CO2-Vergleich

Besonders sorgfältig muss man beim Hauptargument für den Elektroantrieb zu Werke gehen, dem CO2 Ausstoß. Beim Verbrenner ist die Sache klar. Einem Verbrauch von 6,4 Litern Benzin entsprechen 152 Gramm pro Kilometer CO2, wie AutoBild völlig richtig rechnet. Würde man ehrlicherweise den 0,9 Twinair mit seinen 4,4 Litern heranziehen, wären es nur noch 104 g/km.
Schwieriger und undurchsichtiger gestaltet sich die Umrechnung des Stromverbrauchs in CO2. AutoBild gibt für den Verbrauch einen Wert von 13,2 kWh/100km an. Vergleichszahlen von anderen Elektrofahrzeugen ergeben für den Stromverbrauch ein ganz anderes Bild.

Beispiele:
Peugeot Ion:         17,2 kWh/100km
Citroen C-Zero:    16,9 kWh/100km
Mitsubishi i-Miev: 21,9 kWh/100km
Nissan Leaf:         22,0 kWh/100km

Der Vergleich hinkt etwas, denn diese Fahrzeuge wurden auch auf Landstraßen bewegt, nicht nur in der Stadt. Dennoch, ein so großer Unterschied würde bedeuten, die Karabag-Leute hätten etwas revolutionär Neues entdeckt.

Nehmen wir zu Gunsten von AutoBild an, die Zahlen stimmen. Die nächste Unsicherheit taucht auf bei der Umrechnung in CO2 auf.  AutoBild verwendet einen Wert von „40 g CO2 pro Kilometer bei grünem Strommix“, was immer das heißen soll.

Was von den EE zu halten ist wurde schon behandelt. Ehrlicherweise darf man keine unerreichbaren Phantasiewerte  zugrunde legen und so tun, als ob die Energiewende schon geschafft wäre. Stattdessen muss man den aktuellen deutschen Strommix mit einem CO2-Ausstoß von 575 g/kWh verwenden (wie umstritten er auch sein mag). Das ergibt bei 13,2 kWh/100km ein CO2 von 75,9 g/km.

Diese Werte gelten für moderate Temperaturen, Kälte bleibt dabei unberücksichtigt. Auch wenn Starttemperaturen von -10 °C ungewöhnlich sind, im Winterhalbjahr herrschen meistens Temperaturen zwischen 0 und 5 °C. Schon da muss man von einem Kapazitätsverlust der Batterie von 20 Prozent ausgehen. Auf ein ganzes Jahr hochgerechnet ergibt das einen Verlust von 10 Prozent, bzw. eine Verbrauchszunahme auf 14,5 kWh/100 km und ein CO2 von 83,5 g/km.

Nächstes Problem: Wie geht man mit dem Benzin für die Zusatzheizung um? Nachdem das Fahrzeug ausschließlich für Kurzstrecke eingesetzt wird, fängt die Heizung immer wieder bei Null an. Sie läuft also ein Drittel des Jahres ständig, ein weiteres Drittel zur Hälfte, und den Rest gar nicht. Auf das Jahr umgerechnet ergibt sich dann ein Verbrauch von 0,75 L/100 km. Das wiederum bewirkt ein CO2 von 18 g/km. Wir sind also bei gesamthaft 101,5 g/km angelangt.

104,5 zu 101,5 g/km, das bedeutet Gleichstand in der Umweltfreundlichkeit.

Die Kosten:

Kommen wir nach der langen Vorgeschichte endlich zu den Kosten. Ein Kostenvergleich ist auf zweierlei Art und Weise durchführbar. Entweder auf Leasingbasis oder über Fahrzeugkauf.  AutoBild wählt die Leasing-Variante unter folgenden Randbedingungen:

Leasing-Vergleich in AutoBild

Auf Basis dieser Vorgaben sieht die AutoBild Kostenbilanz folgendermaßen aus:


 
Kosten in AutoBild

Diese AutoBild-Tabelle enthält natürlich nicht die bereits aufgedeckten kleinen  Ungenauigkeiten. Oder sollte man von Unsauberkeiten sprechen? Es bleibt uns nichts anderes übrig, als eine eigene Tabelle mit all den besprochenen Modifikationen zu erstellen.


 
Modifizierte Tabelle (Die Klammerwerte bezeichnen die Abweichungen zur AutoBild-Tabelle)

Unsere Erläuterungen und Kommentare zu obiger Tabelle:

Die höheren Leasingraten des Fiat 500 0,9 Twinair resultieren aus dem höheren Preis dieses Typs gegenüber dem 1.2 Pop.
Der niedrigere Verbrauch des 0,9 Twinair von 4,4 statt 6,4 Liter/100km ergibt eine Reduzierung der Betriebskosten um 934 Euro. Höhere Leasingraten und niedrigerer Verbrauch heben sich kostenmäßig in etwa auf. Gerechnet wurde mit einem Benzinpreis von 1,56 Euro pro Liter. (Was dieses Unentschieden für das vielgerühmte Downsizing bedeutet steht auf einem anderen Blatt.)
Die höheren Betriebskosten des Karabag resultieren aus dem Temperatureinfluss (+ 81 €) und dem Benzin für die Heizung (+480 €). Gerechnet wurde mit einem Strompreis von 21 Ct/kWh.

Der Trick des Herrn Karabag:

Woran es wohl liegt, dass sich trotz Berücksichtigung von positiven Einflüssen auf der einen und negativen auf der anderen Seite am Ergebnis kaum etwas ändert? An der fünfjährigen Steuerbefreiung für Elektromobile liegt es jedenfalls nicht, das sieht man auf den ersten Blick.

Wie sieht es beim Vergleich der Kosten für Strom und Benzin aus? Strom kostet 21 Ct/kWh, Superbenzin 17 Ct/kWh. Die Startbedingungen für das Verbrennungsprinzip sind also eher günstig. Aber der Verbrauch!! Der Benzinantrieb verbraucht umgerechnet 40 kWh/100km, der Elektroantrieb nur 14,5 kWh/100km. Auf diesen alarmierenden Tatbestand werden wir später noch zurückkommen. (Müssen!)

Den Hauptbeitrag für die niedrigen Kosten des Elektroantriebs liefert aber die unglaublich niedrige Leasingrate des Karabag 500 E. Die Rate basiert auf einem Fahrzeugpreis von 19.900 Euro, das sind nur 7.000 Euro mehr als der 500 0,9 Twinair. Stand der Karabag E500 nicht vor einem Jahr noch mit knapp 60.000 Euro in der Preisliste?

Den Unterschied erkennt man daran, dass das E einmal vor und einmal nach 500 steht. Im Grunde handelt es sich bei dem 500 E um eine völlige Neukonstruktion, zumindest was die Antriebselemente anbetrifft. Ein kleinerer, effizienterer Motor von Linde, eine um die Hälfte verkleinerte Batterie, ein besseres Batteriemanagement und eine gründliche Überarbeitung des Herstellprozesses reduzieren die Kosten um ca. 20.000 Euro.

Den Rest spendiert die Bundesregierung! - Wer bisher der Meinung war, in Deutschland werde der Kauf von Elektromobilen nicht direkt bezuschusst, muss sich vom cleveren Herrn Karabag eines Besseren belehren lassen. Er deklariert einfach seine Fahrzeuge als förderwürdige Weiterentwicklung um, und gibt flugs die Fördergelder an seine Kunden weiter. Das reicht natürlich nicht für beliebig viele Fahrzeuge, sondern lediglich für 200 Stück.

Die Bundesregierung subventioniert also jedes dieser 200 Fahrzeuge mit ca. 20.000 Euro. Das ergibt ein hübsches Sümmchen von rund 4 Mio. Euro. Da freut sich doch der Steuerzahler, dass mit Hilfe seiner Steuergelder auf einen Schlag gleich 200 relativ kostengünstige und vermeintlich umweltfreundliche Elektromobile auf die Straße kommen.


 
 
In zwei Schritten vom Karabag E500 zum Karabag 500 E

Die (un)kritischen Medien jedenfalls sind unisono restlos begeistert und werten die Aktion als Beweis für den kurz bevorstehenden Durchbruch des Elektrofahrzeuges. In Wirklichkeit zeigt sich einmal mehr, dass wir von einer echten Konkurrenz zum Verbrennungsantrieb noch Lichtjahre entfernt sind. Ob Sirri Karabag mit seinem „Geniestreich“ der Elektromobilität einen Gefallen erweist, muss sich erst noch herausstellen.

Rechnet man in die Leasingraten die Förderung von 20.000 € mit ein, sieht die Kostenbilanz plötzlich ganz anders aus.

 

Kostenbilanz ohne Förderanteil durch die Bundesregierung

Ex und hopp?

Was passiert mit der „Batterie auf Rädern“, wie spöttische Zeitgenossen das Elektromobil gerne bezeichnen, nach Überschreiten des Verfallsdatums, also nach vier Jahren?

Eine Lithium-Ionen-Batterie ist nach wenigen hundert Ladezyklen am Ende. Bei einer Laufstrecke von 30.000 Kilometern und einer Reichweite von 90 Kilometern fallen unter Berücksichtigung von Kälte und Alterung mindestens 400 Voll-Ladezyklen an. Selbst bei optimaler Pflege hätten die Li-Ion-Zellen ihre besten Tage hinter sich. Im Automobil herrschen aber rauere Bedingungen als in einem Laptop oder Handy.
Dummerweise ist die Batterie das teuerste Bauteil und verschlingt etwa die Hälfte der Fahrzeugkosten. Welchen Restwert hat ein vier Jahre altes Elektrofahrzeug ohne Batterie? Wie geht Sirri Karabag damit um? Spendiert er wirklich eine neue Batterie, diesmal ohne Subventionierung durch den Steuerzahler, und verkauft die Fahrzeuge wieder? Kommt die Elektronik mit einem neueren Batteriestand überhaupt zurecht?

Wahrscheinlich verschrottet Sirri Karabag gleich das ganze Fahrzeug oder verramscht es an Edelbastler. Damit sind wir endlich auch beim Automobil dort angelangt, wo wir mit all den Elektrogeräten schon lange sind - beim Wegwerfartikel. Die Automobilindustrie freut sich, die Umwelt weniger.

Vergleich Äpfel mit Birnen?

Der Vergleich auf Kostenbasis vernachlässigte ganz bewusst alle übrigen Kriterien. Deshalb zur Erinnerung noch einmal die wichtigsten Leistungsdaten im direkten Vergleich:


 
Vergleich der Leistungsdaten

Kann man diese beiden Fahrzeuge ruhigen Gewissens miteinander vergleichen? Die Fahrleistungen rücken den Karabag wohl eher in Richtung Golfplatz. Auf mitteleuropäischen Straßen hat man damit nichts verloren, nicht einmal in der Innenstadt. Noch dazu handelt es sich bei den Werten um rein fiktive Zahlen. Zum Beispiel kommt die Reichweite nur dadurch zustande, dass von den verfügbaren 28 kW durchschnittlich nur knapp 5 kW abgerufen werden. Wollte man die volle Leistung tatsächlich ausschöpfen, würde die Reichweite auf kümmerliche 40 Kilometer schrumpfen. Da empfiehlt sich dann eine fest installierte Abschleppvorrichtung.

Gleiches Recht für alle!

Was für Elektromobile recht ist, ist für Verbrennungsfahrzeuge noch lange nicht billig. Zumindest nicht in der einschlägigen Presse. Von Anfang an legten die Journalisten zweierlei Maßstäbe an, und drückten beim Elektroantrieb beide Augen zu. Daran hat sich bis heute nichts geändert.

Was erwartet man nicht alles vom Verbrennungsantrieb - als Selbstverständlichkeit:

Selbstverständlich kann man die Höchstgeschwindigkeit beliebig lange halten.
Selbstverständlich ist die maximale Beschleunigung beliebig oft hintereinander abrufbar.
Selbstverständlich ist die Leistung am 31. Dezember um Mitternacht die gleiche wie am 31. Juni um die Mittagszeit.
Selbstverständlich hat die Maschine nach100.000 Kilometern noch die gleiche Leistung wie zu Anfang.
Selbstverständlich springt der Motor nach drei Monaten Standzeit problemlos an und läuft, als ob nichts wäre.
Selbstverständlich wirkt sich der Tankpegel nicht auf die Leistung aus.

Für Elektromobile scheint das alles nicht zu gelten.
Die elektronisch begrenzte Höchstgeschwindigkeit ist wegen Überhitzung der Komponenten nur für kurze Zeit abrufbar.
Das gleiche gilt für die Beschleunigung.
Tieftemperaturen wirken sich dramatisch auf die Reichweite aus, Hochtemperaturen verträgt die sensible Li-Ion-Batterie ebenfalls nur schlecht.
Die Batterie altert. Damit sinkt die Leistungsfähigkeit.
Im Stillstand verliert die Batterie Energie durch Selbstentladung. Sie sollte tunlichst immer an der Steckdose hängen.
Die Leistung sinkt mit dem Ladepegel.

Überträgt man das reduzierte Anforderungsprofil auf den Verbrennungsmotor, bieten sich mehrere Ansatzpunkte, diesem das Leben zu erleichtern.

Eine elektronisch begrenzte Höchstgeschwindigkeit.
Eine eingeschränkte Verfügbarkeit der maximalen Beschleunigung.
Eine Reduzierung des Zeitanteils, in dem die maximale Leistung zur Verfügung stehen muss.

Vergleich Audi A1 1.2 TFSI mit Nissan Leaf

Auf der Basis des Fiat 500 macht der Versuch, den Verbrennungsmotor auf die Leistung des Elektroantriebs zu reduzieren, keinen Sinn. Zu kümmerlich sind die absoluten Werte des Karabag 500 E. Für die Leistungsnivellierung sucht man sich besser einen ebenbürtigeren Sparringspartner.

Für unser Vorhaben wählen wir deshalb statt des Karabags einen etwas „erwachseneren“ Vertreter der Elektrozunft. Außerdem muss man ihn im Handel wie ein normales Auto kaufen können, nicht nur leasen, und aus Gründen der Vergleichbarkeit muss er von einem Großunternehmen stammen. Die Wahl fällt auf den Nissan Leaf. An der Verbrennungsfront setzen wir auf den Audi A1 mit 4-Zylinder Benzinmotor, wie üblich nach dem Downsizing-Prinzip mit Abgasturbolader aufgeladen.

 
 
A1 und Nissan Leaf) Audi A1 und Nissan Leaf, eine Begegnung auf Augenhöhe?

 
Technische Daten Audi A1 1.2 TFSI und Nissan Leaf

Die beiden Kandidaten wurden vor allem wegen ihres identischen Beschleunigungsvermögens bis 100 km/h ausgewählt. Während aber der Audi bis zu seiner Endgeschwindigkeit von 180 km/h durchzieht, streicht der Nissan bei 145 km/h die Segel elektronisch – er regelt ab. Und das, wie bereits erwähnt, aus gutem Grund, weil die für eine höhere Geschwindigkeit erforderliche Leistung nicht dauerhaft erbracht werden kann, ohne sämtliche elektrischen und elektronischen Bauteile zu überhitzen.

Das hört sich für einen normalen Autofahrer eigenartig an, wir können das aber mit einem relativ aktuellen Beispiel belegen: Bei einer „Rekordfahrt“ mit einem E-Fahrzeug auf der Nürburgring-Nordschleife konnte z.B. eine noch bessere Zeit nicht erreicht werden, da auf der „Döttinger Höhe“ (um zwei Kilometer geradeaus) nicht mehr die theoretisch mögliche Höchstgeschwindigkeit abrufbar war. Die elektrischen und elektronischen Bauteile waren überhitzt. - Es wäre also schneller gegangen – wenn es nicht ein E-Automobil gewesen wäre.

Wenn wir also bei unserem  „Vergleich“  vergleichbare Voraussetzungen schaffen wollen, müssen wir das Automobil mit Verbrennungsmotor „einbremsen“. Für den Audi heißt das nichts anderes, als auch ihn bei 145 km/h abzuregeln. Leider bringt uns das bzgl. des Praxisverbrauchs vorerst keinen Schritt weiter, denn bei dessen Ermittlung spielen die Zeitanteile oberhalb dieser Marke keine Rolle. Man muss den Hebel woanders ansetzen.

Wir reduzieren einfach mal die Motorleistung auf den dieser Geschwindigkeit entsprechenden Wert. Im Gegensatz zum weit verbreiteten „Down-Sizing“ versuchen wir es mit einem „Down-Powering“.

Die für 145 km/h erforderliche Leistung beträgt etwa 50 PS. - 42 Prozent weniger Leistung für 25 Prozent weniger Geschwindigkeit – kann das stimmen? - Ja, der Grund liegt in der progressiven Leistungskennlinie über der Geschwindigkeit. Die Leistung steigt ungefähr mit der dritten Potenz der Geschwindigkeit. Das bedeutet bei doppelter Geschwindigkeit die achtfache Leistung. Das folgende Diagramm veranschaulicht diesen Zusammenhang.


 
Progressivität der  Leistung über der Geschwindigkeit

Allerdings besteht der verbrauchsmindernde Effekt des Down-Powering nicht etwa darin, dass der Motor jetzt weniger leisten muss. Absolut gesehen muss er in der täglichen Praxis genau so viel leisten wie vorher. Relativ gesehen muss er sogar erheblich mehr leisten. Aber genau darin besteht der Einspareffekt. Denn der Motor läuft jetzt wesentlich häufiger im Bereich eines besseren Wirkungsgrades.

Den besten Wirkungsgrad erreicht ein Benzinmotor bei niedrigen Drehzahlen knapp unter Volllast. Im Teillastbereich sinkt der Wirkungsgrad ab, und zwar umso mehr, je weiter die Momentanleistung vom Bestpunkt entfernt ist. Angenommen, der ursprüngliche Motor hat seinen Bestpunkt bei 60 PS, der leistungsreduzierte  Motor bei  30 PS. Für eine Geschwindigkeit von 100 km/h benötigt das Fahrzeug 20 PS. Der Abstand zum Bestpunkt beträgt einmal 40 PS, im anderen Fall nur 10 PS.

Die durchschnittliche Geschwindigkeit auf Deutschlands Straßen über alle PKWs beträgt 55 km/h. Die dafür erforderliche Leistung beträgt weniger als 10 PS. Daraus ersieht man den großen Unterschied zwischen der Leistungsfähigkeit unserer heutigen Fahrzeuge, und der Leistung die man die meiste Zeit beansprucht. Klar, dass der schwächere Motor wesentlich effizienter läuft.

Bestpunkt bei niedrigen Drehzahlen und annähernd Volllast - daraus ergeben sich Hinweise für die Motorauslegung: Relativ großer Hubraum, niedrige Drehzahlen, niedrige Literleistung.

Beim Audi machen wir uns die Sache einfach: Wir behalten den Grundmotor bei und entfernen den Abgasturbolader samt seiner Komponenten.  Die Verdichtung wird erhöht, Ventilsteuerzeiten, Ansaug- und Auspufflängen werden auf geringstmögliche Füllverluste abgestimmt. So könnte der Vergleich der Kennlinien vor und nach dem Down-Powering in etwa aussehen.


 
Leistungskennlinien im Vergleich: 1.2 TFSI-Motor und 1.2 Motor ohne Aufladung

Und der Effekt? Grob geschätzt bewirkt diese Maßnahme eine Verbrauchssenkung von mindestens 15 Prozent.

Leistungsspritze bei Bedarf

Jetzt haben wir uns aber ein Problem eingehandelt. Mit 50 PS erreicht der Motor nicht mehr die Beschleunigungswerte des Nissan Leaf, denn bei dem zerren immerhin 109 PS der Antriebsachse - wenn auch nur kurzzeitig. Kurzzeitig – so lautet der entscheidende Hinweis.  Man darf auf keinen Fall vergessen, dass bei einer Reichweite von 109 sanft gefahrenen Kilometern die volle Beschleunigungsleistung fast nie abgerufen wird – der Reichweite zuliebe. Denn beim vollen Durchtreten des Strompedals rauscht die Reichweitenanzeige schneller in den Keller als die Geschwindigkeit ansteigt.

Kurzzeitige, nicht beliebig häufige Beschleunigungen lassen sich auch beim Benzinmotor mit wenig Aufwand realisieren. Man braucht dazu lediglich einen Boost-Effekt, den man mit verschiedenen Methoden erreichen kann. Hier zunächst eine Aufzählung möglicher Varianten, um sie anschließend im Einzelnen etwas näher zu beleuchten.

Sauerstoffeinblasung;
Lachgaseinspritzung;
Nitroeinspritzung;
Mechanischer Kompressor, bei Bedarf an den Motor angekoppelt
Elektromechanischer Kompressor
Unterstützung durch Elektromaschine

Sauerstoffeinblasung:

Luft enthält lediglich 21 Volumenprozente Sauerstoff. Würde man dem Motor reinen Sauerstoff zuführen, stiege die Leistung schlagartig auf das Fünffache. Wir benötigen aber nur eine Steigerung um 70 Prozent, das bedeutet, den Sauerstoffanteil der Luft von 21 Prozent auf 36 Prozent anzuheben. Eine handelsübliche Sauerstoffflasche mit 10 Litern und 200 bar reicht für ca. 250 Sekunden volle Leistung oder 25 Beschleunigungsvorgänge á 10 Sekunden.

Mehr schafft auch das Elektromobil nicht, nur dass bei diesem die Lichter nach der letzten Beschleunigung vollständig ausgehen, während unser Verbrennungsfahrzeug mit 50 PS lustig weiterschnurrt.


Käufliche Sauerstoffflasche mit 10 Litern und 200 bar

Ist die Flasche leer, wechselt man sie an der Tankstelle aus oder füllt sie nach. In der Praxis würde man zwei Flaschen installieren, um erstens die Boost-Reichweite zu verlängern, und zweitens, immer eine Flasche problemlos völlig leerfahren zu können und bei nächster Gelegenheit nachzufüllen bzw. zu wechseln. Eine Flasche wiegt 17 Kilogramm bei einem Volumen von etwas über 10 Litern, lässt sich also problemlos im Kofferraum unterbringen.

Lachgaseinspritzung:

Sauerstoffeinblasung führt sehr schnell zur Überhitzung. Besser eignet sich die Einspritzung von flüssigem Distickstoffmonoxid N2O, besser bekannt unter dem Begriff Lachgas. Die Methode bewirkt eine Leistungssteigerung bis 50 Prozent, also für unsere Zwecke nur knapp ausreichend. Sie wurde für die Kampfflugzeuge des zweiten Weltkriegs entwickelt. Dort wurde das Gas gekühlt bei Temperaturen unter – 90°C eingesetzt. Im Automobil kann man sich den Kühlaufwand schenken, denn eine Verflüssigung findet bereits bei 80 bar statt. Also eigentlich ideale Voraussetzungen für den Einsatz als kurzzeitige Leistungsspritze.

Kein Licht ohne Schatten. Lachgas ist 256mal klimaschädlicher als CO2und wird momentan als Klimakiller Nr. 1 gesehen. Obwohl die größten Mengen in der Landwirtschaft durch Stickstoffdünger freigesetzt werden (Stichwort Biomais), kann man dieser Methode keine Zukunft bescheinigen.

Nitromethan-Zugabe:

„Need for Speed“-Anhänger kennen eine einfache Methode der kurzzeitigen Leistungssteigerung, die Nitroeinspritzung. Im Internet werden die beiden Methoden Lachgas- und Nitromethaneinspritzung gerne verwechselt. Bei Nitromethan CH3NO2 handelt es sich um einen gegenüber Benzin energiehaltigeren Kraftstoff, der den Sauerstoff zur Verbrennung bereits mitbringt. Bei reiner Nitromethaneinspritzung steigt die Leistung etwa auf das  doppelte. Drag-Racing Fahrzeuge verwenden 85 Prozent Nitromethan, ebenso bestimmte Modellflugzeugmotoren.


 
Drag Racing

 
 
Modellmotor

Eine Vormischung des Benzins mit Nitromethan kommt für unsere Zwecke nicht in Frage. Besser eignet sich ein eigenes Kraftstoffversorgungssystem mit einer zweiten Direkt-Einspritzanlage nur für das Nitromethan. Sicherlich kein geringer Aufwand, aber schließlich entfällt dafür das gesamte Abgasturboladersystem. Unterm Strich in der theoretisch möglichen Serienfertigung vermutlich ein Nullsummenspiel.

In der täglichen Praxis erscheint diese Form der Leistungsspritze den beiden anderen Varianten überlegen, denn man kann, genauso wie bei der Scheibenwaschanlage, das Nitromethan in einem kleinen, separaten Tank bunkern und bei Bedarf nachfüllen. Eine neue Geschäftsidee für die sog. Quengelzone an der Supermarktkasse?

Neben den Alkoholminis stehen Fläschchen mit Nitromethan für den besonderen Leistungskick am Wochenende - Leistung nach Bedarf eben. Leider macht uns hier, ebenso wie bei Lachgas, die schlechte Klimabilanz dieses Treibstoffs einen Strich durch die Rechnung.

Mechanischer Kompressor:

Bei Bedarf an den Motor angekoppelte mechanisch angetriebene Kompressoren waren eine gewisse Zeit lang eine beliebte Alternative zum Abgasturbolader. Ihr Problem ist, dass sie ständig mitlaufen, auch wenn man sie nicht benötigt, und dass sie auf diese Weise Energie vernichten. Der Trick besteht also darin, den Kompressor nur bei Bedarf anzukoppeln.


 
Mechanischer Kompressor in einem PKW

Theoretisch wäre diese Technik relativ einfach umsetzbar. In der Praxis muss man mit einer gewissen Verzögerungszeit rechnen, bis die volle Leistung zur Verfügung steht, ähnlich dem bekannten Turboloch. Abhilfe könnte ein kleines Zwischenvolumen (Druckspeicher) schaffen, das der Kompressor immer dann aufpumpt, wenn er nicht mit der Aufladung des Motors beschäftigt ist.

Elektromechanischer Kompressor:

Bedarfsorientiert laufende Aggregate werden zunehmend von Elektromotoren angetrieben statt vom Verbrennungsmotor, beispielsweise Wasserpumpen, Ölpumpen, Lüfter usw. Sie sind hervorragend regelbar und vernichten nur dann Energie, wenn man sie wirklich braucht – eigentlich ideale Voraussetzungen für eine kurzzeitige Leistungsspritze.

Der Pferdefuß an der Sache ist neben der Belastung des Bordnetzes die Erwärmung der Luft bei der Verdichtung, was durch ein Kühlsystem auf verträgliche Größenordnungen zurückgeführt werden muss. Im Vergleich zum Abgasturbolader hat dieses System den entscheidenden Vorteil, dass es nur kurzzeitig wirkt, während der Abgasturbolader permanent verdichtete Luft in die Zylinder befördert, was den Kühlbedarf enorm in die Höhe treibt.

Zwischenstand der kurzzeitigen Leistungssteigerung:

Den fünf bisher besprochenen Varianten der Leistungsspritze gemeinsam ist, dass sie die Leistung des vorhandenen Verbrennungsmotors steigern – kurzzeitig steigern. Die dazu notwendige Energie kann man statistisch vernachlässigen, zu selten kommt sie in der täglichen Praxis zum Einsatz. Als Ausgleich zu den Mehrkosten durch die zusätzlichen Komponenten können aufwendige Motormaßnahmen entfallen. Nicht nur der Abgasturbolader samt seiner Peripherie, sondern auch aufwendigste Ventilsteuerungsmechanismen sind überflüssig. Ja sogar auf zwei obenliegende Nockenwellen und vier Ventile kann man verzichten. Außerdem - selbst wenn es ein paar Euro kostet - der preisliche Abstand zum Elektromobil ist immer noch riesengroß.

Elektromotorisches Boosten:

Bisher haben manche Elektromobile einen Verbrennungsmotor als Range-Extender. Wir drehen den Spieß einfach um und ergänzen den Verbrennungsmotor durch einen elektrischen Power-Extender.

Man nehme eine Elektromaschine mit 36 PS, und stelle sie dem Verbrennungsmotor mit 50 PS als Beschleunigungshilfe zur Seite – schon verfügt man über 86 PS Gesamtleistung.

Dieser Gedanke spielte bei der „Erfindung“ des Hybridantriebs bei Toyota eine entscheidende Rolle. Zum Beispiel findet man beim Toyota Prius sämtliche Elemente dieser Strategie. Die Höchstgeschwindigkeit ist elektronisch auf 180 km/h begrenzt, 100 km/h erreicht er in 10,4 s. Der Verbrennungsmotor leistet 99 PS (73 kW), die Elektromaschine 81 PS (60kW). Die Systemleistung (!) beträgt 136 PS (100 kW). (Sie ergibt sich nicht aus der Addition beider Antriebsmotoren.)


Toyota Prius II

Etwas über 25.000 Euro kostet der Prius II. Dem ausgesprochen günstigen ECE-Verbrauch von 3,9 L/100km steht ein deutlich höherer Praxisverbrauch von ca. 5,5 L/100km gegenüber. Im Vergleich zu Benzinfahrzeugen in der Leistungsklasse um 125 PS immer noch ein guter Wert, denn deren Testverbräuche liegen im Schnitt bei 8,5 L/100km (Quelle „ams“- Testjahrbuch 2012). Preislich allerdings spielen die meisten dieser Vergleichsfahrzeuge in einer anderen Liga, denn sie kosten im Mittel nicht mehr als etwa 20.000 Euro. Der Prius ist also unter ökonomischen Gesichtspunkten eine fragwürdige Investition, denn sie rechnet sich erst nach etwa 40.000 Kilometern.

Zweiter und größter Nachteil des Toyota-Konzepts ist die nicht vorhandene Flexibilität der Antriebskomponenten. Verbrennungsmotor, Elektromaschine und automatisches Getriebe sind perfekt aufeinander abgestimmt und zu einer Gesamteinheit verschmolzen. Diese Bauweise lässt aber keine Variationen der einzelnen Komponenten zu.


 
Antrieb des Toyota Prius

Die Peugeot-Ingenieure sind da schon einen Schritt weiter. Sie verfolgen eine Strategie der strikten Trennung der beiden Antriebspartner.

 

Peugeot 3008 Hybrid 4

Der Verbrennungsmotor sitzt vorne und treibt die Vorderachse, die Elektromaschine sitzt hinten und treibt die Hinterachse an. Dadurch bietet sich die Möglichkeit, die beiden Antriebe völlig unabhängig voneinander zu dimensionieren, oder wie im vorliegenden Fall, statt eines Benzinmotors ein Dieselaggregat zu verwenden. Einen Allradantrieb bekommt man auf diese Weise „geschenkt“.

Für unser „Motor-KRITIK-Denkmobil“ würden wir dem modularen Peugeot-Konzept auf jeden Fall den Vorrang vor der hoch integrierten Prius-Bauweise einräumen.

Und damit wissen Sie dann auch, warum in dieser Geschichte nicht vom Volvo-“Allrad“, aktuell mit Preisen dekoriert, hier die Rede ist. Dieser Volvo ist nach unserer Auffassung nur eine Variante der Peugeot-Lösung. Sie ist allerdings eine Variante (aus unserer Sicht!), an der man verdeutlichen kann, wie man es nicht machen sollte. (Vielleicht gibt’s mit diesem „Aufhänger“ sogar noch mal eine neue Geschichte, die auf die Details eingeht.)

Rekuperation – das unbekannte Wesen

Bis zu diesem Punkt beruht die Kraftstoffeinsparung allein auf der ökonomischen Überlegenheit des schwächer ausgelegten Verbrennungsmotors. Die mit einer Elektromaschine mögliche Bremsenergierückgewinnung (Rekuperation) ist dabei noch nicht berücksichtigt. Allerdings wird deren Potential in den Medien und auch von den meisten Technikern weit überschätzt. Im Wesentlichen beruht die Fehleinschätzung auf drei fundamentalen Irrtümern.

Irrtum Nr. 1:   Die Leistung, die bei einer Verzögerung anfällt, wird im Verhältnis zur Leistungsfähigkeit des Rekuperationssystems gewaltig unterschätzt.
Irrtum Nr. 2:  Die Arbeit (= Energie) die bei einer Verzögerung anfällt, wird erheblich überschätzt.
Irrtum Nr. 3:  Der Wirkungsgrad der Energierückgewinnung wird hoffnungslos überschätzt.

Zu Irrtum Nr. 1: Leistung bei Verzögerung

Welche Leistungen beim Verzögern auftreten zeigt das folgende Diagramm. Gerechnet wurde es für ein Fahrzeuggewicht von 1.500 Kilogramm.


 
Diagramm:  Bremsleistung bei Verzögerung

Bei einer Vollverzögerung aus 100 km/h leistet die Bremsanlage mehr als 200 kW (275 PS). Diese Größenordnungen sind für Rekuperation völlig uninteressant, schon eher für die Auslegung der Radbremsen. Zum Glück werden in der täglichen Praxis Verzögerungen von 3 m/s² nur äußerst selten überschritten. Deshalb muss man diesen Bereich näher unter die Lupe nehmen.


 
Diagramm:  Bremsleistung über Geschwindigkeit

36 PS bzw. 26 kW leistet unsere Elektromaschine, und zwar unabhängig davon, ob sie antreibt oder rekuperiert. Leistungen oberhalb 26 kW sind von dieser Maschine nicht nutzbar.

Ein zweiter, noch stärker limitierender Faktor ist die zulässige Ladeleistung der Batterie. Batterien können sehr hohe Leistungen abgeben, verkraften aber nur niedrige Leistungen beim Aufladen. Die typische Schnellladedauer eines leeren Akkus beträgt ca. 2 Stunden.

Angenommen unsere Batterie hätte eine Kapazität von 10 kWh, so könnte man sie mit maximal 5 kW beaufschlagen, ohne sie dauerhaft zu schädigen. Die Energie einer Verzögerung von 1 m/s² kann nur bis 25 km/h vollständig rekuperiert werden.

Halten wir also fest, hohe Geschwindigkeiten und hohe Verzögerungen überfordern sehr schnell das Rekuperationssystem. Gut nutzbar sind moderate Geschwindigkeiten und Verzögerungen, wie sie in der täglichen Fahrpraxis sehr häufig auftreten. Hier lauert aber schon der nächste Denkfehler, nämlich der Gehalt an kinetischer Energie in diesem Spektrum.

Zu Irrtum Nr. 2: Kinetische Energie

Ein Fahrzeug weist bei einer bestimmten Geschwindigkeit ein bestimmtes Maß an kinetischer Energie auf. Bei einer Bremsung/Verzögerung wird diese Energie vernichtet.


 
Diagramm: Energie über Geschwindigkeit

Die Kurve gilt für den Energiegehalt gegenüber 0 km/h. Die Energie anderer Bremsvorgänge kann man aus dem Diagramm abgreifen. Von 50 auf 40 km/h ergibt sich beispielsweise eine Energie von etwa 50 Kilowattsekunden (kWs). Hier sieht man bereits den ersten Konflikt: Höhere Energiebeträge fallen nur bei höheren Geschwindigkeiten an. Die aber spielen in der täglichen Fahrpraxis kaum eine Rolle, und wenn tatsächlich gebremst wird, kann das Rekuperationssystem damit nichts anfangen.

Das ist aber leider noch nicht alles. Die Energie, die bei einer Verzögerung vernichtet wird, ist unabhängig von der Stärke der Verzögerung. Die Rede ist bewusst von Verzögerung und nicht von Bremsung, denn an der Verzögerung sind mehrere Faktoren beteiligt: Luftwiderstand, Rollwiderstand und nicht zu vergessen, die Motorbremse. Was durch diese drei Faktoren vernichtet wird, geht dem Rekuperationssystem verloren.

In dem für uns uninteressanten Geschwindigkeitsbereich oberhalb 150 km/h dominiert der Luftwiderstand. Im entscheidenden Bereich unterhalb 100 km/h dominiert die Motorbremse mit einer Bremswirkung von 0,3 bis 0,5 m/s². Wenn also der Fahrer bei 50 km/h das Gaspedal loslässt, erzeugt er bereits eine Bremsleistung von 4 bis 5 kW, ohne das Bremspedal zu berühren.

Potential „Segeln“:

Diese Erkenntnis ist die Geburtsstunde des sogenannten Segelns. Bevor man dem Verbrennungsmotor eine Chance lässt, Energie zu vernichten, trennt man ihn von den Rädern, und überlässt dem Rekuperationssystem die Aufgabe, das Fahrzeug zu verzögern. Es übernimmt sozusagen die Arbeit der Motorbremse.

Ganz automatisch entsteht so zwischen Antreiben und Bremsen ein Bereich,  in dem das Fahrzeug frei rollt, also „segelt“, nur gebremst durch Luft- und Rollwiderstand. Dieser Bereich ist energetisch von größter Bedeutung, denn dort wird weder Energie zugeführt, noch Energie vernichtet (bis auf Luft- und Rollwiderstand). Also eigentlich der Idealzustand.

Man kann diesen Zustand selbst erzeugen, indem man bei seinem Fahrzeug auf die Kupplung tritt oder auf N schaltet. Oder beim Fahrrad mit Freilauf aufhört zu treten. Man ist überrascht, wie langsam sich ohne Motorbremse Geschwindigkeit abbaut und wie weit das Fahrzeug „segelt“.

Diesen „Segeleffekt“ nutzen sämtliche Hybridfahrzeuge, natürlich auch der Prius II. (Elektrofahrzeuge segeln automatisch in dem Bereich zwischen antreiben und rekuperieren.) Der Segeleffekt bewirkt eine Kraftstoffersparnis in der Größenordnung von 10 Prozent, und liegt damit deutlich über der eigentlichen Rekuperation.

Was ist das Problem der Rekuperation? Nehmen wir beispielsweise eine Verzögerung von 50 km/h herunter auf 30 km/h, so erhalten wir eine Energie von ca. 100 kWs, oder umgerechnet 0,03 kWh. Um eine einzige Kilowattstunde Energie zu gewinnen, muss man also diesen Vorgang 33mal wiederholen. Aber nur, wenn man den Wirkungsgrad des Rekuperationssystems außer Acht lässt, was aber ein sträflicher Fehler ist, wie wir im nächsten Kapitel gleich sehen.

Zu Irrtum 3: Wirkungsgrad der elektrischen Rekuperation

Die Elektromaschine nimmt die Leistung auf, leitet sie zur Verarbeitung an die Leistungselektronik weiter, und diese wiederum speist sie in die Batterie. Bei jeder Stufe gehen etwa 15 Prozent Energie verloren. Beim Antreiben geschieht das Gleiche in umgekehrter Richtung, mit Verlusten in der gleichen Größenordnung. So gehen von der aufgenommenen Bremsenergie auf dem Weg zurück zur Straße ca. 2/3 verloren. Um 1 kWh Energie zu rekuperieren, muss man also die Bremsung von 50 auf 30 km/h nicht nur 33mal sondern 100mal wiederholen!

Zwischenstand Gesamteinsparung:

Die Kraftstoffeinsparung des Toyota Prius II gegenüber gleichwertigen Konkurrenten beträgt 35 Prozent. Sie setzt sich aus vier Komponenten zusammen:

15 %  schwächerer Motor
10 %  Segeln
  5 %  Rekuperation
  5 %  Aerodynamik und Reifen

Lassen wir den letzten Punkt beiseite, ergibt sich in unserem Beispiel eine Kraftstoffeinsparung von 30 Prozent gegenüber der Ausgangssituation. Wir sind also bei dem Audi A1 schon bei einer Verbrauchsreduzierung von 6,5 auf 4,5 L/100km angelangt. Aber es geht noch besser.

Potential Zylinderabschaltung:

Wie wir gesehen haben, sind im Stadtbereich selbst 50 PS die meiste Zeit völlig übertrieben. Das Bummeln in der Kolonne kann man bequem auch mit der Hälfte der Leistung absolvieren, von kurzzeitigen Beschleunigungen abgesehen. Auf die Hälfte der Zylinder unseres Vierzylinders könnte man in diesen Situationen getrost verzichten. Die Lösung wäre eine mechanische Trennung an der Kurbelwelle, was aber vom Aufwand her zum Scheitern verurteilt ist.

Deshalb lassen sich die Ingenieure bei VW, Audi und Mercedes gerade etwas „Neues“ einfallen. (Eigentlich ein „alter Hut“, nur bisher nicht konsequent genug umgesetzt.) Sie spendieren den überflüssigen Zylindern nicht nur keinen Kraftstoff mehr, sondern lassen deren Ventile geschlossen, so dass die eingeschlossene Luft wie eine Feder wirkt. Allein die Kraftstoffzufuhr zu unterbinden würde das energievernichtende Schleppmoment der Zylinder nicht aufheben.


Nockenwellenmechanik zur Zylinderabschaltung

Zum Ausgleich müssen sich die übrigen Zylinder doppelt so stark anstrengen, und geraten dadurch automatisch in den Bereich eines wesentlich besseren Wirkungsgrades. Im Prinzip der gleiche Effekt, den wir schon vom „Down-Powering“ her kennen. Verbrauchseinsparungen in der Größenordnung von 10 bis 15 Prozent sind das Ergebnis. Diese Technik wollen wir natürlich bei unserem Konzept ebenfalls nutzen. Die Einsparung dürfen wir allerdings nicht auf den Ausgangsverbrauch beziehen, sondern auf den bereits reduzierten Verbrauch von 4,5 L/100km. Konservativ gerechnet sinkt der Verbrauch auf rund 4 L/100km.

Wie schon bei der Leistungsreduzierung erübrigen sich aufwendige Ventilsteuerzeiten- und Ventilhubverstellungen, so dass unterm Strich keine Mehrkosten entstehen.

Potential Getriebe:

Automatikgetriebe mit hydrodynamischem Wandler kosten gegenüber einem herkömmlichen Schaltgetriebe Kraftstoff. Nicht umsonst benötigen diese Getriebe einen eigenen Ölkühler. Das Optimierungsbestreben lässt die Zahl der Gänge in die Höhe schnellen. Acht Gänge sind momentan Stand der Technik, neun in Vorbereitung.


 
Achtgang-Automatik-Getriebe von ZF

Automatik ohne Verbrauchsnachteile lautet die Motivation für das DSG/DKG (Direktschaltgetriebe/Doppelkupplungsgetriebe). Wobei man damit den Teufel mit dem Beelzebub austreibt, denn der Aufwand ist nicht wesentlich geringer als bei der „normalen“ Automatik.

Der Leistungsbedarf eines Getriebes steigt mit der Anzahl der im Eingriff befindlichen Zahnräder. Eine simple Tatsache, die einen Großteil der Ganginflation ad absurdum führt. Ökonomisch unschlagbar ist immer noch das Schaltgetriebe. Leider sind die Ansätze, dieses auf Automatik hochzurüsten, an der Zugkraftunterbrechung beim Gangwechsel gescheitert – bisher. Denn genau hier kann die Elektromaschine hilfreich einspringen und diese Zugkraftlücke ausbügeln.


 
6-Gang automatisiertes Schaltgetriebe SMG

Die Beschränkung der Höchstgeschwindigkeit beschert uns noch eine weitere Möglichkeit zum Abspecken, denn auf einen sechsten oder gar siebten Gang kann man problemlos verzichten.

Dieses Getriebekonzept vereinigt die Vorteile beider Welten. Es arbeitet so ökonomisch wie ein Schaltgetriebe, und es bietet die schaltstrategischen Vorteile von Automatikgetrieben. Abgesehen davon ist es kostengünstiger und leichter. Die Kraftstoffeinsparung liegt, vorsichtig geschätzt, in der Größenordnung von 5 Prozent.

Lithium-Ionen-Batterie:

Je nach Leistungsfähigkeit des Elektroantriebs und Betriebsstrategie kann man sich auch den Ersten und den Rückwärtsgang schenken. Dazu eignen sich vor allem Plug-In-Konzepte auf Lithium-Ionen-Basis, die den gesamten niedrigen Geschwindigkeitsbereich elektromotorisch abdecken. Mild-Hybrid Ausführungen wie der Prius II mit relativ kleinen Batterien sind dazu ungeeignet.

Allerdings bewegen sich die höherwertigen Ansätze kostenmäßig stramm in Richtung des reinen Elektroantriebs. Der im Herbst 2012 anlaufende Prius mit Plug-In-Technik ist das beste Beispiel. Er soll etwa 37.000 Euro kosten.

Die Vorteile der Plug-In-Technik sind unbestritten. Aufladung am Netz, höheres Rekuperationspotential, rein elektrisches Fahren über nennenswerte Strecken – das sind die wesentlichen Vorteile. Es stellt sich allerdings die Frage, ob der Kunde bereit ist, dafür 12.000 Euro mehr auszugeben.

Alternative Ultra-Caps

Bei Plug-In-Konzepten ist die Batterie der größte Kosten- und Gewichtstreiber. Zudem erfordert die crashsichere Unterbringung der Zellen  eine darauf abgestimmte Raumaufteilung. Es gibt aber eine Möglichkeit, den elektrischen Zusatzantrieb zu vereinfachen – mit Ultracaps (Ultra-Kondensatoren, Supercaps) statt Batterien.

Im Vergleich zu Batterien können Ultracaps nur wenig Energie speichern. Dafür verkraften sie anstandslos hohe Leistungen beim Laden und Entladen. Und das bei deutlich geringeren Verlusten, was sie für den Zweck der kurzzeitigen Leistungsspritze geradezu prädestiniert. Außerdem sind sie wesentlich häufiger zyklisierbar, und sie behalten ihre Eigenschaften über die gesamte Fahrzeuglebensdauer. Beim Blick über die vielen Automobilhersteller dieser Welt muss man leider verwundert feststellen, dass sich bisher wohl nur Mazda für diese Technik interessiert.

Rangreihenfolge der Methoden:

Von den sechs Boost-Methoden scheiden Lachgas und Nitromethan aus Umweltgesichtspunkten aus. Sauerstoffeinblasung hätte vielleicht eine geringe Chance, wenn Hersteller und Tankstellen mitziehen. Größere Chancen muss man den beiden Aufladungskonzepten einräumen, insbesondere der elektromechanische Kompressor bietet sich als preiswerte und unproblematische Lösung an.

Allein die sechste Variante, das Boosten mit Hilfe eines zusätzlichen Elektromotors, bietet mehr als nur die Kraftstoffeinsparung durch die Leistungsreduzierung des Verbrennungsmotors. Das Konzept à la Peugeot eignet sich hervorragend für das Segeln, die Zylinderabschaltung und ein automatisiertes Schaltgetriebe. Allradantrieb ist eine willkommene, kostenlose Zugabe.

Das Kapitel über die kurzzeitige Leistungssteigerung wäre unvollständig ohne den Versuch, die einzelnen Methoden zu bewerten und in eine Reihenfolge zu bringen.


Tabelle: Vergleich der verschiedenen Boost-Methoden

„Es gibt nichts umsonst.“ Dieser Spruch bewahrheitet sich hier, wenn man CO2 ernst nimmt und auf die Variante mit zusätzlichem Elektroantrieb setzt. Allerdings sind die Mehrkosten erstaunlich gering im Vergleich zur CO2-Einsparung. Wenn man dann noch, so wie AutoBild, klimaneutral tankt …? - Entschuldigung!

Audi A1 PE mit Power Extender:
Was kommt unterm Strich heraus, wenn man einen Audi A1 1.2 TSFI nach der Elektroboost-Methode aufrüstet?


 
Tabelle: Vergleich Audi A1 1.2 PE (Power-Extender) mit A1 Serienstand und Nissan Leaf

Mit 32 kWh/100km kommt er dem Nissan Leaf mit seinen 22 kWh/100km schon sehr nahe. Im CO2 verschafft er sich sogar einen deutlichen Vorteil - falls man für Strom den deutschen Strommix ansetzt, und nicht wie AutoBild den unlauteren Wert des sog. „grünen“ Stroms. Einziger Wermutstropfen: die Höchstgeschwindigkeit ist auf 145 km/h limitiert, wie beim Leaf auch. Das ist aber kein echtes Problem, denn die Trennung der beiden Antriebssysteme gestattet eine voneinander unabhängige Skalierung.

Für eine höhere Endgeschwindigkeit wählt man einfach einen stärkeren Verbrennungsmotor, für eine bessere Beschleunigung dreht man an der Leistungsschraube des Elektroantriebs. Die große Kostendifferenz zum Elektromobil bietet noch viel Gestaltungsraum.

Lotus Elise vs. Tesla Roadster:

Das Spielchen der bedarfsorientierten Leistungsspritze lässt sich in sämtlichen Leistungsklassen durchführen, z.B. auch bei Sportfahrzeugen. Als Elektrofahrzeug wählen wir den sattsam bekannten Tesla Roadster (dessen Produktion Anfang 2012 eingestellt wurde), als Vergleichsfahrzeug die Lotus Elise. Bei Letzterer säße der elektrische Zusatzantrieb an der Vorderachse. 200 km/h gibt der Hersteller als Höchstgeschwindigkeit für den Tesla Roadster an. Der Elise reichen dazu 100 kW. Ein nach allen Regeln der Kunst ausgelegter Antrieb sollte in der Praxis mit 6,0 L/100km auskommen, statt den ursprünglichen 8,8 L/100km. Selbst wenn die Kosten von knapp 40.000 Euro auf 50.000 Euro ansteigen sollten – für den Preis des Tesla Roadster bekommt man exakt zwei dieser leichten, schnellen und sparsamen Elise-Varianten.

Dieselmotor vergessen?

Freunde des Selbstzünders können natürlich fragen: „Was soll die ganze Aufregung, wenn man mit einem gewöhnlichen Dieselmotor von der Stange fast den gleichen Effekt erzielt?“

Die Frage ist völlig berechtigt. Aber genau das ist das Faszinierende am geschilderten Konzept, dass damit der Benzinmotor – endlich – im Verbrauch in die Größenordnung der Dieselaggregate rückt. Davon ist er bisher, trotz aller Tricks und Anstrengungen, immer noch meilenweit entfernt. Dazu kommen die Vorteile im Emissionsverhalten hinsichtlich Feinstaubs und NOX, was beim Diesel immer noch nicht zufriedenstellend gelöst ist.

Wer aber Kraftstoffsparen perfektionieren möchte, kann das Konzept auch auf einen Dieselmotor anwenden, und dessen Verbrauch noch weiter absenken. Den Peugeot 3008 Hybrid 4 beispielsweise treibt ein Dieselmotor mit 163 PS an. Die Potentiale sind aber geringer als beim Benzinmotor, sowohl absolut als auch relativ gesehen.

Leider kann man beim Dieselmotor kaum den notwendigen Aufwand reduzieren. Zu den bereits vorhandenen Mehrkosten eines Dieselaggregates addieren sich noch die Kosten für die elektrischen Komponenten.

Wo bleibt der Fortschritt? Dreiliter-Fahrzeuge VW-Lupo und Audi A2

Dreieinhalb Liter Praxisverbrauch, waren wir nicht schon einmal bei Drei Litern? Gemeint sind die beiden Dreiliter-Fahrzeuge seligen Andenkens, der 3L-Lupo und der Audi A2. Beide stammten aus dem Jahre 1999 und hatten einen ECE-Verbrauch von exakt drei Litern Diesel.

 

 
Dreiliter Fahrzeuge VW Lupo 3L und Audi A2

Die Fahrzeuge verfügten über viele fortschrittliche Details, z.B. eine automatische Kupplung und ein automatisches sequentielles Getriebe. Damit konnte man Segeln, wobei sich sogar der Motor in der Segelphase abschaltete. Start-Stopp-Automatik war ohnehin selbstverständlich. Die fünftürige Audi-Karosserie war sogar vollständig aus Aluminium.

Leider war es in der Praxis nur unter Aufbietung sämtlicher Spartricks möglich, auf drei L/100km zu kommen. Dazu musste man beim Lupo den sog. Öko-Modus aktivieren, mit dem aber an ein entspanntes Fahren nicht zu denken war. Ein stressfreies Mitschwimmen im Verkehr bedingte den Normalmodus, und der führte zu einem Praxisverbrauch von etwa 4 L/100km.  Kein schlechter Wert, aber mit dem heutigen Stand der Technik sollten drei Liter Diesel in der Praxis möglich sein. - Nicht nur auf dem Rollenprüfstand.

VW 1Liter-Fahrzeug XL 1

In 2013 soll es soweit sein. Das Einliter-Fahrzeug von VW, der XL1 soll in Serie gehen. Wie groß ist der Abstand vom XL1 zu unserem modifizierten A1 PE?


 
VW XL1, Serienanlauf 2013

Die beiden sind nicht so weit voneinander entfernt, wie die Verbrauchsunterschiede glauben machen. Denn die 3,5 L/100km beziehen sich auf den Praxisverbrauch, während VW beim XL1 den ECE Wert angibt. In der Praxis darf man gut und gerne das Doppelte annehmen.

Worauf beruht der immer noch große Unterschied, bei annähernd identischen Fahrleistungen?


 
Vergleich Audi A1 PE und VW XL1

Der XL 1 ist bereits der zweite Aufguss des Originals, mit dem Ferdinand Piech 2002 von Wolfsburg nach Hamburg fuhr, mit Bernd Pischetsrieder auf dem Rücksitz. Mehrere Faktoren sind für den niedrigen Verbrauch verantwortlich.

Nur Zweisitzer
Karosserie aus Kohlefaser und Aluminium
Lithium-Ionen Batterien
Zweizylinder-Dieselmotor
7-Gang Doppelkupplungsgetriebe
Extrem günstiger Luftwiderstand
Schmale Räder
Plug-In-Hybrid

Angesichts dieses geballten Einsatzes an teurem High Tech schwindet die Ehrfurcht vor der Ingenieursleistung ganz gewaltig. Aber man kennt ja den Ehrgeiz des Herrn Piëch. Wenn der sich einmal etwas in den Kopf gesetzt hat, spielt der Aufwand keine Rolle mehr. Die Frage ist nur: Wer kann sich so ein Fahrzeug leisten? Und wer soll ein Fahrzeug nutzen, dessen Praxistauglichkeit zweifelhaft ist?

Über Kosten und geplante Stückzahlen schweigt sich VW wohlweislich aus. Aber man kann davon ausgehen, dass Herr Piëch bei seinen Prestigeprojekten lieber draufzahlt, als eine Fehlentwicklung zuzugeben - siehe Phaeton.

Da wäre es nach Meinung des Motor-KRITIK-Teams geschickter gewesen, den UP! als Plattform zu verwenden. Der oben skizzierte modifizierte Audi A1 würde als VW UP! sicherlich noch um einiges sparsamer und kostengünstiger ausfallen. Ein echtes Dreiliter-Benzinfahrzeug sollte unterm Strich dabei herauskommen, mit einer auf Mega-Cities zugeschnittenen Praxistauglichkeit.

Vom Nutzen einer Geschwindigkeitsbeschränkung

Was die zulässige Höchstgeschwindigkeit auf Autobahnen anbetrifft, steht Deutschland allein auf weiter Flur: Es gibt kein Limit!


 
Tempolimits weltweit

„Eine allgemeine Geschwindigkeitsbeschränkung auf deutschen Autobahnen bringt CO2-mäßig überhaupt nichts.“ Mit diesem Argument, neben anderen, stemmt sich die deutsche Automobil-Lobby, angeführt vom ADAC, seit Jahrzehnten vehement gegen ein Tempolimit auf deutschen Autobahnen. Mit „es bringt nichts“ meinen sie die Einsparung durch langsamer fahrende Fahrzeuge, und die Vertreter der freien Fahrt für freie Bürger haben sogar Recht damit.

Das vorliegende Ergebnis beweist aber die Kurzsichtigkeit dieser Argumentation. Denn man kann sicher sein, dass als Folge eines Tempolimits die Hersteller ihre Fahrzeuge entsprechend auslegen werden. Sie müssten dann eben nicht mehr stundenlang 250 km/h absolvieren können, sondern es reichen auch 200 oder 180 oder 160 km/h.

Und als nächster Schritt käme dann die kurzzeitige Leistungsspritze ins Spiel, denn eine ordentliche Beschleunigung wird an Bedeutung nicht verlieren. -  Im Gegenteil!

Die Vollgas-Lobbyisten haben aber noch einen Pfeil im Köcher, nämlich das gängige Totschlagargument: Arbeitsplätze. Damit konnten sie jede unliebsame Diskussion im Keim ersticken - bisher.

Zukünftig muss sich die deutsche Automobilindustrie die Frage gefallen lassen, ob sie sich mit der sturen Beharrung auf Höchstgeschwindigkeit nicht sogar einen empfindlichen Wettbewerbsnachteil einhandelt. Sie täte gut daran, die Toyota Hybrid-Erfolge als Warnschuss in diese Richtung zu begreifen.

Einen Bestand von ca. 40 Millionen PKW verzeichnet das statistische Bundesamt, mit Neuzulassungen von etwa 3,5 Millionen pro Jahr. Wenn jedes neue Fahrzeug 30 Prozent weniger verbraucht, beträgt die jährliche echte (!) Einsparung 2,5 Prozent vom Gesamtverbrauch. In 15 Jahren kumuliert sich das auf 30 Prozent.

Geradezu lächerlich erweist sich dagegen das angebliche Einsparpotential der Elektrofahrzeuge. 1 Million Elektromobile sollen nach dem Wunsch der Bundesregierung bis zum Jahr 2020 auf Deutschlands Straßen unterwegs sein. Das sind 2,5 Prozent. Selbst wenn diese Fahrzeuge klimaneutral unterwegs wären (was sie nicht sind!), ergäbe das 2,5 Prozent Einsparung. Um mit oben dargestelltem Szenario gleichzuziehen, müssten dann jährlich 1 Million Elektromobile zugelassen werden – eine Illusion.

Elektrofahrzeuge – eine Sackgasse?

Viele Gründe sprechen gegen einen baldigen Durchbruch bei der Elektromobilität:

Die Stromerzeugung ist alles andere als umweltfreundlich. Daran wird sich so schnell nichts ändern.
Bei ehrlicher Betrachtung sind Elektromobile kostenmäßig noch lange nicht konkurrenzfähig.
Es gibt wesentlich  wirksamere Methoden der Energie- und CO2-Einsparung, vorausgesetzt, die deutsche Autolobby rückt von ihrer High-Speed-Obsession ab.
Klimaneutral fahren kann man - angeblich - heute schon mit Verbrennungsmotoren. AutoBild beweist es.
Biosprit ist umweltfreundlicher als Biostrom. Bei dem Umweg über die Stromerzeugung geht viel zu viel Energie verloren.

Die Autoindustrie - ratlos

Wie sieht die Zukunft der Mobilität aus? Die Autohersteller sind extrem verunsichert. Diese Verunsicherung äußert sich in vielerlei Studien und Konzeptfahrzeugen. Sie zeigt sich auch in dem Glauben, auf allen Hochzeiten tanzen zu müssen.

Stirnflächen wie Scheunentore und Windkanäle bis 300 km/h garantieren leider nicht den Vorsprung durch Technik!


 
Audi Q7 V12 (2,7 Tonnen)

Neuer Audi Windkanal bis 300 km/h

Runter mit den Zylindern – rauf mit den Turboladern, ist das das richtige Rezept?

 

Fiat Zweizylinder-Motor

 
BMW Triturbo Diesel

Geht der Trend zurück zu den Anfängen der Motorisierung, diesmal auf elektrischer Basis? Von Studenten für Studenten?

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Audi Urban Concept

Elektrostudie MUTE der TUM

Oder liegt das Heil darin, noch mehr Technik in die Autos zu stopfen? Aufwendigste, völlig überzogene (natürlich innovative) Technik als grünes Alibi?


 
 
VW Touareg Hybrid

 
Porsche 918 Spyder

Technik um der Technik willen? Beispiele, wie die Zukunft des Automobils eher nicht aussehen wird?

Die deutschen Autoentwickler schaukeln sich gegenseitig hoch, um nur ja keinen Trend zu verschlafen. Dabei schießen sie oft kräftig über das Ziel hinaus und verlieren allzu gerne den Kunden aus dem Auge.

Wir, bei Motor-KRITIK, haben versucht, mit allen uns bekannten – und verfügbaren – technischen Möglichkeiten ein viele Ansprüche befriedigendes Automobil zu skizzieren. Diese Darstellung kann für unsere Leser gerne als Anregung für eine Diskussion verstanden werden. Der mögliche, offen zugängliche Kommentar-Anhang bietet da viele Möglichkeiten.

Nein, wir wären auch nicht böse, wenn diese Geschichte – in der viele Wochen (oder Monate?) Arbeit mehrerer Leute stecken – auch in manchen Werken als „Vorstandsvorlage“ empfunden würde.

Bei dem ganzen Unsinn, der fast täglich zu dem Thema „umweltfreundliches Automobil“ über uns ausgeschüttet wird, haben wir es für richtig gehalten nicht nur diese Marketing-Darstellungen (mehr ist das z.T. nicht) zu kommentieren, sondern auch einen Weg aufzuzeigen, der technisch machbar ist.

Strom oder Benzin? - Wir meinen: Beides – in der richtigen Dosierung.

Wenn es jemand besser weiß: Bitte melden!

Motor-Kritik-Teamwork/1-2012
Wilhelm Hahne stellt fest und meint:
Nero hat Selbstmord begangen. - Kurt Beck sollte einfach zurücktreten.
 
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45 Kommentare

schöne Abhandlung

,,, ob diese auch von Professor Dudenhöfer in Duisburg gelesen wird?

Interessante Argumentation

Interessante Abhandlung mit vielen stichhaltigen Argumenten. Ob aber mit Einführung eines Tempolimits auf ein paar Restkilometern freier Autobahn gleich alles um 30% effizienter wird, wage ich zu bezweifeln. Die steigender Verkehrsdichte hat das in den letzten 20 Jahren (so lange fahre ich Auto - seit Anfang an unfallfrei) bereits weitgehend gebracht, dass es (auch ohne Limit) kaum noch schneller als 110/120 irgendwo vorangeht (zumindest hier im Sueden der Republik).

Und: Schauen Sie sich doch mal den Automix in den USA oder auch in der Schweiz an...

Ich fuer meinen Teil würde mit einer Einführung eines allgemeinen Tempolimits sicher auch auf ein "fahrendes Wohnzimmer" (aka SUV) umsatteln bei dem man mit 130 so bequem wie moeglich von A nach B kommt (wenns schon so lange dauert) und das ist sicher nicht effizienter als mein kleiner Sportwagen der auch mal (auf leerer Bahn, ein paar Minuten lang) 270 faehrt...

just my 2cents

Warum wird Renault vergessen?

Renault hat den Fluence, Kangoo und den Twissy im Einsatz. Da mietet man nur eine Batterie für drei Jahre, keine Wechselkosten, wenn Leistung unter 70 % fällt. Nach drei Jahren kann man sich für eine neue Batterie (nächste Generation) mit Anschlussmietvertrag entscheiden.
Der Kangoo ZE wird im großen Stiel von der Post und Telekom eingesetzt, laden auf eigenem Gelände zu topp Konditionen. Telekom ist 3. größter Stromverbraucher in Deutschland, die haben vielleicht 8 Cent/KWh. Da rechnet sich das.

was ist mit anderen Alternativen?

Warum wird Erdgas vergessen? Deutlich länger verfügbar als Erdöl, regenerativ erzeugbar und bereits heute zu kaufen. Das einzige Problem sind die spärlich gesähten Tankstellen. Da Abhilfe zu schaffen, wäre vergleichsweise preiswert.

Vorschlag

Es gibt haufenweise Preise und Ehrungen. Aber eine wichtige fehlt:

Wilhelm Hahne sollte einen OSKAR, NOBELPREIS, BAMBI, Dr.-HC oder Ehren-Professur etc.
bekommen für "GESUNDEN MENSCHENVERSTAND".

Seit Jahren verfolge ich seine Kolumnen mit Begeisterung und voller Hochachtung für sein Wissen, seinen Fleiss, seine Akribie und seine Objektivität!

Herzlichen Dank und bitte weiter so!

Reiner Prass

Bundesverdienstkreuz für WH

Vor allem für sein Engagement im Zusammenhang mit dem Skandal am Nürburgring gebührt Herrn Hahne das Bundesverdienstkreuz.

Bundesverdienstkreuz oder so

Ich habe im letzten Jahr mal versucht, die Stimmung und das Engagement einiger Politiker zu ergründen, Herrn Hahne einen Preis zukommen zu lassen;-) Die, die am meisten von seinem Wissen profitierten, haben am vehementesten eine solche Möglichkeit von Sich gewiesen.

Umdenken bei den Automobilherstellern

Vielen Dank für ihre lange (weil tiefgehende) Geschichte!

Sie bestätigen mir hier in einem einzigen Aufsatz meine bisherige gesammelte Wahrnehmung des Komplexes Automobilproduktion und ihrer Orientierung und Zielsetzung auf das genaueste. Ich bin in den 12 Jahren, in denen ich jetzt Auto fahre und über die netten neuen Modelle und damit verbundene Werbung nachdenke zu sehr ähnlichen Erkenntnissen gekommen und in meinen Gedankenspielen zu denselben grundsätzlichen Schlüssen wie Sie und Ihr so "geheimnisvolles" Team. Ihre Geschichte ergänzt nun noch sehr schön meine in vielen Punkten vorhandenen Wissenslücken, die sich aber wie gesagt gerade paßgenau und stimmig zusammen mit meinen bisherigen Annahmen auffüllen.

Bleibt vielleicht noch einmal (mehr) zu betonen, daß dieses von Ihnen skizzierte Ideal-Automobil nicht ein einziges Einheitsauto im Sinn hat, sondern ein modernes technisches Grundrezept darstellt, das mittels geschickter Variation zu vielerlei Formen und Fahrzeugen führen kann.

Wie auch Sie ganz richtig schreiben: eine vollständige Elektrifizierung der Individualmobilität ist nach heutigem Ausbaustand und Geschäftsmodell der elektrischen Energieversorgung und der verwendeten Technik nicht realistisch oder gar umweltfreundlich realisierbar. Die Abschaltung jeglicher Atomkraftwerke alleine wird uns die nächsten Jahre bereits zwingen, eine Aufrüstung andersartiger Kraftwerkskapazitäten aktiv zu betreiben. Wobei ich persönlich der Ansicht bin: lieber jetzt gleich die "whole nine yards" gehen und überlegen, wie wir mehr Speicherkapazität in die (vor allem flache norddeutsche) Fläche bringen, um eben auch Sonnen- und Windkraft effizienter zu nutzen und ihr bisher brachliegendes Potenzial besser auszuschöpfen (und Leitungsverluste sowie denkbare Netzausfälle zu reduzieren).

Auch "Desert-Tech" (ich hoffe ich schreibe es richtig) ist ein langfristiges Ziel, das es (welt-)politisch und technisch vorzubereiten lohnt.

Abgesehen von der Frage der Elektromobilität schätze ich auch sehr Ihre Aussagen zum Thema Verbrennungsmotoren und die Gegenüberstellung in Sachen Wirkungsgraden. Das ist exakt der Stoff, aus dem aktuell bei den meisten Menschen und auch mir wohl das größte "Wissensvakuum" besteht. Ergänzend sei noch erwähnt, daß es auch eine legitime Zielsetzung sein kann, Emissionen von C-O_2 und Schadstoffen lokal (z.b. in der Innenstadt oder in einem Luftkurort) zu reduzieren. Auch ähnliche, zu dem Thema Effizienz in Konkurrenz stehende wichtige Ziele (Lärm?) könnten eine Rolle spielen und sollten natürlich nicht zum Todschlagen der Effizienzbetrachtung führen, sondern halt einfach mit offenem Geist betrachtet werden.

Dann gibt es natürlich noch Dinge wie unterschiedliche Streckenprofile mit unterschiedlich effektiven sowie -effizienten Nutzen für rein-elektrisches/hybrides Fahren. Häufiges Bergauf- sowie Bergabfahren in einer hügeligen Topologie oder aber kurvenreiche Straßen mit vielen Beschleunigungs- und Entschleunigungszyklen (wohl eine typisch japanische Straßenlandschaft) sind die Kernkompetenzen für Hybridantriebe abseits vom "Stop-and-Go" in (z.B. deutschen) Großstädten.

Aber bei einem Punkt bin ich nah bei Ihnen: Wenn die Konzerne nur halb so viel Energie in nützliche, für den normalen Gebrauch optimierte Fahrzeuge stecken würden, wie in Werbung für ihre immer wieder als "neu" verkaufte veraltete Technik, dann wären der Prius-Van und der Nissan-Leav heute nicht die einzigen Fahrzeuge ihrer Gattung, die prinzipiell für viele Menschen einen normalen Kompakt-Kombi oder ein "kleines SUV" ersetzen könnten (ich lasse das kalifornische Startup Tesla mal außen-vor).

Machen wir uns nichts vor: die Deutschen Hersteller verkaufen Image, Leistung und Luxus. Der normale Durchschnitts-Autofahrer kauft das so nicht. Vor allem nicht neu. Dafür ist er entweder zu jung (noch kein Geld) oder zu wenig in der Gewillt bzw. fähig den enormen Wertverlust eines Neuwagens in Kauf zu nehmen. Bei Kleinwagen sieht es etwas anders aus. Die eignen sich aber nicht für alle Aufgaben.
Die Japaner und Koreaner dagegen bauen Autos für die breite Masse (mehr im eigenen Land und Europa) genauso wie für luxusverwöhnte Knauserer (Amerikaner: "think big"). Seit der Übernahme von Chrysler sehe ich auch FIAT (wieder) in diesem Segment des Marktes, wenn ich mal Firmenteile wie die roten Rösser weglasse.
Ich denke jedenfalls - ebenfalls: bis ein nach dem Vorbild Ihrer Skizze gebautes (deutsches) Auto auf den Markt kommt, müssen noch hohe Widerstände in den eigenen Reihen der Hersteller überwunden werden.

Aus dieser Gemütslage heraus habe ich mir letztes Jahr zur Ablöse (m)eines aus der Familie übernommenen 94er Benz (220E-Aut.) auch kein neues und kein deutsches Auto geholt. Es wurde ein gebrauchter Japaner von einem kleinen - aber feinen - Hersteller, der zumindest dem Hörensagen nach bisher weder an seinen Kernwerten kratzt noch an dem Interesse seiner Kunden, ein möglichst langlebiges (und damit ebenfalls in gröberen Sinne umweltschonendes) Automobil zu produzieren. Ab ~130km/h wird mir die Kiste zwar deutlich zu laut, jedoch hilft mir dies, mein persönliches Spritsparziel zu erreichen: möglichst unter 9 Liter pro 100km zu bleiben mit einem höhergelegten Kombi mit Ottomotor und Allrad, der leicht genug ist und ausreichend gefedert, um auch auf der Landstraße "Fahrspaß" bei moderatem Tempo zu bieten.
Und sitzen sowie ein- und aussteigen tu ich in dem Ding als Fahrer auch noch besser als vorher in dem beklemmenden Benz (186cm) mit dem Fahrrad-feindlichen und unvariablen Kofferraum.
Dabei genieße ich bei Landstraßentempi eine Laufruhe und vor allem tatsächliche Ruhe, wofür andere Hersteller 2 bis 4 Zylinder mehr brauchen.

Da frage ich mich doch: Warum ist der moderne Boxermotor so gut wie ausgestorben und was wäre mit einem modernen 2-Zylinder-Motor in einem (nicht unbedingt kleineren), noch konsequenter auf Leichtlauf ausgelegten Fahrzeug noch so möglich (also nicht der uralt-Ente)? Da gab es doch mal etwas von Greenpeace?

Jetzt aber erst einmal Schluß.

Grüße und frohe Osterfeiertage!

PS.: das hier verwendete Image-Captcha ist schon recht knifflig

lesenswert

Auch wenn alles um den Nürburgring einen (zu Recht) großen Platz bei Motor Kritik einnimmt, sind es doch besonders die Technikbeiträge die ich hier wirklich gerne lese – teilweise beschämend für so manches Automagazin. Vielen Dank und schöne Ostern……….

Herrlich, mit Salz und

Herrlich, mit Salz und Pfeffer geschrieben, sollte Pflichtlektüre bei zig Firmen werden...
Hier noch ein Link nach Australien zum Lieferanten der Kondensatoren für Mazda:
http://www.cap-xx.com/news/120313%20Press%20Release%20-%20CAP-XX%20Enhances%20Automotive%20Stop-Start%20Solutions.pdf
Freundliche Grüsse E.T.

Lichtjahre

Hallo und erstmal vielen Dank für diesen aufschlussreichen Artikel.

Aber einen Punkt muss ich einfach kurz ansprechen:
Lichtjahre sind eine Entfernungsangabe wie m, km, meilen etc. NICHT eine Zeitangabe!

Das wird in letzter Zeit immer häufiger für "in hundert Jahren oder mehr" verwendet...

Gruß und frohe Ostern!

Matthias

Vielen Dank...

... für diesen Artikel.

Einmal alle technischen Aspekte außer acht gelassen, halte ich die die geringe Lebensdauer der Batterien sowie deren schlechte Leistungen bei "extrem" Temperaturen wie Winter oder Sommer für ausreichende Todschlag Argumente.

Hinzu kommt aber erschwerend das Wegwerf Argument. Moderne PKW werden sicherlich 6-8 Jahre verwendet. Wenn nicht noch länger. Und dazu kommen viele 100.000 km. Wie lange hält ein Elektro-Auto

Dann muss noch auf den Umweltfaktor Batterie eingegangen werden. Sowohl was die Herstellung als auch die Entsorgung angeht. Erschwerend kommt hinzu, das für so viele Akkus erst einmal die (teuren) Rohstoffe vorhanden sein müssen.

All das macht ein Elektro-Auto uninteressant. Noch weit über die von Ihnen aufgezählten Faktoren hinaus.

Aber wie sähe es damit aus, mittels Elektromotor den Strom für einen Elektromotor zu erzeugen? Der Motor könne immer im optimalen Wirkungsgrad laufen. Lokomotiven gehen diesen Weg doch schon lange. Selbst eine Diesel Lok hat einen Elektro-Motor.

Gruss

Lars

Diese Fragen habe ich mir

Diese Fragen habe ich mir auch gestellt.

Neu sind die E-Autos einfach viel zu teuer. Was passiert wenn ich mir ein 4 Jahre altes Fahrzeug kaufe. Wie lange hält der Akku noch bevor ich die hälfte des Neupreises investieren darf?

Wenn wir nun uns den gesamten Verkehr noch einmal ansehen wird es richtig komplex und auch überraschend.

-LKW
-Schiffe
-Bahn(weltweit)
-Flugzeuge

Wie groß ist eigentlich der Krafstoffanteil der PKW davon????

Spätestens wenn E-PKW etabliert sind, sind wir auch bei einem Strompreis von über 30ct/KWh.

Bei der ganzen Thematik vertraue ich auf einen Druchbruch beim elektrischen Energiespeicher. Dies ist aktuell die entscheidende Hürde. Eine solche Erfindung wäre enorm lukrativ.
Vielleicht wird diesen Durchbruch niemand mehr von den hier lesenden erleben, aber wir sind dann diejenigen, die einen Wandel eingeleitet haben.

Ich freue mich auf die Zukunft.

.....sehr Interessant, wie

.....sehr Interessant, wie immer Herr Hahne !

Schon alleine die Tatsache, dass Unmengen an Diesel mit riesigen Landmaschinen verbraucht wird, um aus Mais Biogas herzustellen ( siehe "Maisberge" ) stellt diese Variante der EE ins Abseits!
(von den Monokulturen in der Landschaft mal ganz abgesehen)

Damit Windkraft wirklich effektiv zum Energiehaushalt beitragen kann müsste diese Energie gespeichert werden...... in Wasserstoff z.B.
.... d.h. unter jedem Windrad, bzw. in jedem Windpark wird die erzeugte elektrische Energie zur Wasserstoffherstellung genutzt, und in Tanks gespeichert. Diesen könnte man dann per LKW/ Bahn etc. dahin transportieren, wo er benötigt wird.... (EFH mit Brennstoffzellen, Wohngebiete mit Brennstoffzellenkraftwerken, und auch zu Wasserstofftankstellen, um Autos zu betanken. ( ....aber das ist wieder ein Thema für sich. )

.....aber so wie es aussieht, ist auf dem Gebiet der Betankung von Wasserstofffahrzeugen auch eine gute Lösung in Sicht.....

Mit diesen beiden Links hier wünsche ich Ihnen Herr Hahne, und allen Lesern ein frohes Osterfest...

http://www.elektor.de/elektronik-news/zweites-elektrisches-benzin-alternative-zu.1928668.lynkx

http://www.elektor.de/elektronik-news/carbazol-das-elektrische-benzin.1872340.lynkx

Neuer Wein in alten Schläuchen...

Letzten Endes ist doch das Elektro- (und jedes andere) Fahrzeug nur eine Variante des
Konzepts, das ein Jahrhundert lange die Erdoberfläche umgestaltet hat, nämlich zum
Ausübungsfeld unbegrenzter Mobilität.
Es wäre eher an der Zeit, dieses Konzept auf den Prüfstand zu stellen, denn die Vermeidung vieler Wege durch neue Raumplanung statt der ständigen Bewegung von Menschen und Gütern ist ein viel effektiverer Weg zur Energieeinsparung.
Nach dem Verbrenner muss nicht das Elektroauto kommen, sondern eine völlig neue
Perspektive, wie nach dem Pferd das Automobil kam.
Wir befinden uns sonst in der gleichen Lage wie bei den Prognosen der 1880er Jahre,
die für 1920 das Versinken der Städte im Pferdemist erwarteten, bei weiterer linearer
Zunahme der Pferdezahlen.
Wie immer sitzt das Problem im Kopf, und die Automobilindustrie ist natürlich nicht bereit, an der nachhaltigen Sinnhaftigkeit des eigenen Produkts zu zweifeln!
Nichtsdestoweniger: in den Zeiten des Internet funktioniert Kommunikation virtuell
schneller und effektiver als durch körperliche Zusammenkunft der Kommunizierenden.
Das beste Beispiel dafür nutzen wir gerade hier!

Kommentare zu den Kommentaren

Danke, für das große Kommentar-Echo!

Wir möchten hier – noch vor Ostern – in einem ersten „Block“ antworten. Seien Sie versichert, das Ihre Einwände in jedem Fall für uns eine Anregung sind. Auch wenn wir es (vielleicht) in den nächsten Wochen nicht immer schaffen, Kommentare zu Ihren Kommentaren zu schreiben.

Hier ist zumindest ein erster Versuch, der – sicherlich im Interesse aller Leser der Geschichte – eine Ergänzung darstellt.

Axel J. Zahn vom 4.4. – 23:21
Selbst wenn der in den Medien omnipräsente Experte für Alles, Prof. Dr. Ferdinand Dudenhöffer, es lesen würde - in seiner Meinung würde es ihn wohl kaum beeinflussen.

TRK vom 5.4. - 9:44
Der Einspareffekt rührt nicht daher, dass ein paar wenige Autos auf wenigen Kilometern langsamer fahren, sondern daher, dass der Motor in der permanent zur Verfügung stehenden Leistungsstufe nicht mehr für 200 + X km/h ausgelegt werden muss. Es genügt, ihn so auszulegen, dass er die angestrebte Höchstgeschwindigkeit permanent halten kann. Beispielsweise bei einem Tempolimit von 150 km/h, Tempo 180. Den temporären Leistungs-Mehrbedarf für eine flotte Beschleunigung sichert das Power-Up-System, dessen Energiebedarf in der Endabrechnung kaum eine Rolle spielt.
Der größte Vorteil dieser Technik ist, dass sie sich auf beliebige Leistungsstufen und Fahrzeugtypen anwenden lässt. Beispiel „fahrendes Wohnzimmer“: Angenommen, Sie hätten die Wahl zwischen zwei Alternativen:

A: Vmax 200, 100 km/h in 10s, Praxisverbrauch 12 L/100km Benzin, Preis 30.000 €
B: Vmax 160, 100 km/h in 10s, Praxisverbrauch 9 L/100km Benzin, Preis 25.000 €
Welche Variante würden Sie bei einem Tempolimit auf 130 km/h wählen?

Wenn Sie trotz Tempolimit mit einem SUV oder VAN unbedingt 200 km/h über mehrere Minuten fahren möchten, bitte sehr, es gibt mehr als genug Modelle, die das können. Der Modellmix in USA und der Schweiz ergibt sich ganz einfach aus den fehlenden Alternativen.

Michael Marx vom 5.4. – 10:46
Als Elektrobeispiel hätte man sicher auch den Renault Fluence wählen können. Am Ergebnis hätte sich nichts geändert. Im Gegenteil. Alle drei Jahre eine neue Batterie ist ein gutes Beispiel für eine „Ex und Hopp“ – Mentalität.
Für die Postausfahrt ist der Elektroantrieb ideal - geringe Geschwindigkeiten, lange Standzeiten, keine Abgase. Wie viele Fahrzeuge mögen es wohl sein im Verhältnis zu den übrigen 45 Millionen?

Thomas am 05.04. – 12:49
Warum kein Erdgas, Wasserstoff, Brennstoffzelle?
Es sollte gezeigt werden, was kurzfristig, einfach, kostengünstig, modellübergreifend und flächendeckend möglich ist, ohne aufwendige Investitionen in Infrastruktur oder Fahrzeugtechnologie.

Heiko S. vom 05.04. – 15:08
Kurze Anmerkung zu Wind- und Sonnenenergie: Das Problem ist nicht die Unterversorgung sondern die Überversorgung wenn heftiger Wind weht, die Sonne scheint und Industrie und Gewerbe als Großabnehmer ausfallen. - Zum Beispiel am Wochenende oder jetzt an Ostern. Außer großen, gut isolierten Wassertanks an jedem Gebäude gibt es keine leistungsfähige Speichertechnologie, und sie wird es auch so schnell nicht geben.
Desertec ist der falsche Ansatz, denn die Sonne scheint in der Sahara zum gleichen Zeitpunkt wie in Europa. Richtig wäre eine Ausbreitung der Solartechnik in Ost-West-Richtung. Da könnten Joschka Fischer und Gerhard Schröder sich sinnvoll einsetzen, statt sich ihren Lebensabend von – wie wir finden – bedenklich agierenden Energiekonzernen vergolden zu lassen.
Die Lebensqualität in Innenstädten würde durch massiven Einsatz von Elektromobilen erheblich steigen. Die meisten Fahrzeuge kommen aber von außerhalb und benötigen eine deutlich größere Reichweite als die E-Mobile. Für die wäre der Opel Ampera eine denkbare Alternative.
Wer aber nur in der Innenstadt unterwegs ist, ist mit dem ÖPNV besser bedient – und die Umwelt auch. Aber in den Dörfern des bayerischen Waldes oder der Eifel ist der ÖPNV sehr reduziert.
Richtig ist, dass die deutschen Autohersteller nicht freiwillig ihre „Philosophie“ aufgeben werden. Da braucht es schon den Druck von außen. Erst wenn andere Hersteller beweisen, dass sparsame Autos weder rollende Verzichtserklärungen noch unbezahlbare High-Tech Auswüchse sein müssen, wird ein Umdenkprozess einsetzen – als Folge der Käuferentscheidungen.

Matthias vom 05.04. – 20:10
Vollkommen richtig – bitte um Entschuldigung. Der Begriff „Lichtjahre“ musste als Synonym für eine Differenz von galaktischen Ausmaßen herhalten.
(Ähnlich falsch wird auch gerne der Begriff „Quantensprung“ verwendet, um einen größeren Fortschritt in irgendwelchen Eigenschaften zu kennzeichnen. Es gibt aber in der Physik keine kleinere Änderung als einen Quantensprung.)
Wesentlich kritischer ist die gängige Vertauschung von physikalischen Dimensionen zu sehen. In der Presse wird munter Leistung mit Energie vertauscht. Beispiel „ams“, Ausgabe 9/2012, Seite 48 unten links: 29.000 MW sind keine Kapazitäts- sondern eine Leistungsangabe.

Lars vom 5.4. – 21:21
Auf die Rohstoffproblematik für die Herstellung von Elektroantrieben wurde bewusst nicht eingegangen – aus Platzgründen. :-)
Die kritischsten Rohstoffe sind Lithium, Kupfer und seltene Erden. Daneben gibt es noch eine ganze Palette von hochgiftigen Materialien in den Elektronik-Bausteinen. Auf diese Probleme reagiert die Industrie mit dem Zauberwort „Recycling“, was aber nichts anderes heißt als: Erst einmal nichts tun und die „Lösung“ künftigen Generationen überlassen.
Das Diesel-Lok-Prinzip ist im Opel Ampera verwirklicht. Leider ist der Wirkungsgrad nicht sonderlich gut. Ein Auto wird halt in einem anderen Lastkollektiv bewegt als eine Lokomotive.

N. Reschmeier am 5.4. 23:06
Das Problem sitzt im Kopf – vollkommen richtig. Die Frage ist nur: In wessen Kopf? In den Köpfen der Entscheidungsträger und der Geld-Elite hat sich bisher noch kein wirkliches Problembewusstsein breit gemacht. Eine ausführliche Beschreibung der Schizophrenie im Denken und Handeln wird es (demnächst?) in Motor-KRITIK geben – in guter Tradition an dieser Stelle mit Verbesserungsvorschlägen.

Das war's dann. Im Moment. - Nun kann denn Ostern kommen.

Nutzen Sie diese Feiertage auch zum Lesen, Nachdenken und Kommentieren. So profitieren Viele von Wenigen. Haben Sie keine Angst, hier eine eigene Meinung zu vertreten. Sie befinden sich damit in bester Gesellschaft.

Ihr Motor-KRITIK-Team
wünscht
FROHE OSTERN!

Gelungene Relativierung

Mein Glückwunsch zu dieser sehr überlegten Darstellung, die im Kern von den technisch versierten Fachleuten in den Entwicklungsabteilungen der deutschen Autoindustrie haarscharf genauso gesehen wird - was auch das lange Zögern beim Einstieg in die Elektrohysterie zeigte.Leider sind die Fachleute nicht so maßgebend wie die Marketingleute.

Zukunft?

Hallo Herr Hahne!
Ein frohes Osterfest Ihnen und Ihrer Familie!
Ich möchte zu diesem Thema ein paar Gedanken , Präzisierungen und Richtigstellungen einbringen. Dazu zitiere ich am besten die entsprechenden Passagen, um den Zusammenhang herzustellen. Ich hoffe, mich möglichst kurz verständlich machen zu können.

"Die Verluste dabei betragen bei Diesel ca. 10 Prozent, bei Benzin ca. 15 Prozent. (Nebenbei bemerkt: Der größte Teil der Verluste besteht aus stark schadstoffhaltigen Schwerölen, die als billiger Treibstoff im Schiffsverkehr auf den Weltmeeren „entsorgt“ werden, aber dafür vorgewärmt
werden muss.)"

Wenn ich das richtig verstehe, ist hier also NICHT die Rede vom Energieaufwand für die Bereitstellung der Kraftstoffe sondern allein der Verlust vom Rohöl? Dies würde der Sache aber nicht gerecht. Bei Transport und Veredelung der Kraftstoffe werden ebenfalls erhebliche Energiemengen verbraucht. Wenn ich den Aufwand für die Herstellung und den Transport von
Strom dem E-Auto anrechne, muss ich dies auch beim Benziner tun. Nach einer Studie vom Energy Laboratory Massachusetts Institute of Technology im Oktober 2000, liegt die graue Energie beim Kraftstoff bei 17% (Benzin) bis 12% (Diesel). Diesen Wert muss man also auf jeden verbrauchten Tropfen aufschlagen.

"Die Systemleistung (!) beträgt 136 PS (100 kW). (Sie ergibt sich nicht aus der Addition beider Antriebsmotoren.)"

Genau! Die Systemleistung ergibt sich aus der Verbrennerleistung und der Leistung der Batterie. Sowohl die 136PS, als auch das eingefügte Bild sind übrigens eindeutig ein Prius 3. Und das nach europäischer Sprachregelung. 1996-99 gab es in Japan den Prius 0, P1 (00-03) und P2 (04-08) sind weltweit angeboten worden. Den P3 gibt es seit 2009. Der Praxisverbrauch des P3 liegt beim Spritmonitor übrigens bei 5,15 l/100km, was ~7% unter Ihrer Angabe ist.

"Der Prius ist also unter ökonomischen Gesichtspunkten eine fragwürdige Investition, denn sie rechnet sich erst nach etwa 40.000 Kilometern."

Nun immerhin rechnet er sich überhaupt mal irgendwann. Aber für Neuwagenkäufer ist es auch so ein gutes Angebot. Ein vergleichbar ausgestatteter Golf ist z.B. teurer. Bei Gebrauchtwagen erübrigt sich das Thema gleich ganz.
Noch in diesem Jahr rutsch der HSD sogar preislich und verbrauchsmäßig nochmal eine Klasse tiefer. Der Yaris Hybrid wird laut Händler sogar billiger sein, als ein normaler Yaris mit dieser Ausstattung.

"...größter Nachteil des Toyota-Konzepts ist die nicht vorhandene Flexibilität der Antriebskomponenten. Verbrennungsmotor, Elektromaschine und automatisches Getriebe sind perfekt aufeinander abgestimmt und zu einer Gesamteinheit verschmolzen. Diese Bauweise lässt aber keine Variationen der einzelnen Komponenten zu."

Man darf hier aber die Vorteile nicht unerwähnt lassen. Diese perfekte Gesamteinheit macht viele Komponenten überflüssig. Kein Anlasser, keine Lichtmaschine, keine Kupplung, keine Riemen, nichteinmal ein richtiges Getriebe gibt es. Jeder Autofahrer mag für sich entscheiden, wieviel
Probleme er sich in seinem Leben so hätte sparen können. Ich für meinen Teil habe mit jedem(!) dieser Bauteile so meine Erfahrungen gemacht. Bei dem folgenden Denkmodell hat der Prius zumindest immer einen wertenden Vergleich verdient. Immerhin ist er kaufbar und erschwinglich.

"Wirkungsgrad der elektrischen Rekuperation"

Obwohl Sie hier die Verluste der elektrischen Komponenten deutlich überschätzen, kommt am Ende ein realistisches Ergebnis heraus, weil eben die Batterie deutlich schlechter als 15% ist. Dennoch sind bis zu 40% Gesamtwirkungsgrad möglich, was aber die grundsätzliche Feststellung nicht ändert, Rekuperation ist nett zu haben, aber nicht der Schlüssel.

"Die Kraftstoffeinsparung des Toyota Prius... gegenüber gleichwertigen Konkurrenten beträgt 35 Prozent. Sie setzt sich aus vier Komponenten zusammen:
15 %schwächerer Motor
10 % Segeln
5 % Rekuperation
5 % Aerodynamik und Reifen"

An dieser Stelle gehe ich nicht mehr mit. Der entscheidende Unterschied ist nicht der schwächere Motor. Wie könnte sonst der Stärkere P3 sparsamer sein, als der P2? Ebenso kann ich die Segelfunktion nur schwer und zu selten in der Praxis einsetzen, als dass sie derart viel Bedeutung hätte. Wenn ich das Gas loslasse, wird durch Rekuperation sofort die Motorbremse simuliert, über 70km/h wird sogar noch der Motor mitgeschleppt.
Der entscheidende Kniff ist die Bertiebspunktverlagerung. Wenn ich wenig Leistung brauche, kann ich mit 4500u/min und 1/4 Gas fahren oder mit 1500u/min und 3/4 Gas . Genau das macht der Prius, nehme ich Gas weg, bleibt die Drosselklappe offen und die Drehzahl wird reduziert. Also sowas wie Diesel, nur ohne viel Schadstoffe, sowas wie Zylinderabschaltung mit weniger Verschleiß. Nach meiner Einschätzung verteilt sich die Einsparung etwa so:
15% Betriebspunktverlagerung
5% Downsizing
5% Atkinsonzyklus
5% Rekuperation

"Allein die Kraftstoffzufuhr zu unterbinden würde das energievernichtende Schleppmoment der Zylinder nicht aufheben."

Das ist richtig. Aber auch hier ist es schwer zu quantifizieren. Es gibt einen Denkansatz, wie man eine Zylinderabschaltung sogar nachrüsten könnte. Würde man nach einem gewissen Rotationszyklus einzelne Einspritzvorgänge verhindern, würde der gleiche Motor mit weniger Leistung und höherer Effizienz laufen. Ganz ohne thermische oder mechanische Probleme. Das
größte Hindernis hierbei wäre eine entsprechend angepasste Lambdaregelung, die den durchgepumpten unverbrannten Sauerstoff herausrechnen müsste. Theroretisch kann man aber so sehr flexibel auf die unterschiedlichsten Lastanforderungen reagieren. Und es wäre, wie gesagt leicht nachrüstbar.

"Dieses Getriebekonzept vereinigt die Vorteile beider Welten."

Hier fehlt nun aber wirklich der Querverweis zum HSD. Warum soll ein automatisiertes Getriebe das Optimum darstellen? Die Hybride bei Toyota haben drei Motoren, auf drei Wellen die durch ein faustgroßes Planetengetriebe miteinander verbunden sind. Das ist alles! Damit wird ein einziger Gang von 0-Vmax realisiert. Keine Schaltrucke und sogar weniger Verbrauch als beim Schaltgetriebe. Ich halte das für die beste Lösung derzeit und auch für besser als Ihren Denkansatz.

"Je nach Leistungsfähigkeit des Elektroantriebs und Betriebsstrategie kann man sich auch den Ersten und den Rückwärtsgang schenken. Dazu eignen sich vor allem Plug-In-Konzepte... Mild-Hybrid Ausführungen wie der Prius II mit relativ kleinen Batterien sind dazu ungeeignet."

Weil der Prius in der Lage ist, nennenswerte Strecken rein elektrisch zu fahren, ist er ein Voll-Hybrid. Als solcher fährt er auch elektrisch an und realisiert seinen Rückwärtsgang sogar rein elektrisch. Ihre Informationen sind hier eindeutig falsch. Milde Hybride bietet derzeit vor allem Honda an.
Auch gleich noch ein Wort zu den Supercaps. In den elektronischen Bauteilen des Prius finden sich einige, überraschend große Kondensatoren. Die genaue Funktion ist unbekannt, aber es liegt der Verdacht nahe, dass Toyota hier möglicherweise höhere Leistungen rekuperieren möchte, als es die
NiMh-Batterie alleine zulassen würde.

"Leider kann man beim Dieselmotor kaum den notwendigen Aufwand reduzieren. Zu den bereits vorhandenen Mehrkosten eines Dieselaggregates addieren sich noch die Kosten für die elektrischen Komponenten."

Nicht zu vergessen, die Kosten die anfallen, um einen Diesel für die kommenden Abgasnormen tauglich zu machen. So eine kleine Chemiefabrik in einem Pkw kostet halt auch. Beim Peugeot Hybriden fallen auch die Einschränkungen beim Abschalten des Verbrenners auf. Man kann nur hoffen, dass es bei späteren Modellen auch möglich sein wird, den Motor unter 0° abzuschalten oder auch, wenn die Klimaanlage läuft. Ich erwarte jedenfalls nicht, dass die heutigen Dieselhybride sich Kostenvorteile erfahren können.
Das die Hersteller diesen Weg gegangen sind, hat mich aber weniger überrascht. Alles was die Autos teurer macht, ist gern gesehen. Darum gibt es auch keine wirklich sinnvollen Konzepte. Ein 500kg Auto kann man nicht so teuer verkaufen wie einen 2,5t Hybriden.

Ein frohes Osterfest allen Lesern von MK!

Bei so viel Sachverstand antwortet - natürlich - das "Team"

Hallo Herr Klein,

Ihr Kommentar hat bei uns zu beifälligem Nicken geführt. Und wir hoffen, auf ernsthafte und gute Einwände auch mit guten, vernünftigen Argumenten, Erklärungen und Darstellungen antworten zu können. Ich darf nachstehend für das "Team" darstellen:
Der fundierte und kenntnisreiche Kommentar verdient eine ausführliche Antwort.
Zum Thema "Verluste":
Die Verlustangaben beziehen sich sehr wohl auf den Abschnitt „Well to Station“. Zwischen den Werten herrscht eine gute Übereinstimmung: 10/15 Prozent zu 12/17 Prozent. In der Literatur kursieren auch noch andere Werte, liegen aber immer in ähnlicher Größenordnung.
Auch der Brennstoff für die Stein-, Braunkohle- und Erdgaskraftwerke muss erst gefördert und angeliefert werden. Steinkohle stammt hautsächlich aus der südlichen Hemisphäre. Der hohe Anteil an der Stromerzeugung (20 %) und der schlechte Wirkungsgrad (35%) führen zu unvorstellbaren Mengen, die tagtäglich geschürft und per Schiff angeliefert werden müssen. Ehrlicher- und korrekterweise müsste man beim Elektrofahrzeug diese „Graue Energie“ ebenfalls berücksichtigen.
"Prius" Nomenklatur:
Prius, Prius II, Prius Plug in, Prius +: Da kann man leicht den Überblick verlieren. Mit Prius II ist hier die aktuelle, klassische Variante mit Nickel-Metallhydrid-Batterien gemeint, zur Unterscheidung von der Plug-In-Variante mit Lithium-Ionen-Batterien.
Zum Thema "Flexibilität":
Das Prius-Konzept mit dem stufenlosen Getriebe ist eine geniale Konstruktion. Darüber besteht kein Zweifel. Wie hoch würden Sie die Chancen einschätzen, dass deutsche Hersteller dieses Konzept kopieren? Nicht einmal Toyota selbst überträgt das Prius II Konzept auf die großen Modelle. Der Beitrag zeigt einen Weg auf, wie man mit einfachsten Mitteln bestehende Modelle so modifizieren kann, dass sie bei identischen Fahrleistungen ein Elektromobil in der CO2-Wertigkeit unterbieten. Die Methode ist auf alle denkbaren Leistungsstufen und Fahrzeugklassen anwendbar.
Zu Wirkungsgrad der Rekuperation:
Zugegeben, die Wirkungsgradbetrachtung ist arg vereinfacht. Eine detailliertere Analyse der Wirkungsgrade des Elektroantriebs findet man in Motor-KRITIK vom 21.02.2009 unter dem provokanten Titel: „E-Mobil-Wirkungsgrad: Reden wir mal über 12 Prozent.“
Zur Kraftstoffeinsparung Prius II:
Alles eine Frage der Aufteilung. Der „Schwächere Motor“ entspricht „Downsizing“ plus „Atkinsonzyklus“ plus teilweise „Betriebspunktverlagerung“. Auch der Prius "segelt", das Ergebnis versteckt sich lediglich in den anderen Prozenten.
Zur Zylinderabschaltung:
Ein heikles Thema, über das man mehr als eine Doktorarbeit schreiben könnte. Aus dem Viertakter allein durch Auslassen jeder zweiten Einspritzung einen Achttakter zu machen ist verbrauchsmäßig unwirksam. Zusätzlich müssen die Ventile geschlossen bleiben, sonst arbeitet der betreffende Zylinder als Luftpumpe, und vernichtet auf diese Weise mehr Energie, als durch die Arbeitspunktverlagerung der arbeitenden Zylinder eingespart wird.
Zum Thema "Segeln":
Genaueres zum Thema Segeln findet man auf Motor-KRITIK vom 07.01.2012 unter der Überschrift „Sparen beim Fahren“.
Thema "Getriebe":
Der Einspareffekt automatischer Getriebe liegt darin, dass die Elektronik die Schaltpunkte so legen kann, wie sie ein versierter, ökonomisch schaltender Fahrer auch nutzen würde. Das kompensiert in der Regel den schlechten Wirkungsgrad von hydrodynamischen Wandlern oder CVT-Getrieben. Ein automatisiertes Schaltgetriebe ist bzgl. des Wirkungsgrads überlegen, und schafft ebenfalls die Voraussetzungen für eine ökonomische Schaltstrategie. Das stufenlose automatische Prius Getriebe ist ein technischer Leckerbissen, allerdings benötigt dieses Konzept eine zweite, leistungsfähige Elektromaschine als Generator.
Prius II Vollhybrid?
Die Definitionen von Mikro-, Mild- und Vollhybridantrieb sind nicht eindeutig. Der Begriff „Hybrid“ kennzeichnet zwei unterschiedliche Systeme für die gleiche Tätigkeit. In unserem Fall zwei Motoren mit unterschiedlicher Technologie für den Antrieb eines Fahrzeugs. Streng genommen handelt es sich bei Fahrzeugen wie dem BMW ActiveHybrid 7 um einen Etikettenschwindel, denn die Elektromaschine treibt das Fahrzeug nicht an. In Wirklichkeit ist es lediglich ein besseres Bordnetz. Wie leistungsfähig müsset ein Elektroantrieb sein, damit man von einem Vollhybrid sprechen kann? Reichen Anfahren, Rückwärtsfahren und Rangieren aus? Bei einem Konzept mit Schaltgetriebe kann man nur dann auf den Ersten- und Rückwärtsgang verzichten, wenn der Elektroantrieb leistungsfähig genug ist. Der Prius II fährt nur elektrisch, solange genügend Saft in der Batterie steckt. Im Zweifelsfall springt der Verbrennungsmotor helfend ein.
Diesel-Hybrid:
Vollkommen richtig! - Die Abgasnormen werden dem Diesel noch schwer zu schaffen machen. Benzinmotoren mit ähnlich guter Kraftstoffeffizienz hätten bessere Zukunftsaussichten. Meinen wir. - Warum nicht nach dem Prinzip der kurzzeitigen Leistungsspritze!?
Der Kommentar zu Ihrem Kommentar hat Spaß gemacht. - Man wird gefordert. - Danke!
Herzliche Grüße
im Namen des (engagierten) Teams,
Wilhelm Hahne

Super Geschichte.

Super Geschichte.

bei dem Verbrauch der Heizung müsste es 1,5l/ 100 km heißen.

Ich lese ihre Seiten auf einem 10 Zoll Tablet.
Mein größtes Problem ist die Anzeige der Fotos. Diese werden immer ganz oben angezeigt und ich muss bei großen Geschichten immer komplett durchwischen.
Wäre es möglich di Geschichten in Seiten zu Teilen und die Bilder gleich größer darzustellen?

Gruß
Thomas

Team?

guten Tag!
jetzt habe ich aber mal eine Frage:
wer ist denn das Motor-KRITIK-Team?
bisher war ich der Meinung daß das hier vom Herrn Hahne allein (und das sehr gut!) gestaltet wird.???

Wer ist das Motor-KRITIK-Team?

Guten Morgen!

Natürlich recherchiere und schreibe ich normalerweise solo. Genauso natürlich hat meine Umgebung Einfluss auf meine Art zu Denken. Genauso wie sich meine Aufnahmebereitschaft für Neues im Laufe der Jahre verändert hat: Ich nehme leichter, besser auf – und an.

Ich profitiere von meinem Alter, vom Umfang – immer größeren Umfang – meiner Erfahrungen. Aber ich komme nicht ohne Mithilfe aus.

Selbstverständlich ist Motor-KRITIK in seiner ganzen Art von mir bestimmt. Zum Beispiel hatte ich bei der Umgestaltung der Internetseiten meine bestimmten Vorstellungen. Aber ich habe Anregungen aus meinem TEAM aufgenommen, meine Vorstellungen modifiziert, mich auf Vorschläge eingelassen, weil ich sie als besser empfunden habe. - Ohne meine Grundvorstellungen zu verlassen.

Bei der letzten „großen“ Geschichte – aber auch bei anderen vorher – habe ich mit Fachleuten zusammen gearbeitet, diskutiert, Vorurteile abgelegt oder andere bestätigt bekommen. Das Endprodukt habe ich als eine Teamarbeit empfunden, zumal mir eine Menge Arbeit in vielen Details abgenommen wurde.

Meine „Mitarbeiter“ möchten nicht im Vordergrund stehen, sie begeistern sich am Ergebnis einer Zusammenarbeit, die auch von mir als geradezu ideal empfunden wird, weil nur so für meine Leser eine Gesamtleistung angeboten werden kann, die ich mir – als Journalist – immer gewünscht habe, aber die – selbst in vielen großen Redaktionen - nicht erreicht werden kann, weil dem „kleinliche“ (aber „geschäftlich“ wichtige Einwände) im Wege stehen.

Mein „Team“ weiß wen ich meine, wenn ich mit „Team“ zeichne. Das reicht zu ihrer Zufriedenheit, weil sie ohne mich, ohne meine „altertümliche“ Vorstellung von Journalismus, nirgendwo ihre Vorstellungen von umfassender Information für den Leser so umsetzen könnten als auf meinen Internetseiten.

Eigentlich sind wir – aus der Sicht der „modernen Gesellschaft“ - eine Gruppe von Verrückten. Wir haben nicht nur eine eigene Meinung und Vorstellung von allen Dingen, wir akzeptieren auch eine andere Vorstellung von anderen. Wir sind alle auf der Suche nach dem Besseren, wobei uns allen (!) klar ist, dass es das Ideal zwar gibt, aber in der Praxis – in unserer Welt – nicht erreicht werden kann.

Ich bin meinem Leser für seine Fragestellung dankbar, weil sie mir die Möglichkeit gibt, etwas von der anderen Art zu verlautbaren, mit der bei „uns“ Motor-KRITIK entsteht.

Viele reden mit. Ich höre aufmerksam zu. Und notiere für meine Leser. Nach bestem Wissen und Gewissen, unbeeinflusst von merkantilen Einflüssen.

So ist dann wieder auch eine Antwort auf eine kurze, klare Frage sehr lang geworden.

Danke, für die Frage.

Und herzliche Ostergrüße irgendwo hin in die deutschen Lande.

Wilhelm Hahne

Licht und Schatten

Der Artikel stellt die Vor- und Nachteile der Technologien zum gegenwärtigen Stand der Technik gut gegenüber. Meines Erachtens ist aber seine größte Schwäche, dass er die Dynamik der Entwicklung nicht berücksichtigt. In fünf Jahren sieht die Gegenüberstellung nämlich schon wieder ganz anders aus, in zehn Jahren wieder anders, und zwar zum Vorteil des Elektrofahrzeugs. Das Fazit das man ziehen sollte, ist daher nicht: "Elektroautos machen keinen Sinn.", sondern "Es wäre sinnlos, wenn heute 100% Elektroautos auf den Strassen fahren würden". Aber das tun sie ja sowieso nicht. Wenn im Jahr 2020 1 Mio. Elektroautos auf den Strassen fahren, sind das gerade 2,5%. Der größte Gewinn entsteht dabei aber nicht für die Umwelt (wie Sie im Artikel korrekt darstellen), sondern der Gewinn ist

- die gesammlte Erfahrung mit der Technologie ("Lernkurve"),
- das Überwinden von Henne-Ei Problematiken (fehlende Ladeinfrastruktur),
- das Entstehen von Skaleneffekten,
- nicht zu vergessen auch dass bei den Verbrauchern ein Vertrauen in die Zuverlässigkeit der Technologie entstehen muss.

Es ist daher kein gangbarer Weg, einfach zu sagen, "warten wir noch 10 Jahre, bis sich das ganze lohnt und führen dann die Elektrifizierung schneller durch", denn falls die Wettbewerbsfähigkeit des E-Antriebs tatsächlich von alleine einträte (ohne aktive Entwicklung der Technologie), dann müßte man trotzdem o. g. vier Barrieren überwinden und hätte i. W. 10 Jahre verloren. Die 2,5% nicht-lohnende Elektroautos am Gesamtfahrzeugbestand sind der Preis der zu bezahlen ist, um in 10-15 Jahren eine Technologie zu haben, die dann soweit ist, einen entscheidenden Fortschritt ggü. dem Verbrennungsmotor zu bieten.

Was in der Dynamik weiterhin nicht betrachtet wird, ist die Tatsache, daß 10% Verluste bei der Ölgewinnung, Raffinierung bis zur Zapfsäule vielleicht für die bestehenden "alten" Ölquellen gelten. Aber für die neuen Ölquellen gilt das nicht. Bei Ölsanden verbraucht man bis zu 40% der im Ölsand enthaltenen Energie nur zur Umwandlung des Ölsandes in ein Produkt, das normalem Rohöl entspricht. Perspektivisch werden also die Verluste massiv steigen, oder wie bei Tiefseebohrungen andere negative Umweltaspekte in Kauf genommen werden müssen. Somit verschlechtert sich die CO2 Bilanz des Verbrennungsmotors im Laufe der Zeit, während die des Elektromotors besser wird durch einen höheren Anteil erneuerbarer Energien. Hier sei noch angemerkt, dass Elektrofahrzeuge mit den starken Schwankungen im Angebot von Wind- oder Solarstrom sehr gut zurecht kommen, wenn man nicht gerade das Ziel verfolgt, das Fahrzeug in 3 Std. von 0 auf 100% zu laden. Da der Laderegler laden kann, wenn Stromüberangebot da ist, ist das Argument, durch den zusätzlichen Strombedarf würden alte Kraftwerke länger am Netz bleiben, zweifelhaft, weil gut regelbare Verbraucher die Voraussetzung für einen starken Ausbau der erneuerbaren Energien sind.

Einige weitere Details möchte ich anmerken:
- die Verluste bei der Rekuperation sind nicht zwangsläufig 15% in jeder Stufe (Synchronmotor - Wandler - Batterie laden - Batterie entladen - Wandler - Synchronmotor). Synchronmotoren lassen sich heute mit 98% Wirkungsgrad bauen, gleiches gilt für Wandler. Li-Ionen Zellen haben Lade-Entladewirkungsgrade ebenfalls >90%. Im Auto werden vermutlich erhebliche Kompromisse (Gewicht, Kosten) nötig sein, so dass die Bilanz schlechter wird, aber so viel schlechter, dass nur 1/3 Energie übrig bleibt, wird sie nicht.
- Der Karabag E500 ist wohl definitiv nicht in der Gruppe der aussichtsreichsten E-Konzepte und sagt wohl mehr über den Bild-Journalismus als über die prinzipiellen Qualitäten des Elektroantriebs aus.
- Es gibt keinen Grund, warum ein mechanisch komplexes Fahrzeug mit Verbrennungsmotor dauerhaft billiger sein sollte, als ein Fahrzeug, das mit sehr wenigen beweglichen Teilen auskommt.
- Batterien halten nicht nur 4 Jahre. Die Erfahrungen mit dem Tesla Roadster (bei dem billige 18650 "Laptop" Zellen zum Einsatz kommen), zeigen, dass die Batterie etwa 2-3% pro Jahr an Kapazität verliert, aber keineswegs nach 4 Jahren versagt, sondern nach 10 Jahren eben noch 70-80% der Ursprungskapazität hat. Die ggü. dem Laptop oder Handy längere Haltbarkeit liegt an der viel aufwendigeren Ladeelektronik, den aufwendigen Kühlsystemen, die im Tesla für eine Temperierung auf 18-25°C sorgen (egal was passiert), und der praktisch nicht stattfindenden Tiefentladung (denn wer fährt den Akku schon mit dem letzten Quäntchen Energie in die Garage, auf die Gefahr hin, dass er dabei liegen bleibt). In der Praxis wird der Ladezustand sich bei 90% der Fahrten im Bereich 50-80% bewegen, was die Lebensdauer verlängert.
- M. E. verfolgt in der Branche Tesla das aussichtsreichste Konzept, die Elektrifizierung von kleinen, exklusiven Stückzahlen (von oben) langsam in die Masse (nach unten) zu bringen. Das im Juli erscheinende Model S ist wegweisend und ggü. einem BMW M5 oder Porsche Panamera in praktisch jeder Hinsicht wettbewerbsfähig.

Das wage ich sehr stark zu

Das wage ich sehr stark zu beweifeln. Mit beiden angegebenen Fahrzeugen kann ich mich auf die Autobahn hängen, einen Ziegelstein aufs Gaspedal legen und mit 200 km/h zu meinem 500 km entfernten Ziel brettern.

Und das ist, wofür diese Autos gemacht sind. Mit einem Tesla geht das nicht.

Es wird meist übersehen, dass ein Elektromotor sich anders verhält als ein Verbrennungsmotor. Bei letzterem steigt nämlich die Energieeffizienz mit steigender Drehzahl an, was der Grund dafür ist, dass man bei einer Verdoppelung der Geschwindigkeit, zB von 100 auf 200 km/h vielleicht eine Verdoppelung im Kraftstoffverbrauch feststellt, aber nicht eine Vervierfachung, wie sie aufgrund des vierfachen Luftwiderstands (Quadrat der Geschwindigkeit!) eigentlich zu erwarten wäre.

Elektromotoren sind hier anders. Bei einer Verdoppelung der Geschwindikeit sinkt die Reichweite auf ein Viertel, nehme ich an, da Elektromotoren immer gleich effizient sind. Und damit kann man alle Reichweitenangaben der Elektrofahrzeughersteller vergessen, da diese bei niedrigeren Geschwindikkeiten ermittelt werden als die obigen Fahrzeuge üblicherweiwese bewegt werden.

Sie haben recht, der

Sie haben recht, der Elektroantrieb wird nicht von heute auf morgen für 100% aller Autofahrer die beste Wahl sein. Für die Fahrer, die des öfteren lange Strecken mit Tempo 200 zurücklegen müssen, wird das vermutlich nie der Fall sein. Allerdings betrifft das nur geschätzte 2% der dt. Autofahrer und vielleicht 0,1% der weltweiten Autofahrer. Diese Zielgruppe ist für die weltweite Durchsetzung des Elektroautos wenig entscheidend. Wenn Elektroautos alle anderen Hürden nehmen (Kosten, Reichweite, Nachlademöglichkeiten), dann wird es am Ende vielleicht wenige Nischenhersteller geben, die die kleine Zielgruppe der Tempo 200 Fahrer mit teuren Kleinserienfahrzeugen versorgt. Ein großes Problem dürfte sein, Tankstellen zu finden, da für diese wenigen Fahrzeuge der Betrieb einer Tankstelle kaum lohnt.
Fazit: Ob Elektromobilität gelingt oder nicht, wird nicht an der 200-km/h-Frage scheitern, sondern an Reichweite, Nachlademöglichkeiten, Haltbarkeit der Batterie, Gesamtwirkungsgrad, Kosten, etc.)

Eine Antwort, die das "Team" als richtig empfindet

Ein Hallo in die radioaktive Zone,
wer sich so spät (früh) noch mit diesem Thema beschäftigt, verdient auch eine qualifizierte Antwort. Wir hoffen - aber leider hilft die Hoffnung nicht alleine. Wenn... -
Ja wenn das Wörtchen "Wenn" nicht wär´! Wenn der Elektroantrieb kostengünstiger wäre! Wenn die Batterien leistungsfähiger wären! Wenn die Skaleneffekte greifen würden! Wenn die Zuverlässigkeit bewiesen wäre! Wenn wir erst einmal die Energiewende geschafft haben! - Ja dann würde sich jeder ein Elektrofahrzeug kaufen.
Die Frage ist aber nicht, wann das sein wird, in 10 oder 20 Jahren, sondern ob man bis dahin nichts an den bestehenden Fahrzeugen unternehmen soll? Soll man in der vagen Hoffnung auf den großen Schatz am Horizont, die Perlen am Wegesrand nicht aufsammeln? Könnte es vielleicht sein, dass sich die Energiewende als eine grandiose Illusion entpuppt? - Wie zur Zeit gerade die Solarenergie?
Gerade im Hinblick auf die immer knapper werdenden fossilen Brennstoffe wäre es doch wichtig, den Hebel überall anzusetzen! Je sparsamer wir mit ihnen umgehen, desto länger werden sie reichen.
Der Top-Down Ansatz hat in der Vergangenheit noch selten funktioniert. Nur bei ABS und ESP - und da kam ein Elch zu Hilfe. (Also eigentlich ein Bottom-Up Ansatz.) Aufwendige technische Systeme, mit Pomp und Trara in großen Luxusfahrzeugen eingeführt, sind wieder verschwunden, bevor sie in kleineren Modellreihen Einzug halten konnten. We sicherlich angedacht.
Wirkungsgrade: s. Motor-KRITIK vom 21.02.2009 mit dem Titel: „E-Mobil-Wirkungsgrad: Reden wir mal über 12 Prozent.“
Auf die Wettbewerbsfähigkeit der Tesla Luxuslimousine darf man gespannt sein. Unsere "Team"-Empfehlung an die Aktionäre lautet: Verkaufen!
Schön, immer wieder auf (mit-)denkende Leser zu treffen.
Herzliche Grüße
- auch vom "Team"
Wilhelm Hahne

Ich stimme zu, dass es

Ich stimme zu, dass es sinnvoll ist, die alte Technik weiterzuentwickeln und einen Wettbewerb der Ideen zu haben. Aber ich fürchte, dass Verbrennungsmotoren relativ nah am Ende ihrer technologischen Entwicklung sind, und ich mache das an der wachsenden Komplexität fest. Mit immer höherem technischen Aufwand versucht man, einigen Betriebszuständen noch ein paar Prozent Effizienz zu entlocken:
- Man verschließt den Kühlergrill, um die Aerodynamik zu optimieren, falls gerade kein größerer Kühlbedarf besteht,
- downsized die Motoren immer weiter. Vor wenigen Jahren wäre eine 4-Zylinder S-Klasse noch undenkbar gewesen, geschweige denn eine solche, die die meiste Zeit auf zwei Zylindern läuft. (Klar kann man jetzt mit Hybridisierung die Laufkultur wieder verbessern, indem ein Elektromotor die Drehmomentspitzen an der Kurbelwelle ausgleicht, aber da sind wir wieder beim Thema wachsende Komplexität)
- Ein Turbolader reicht nicht mehr, für kleine Drehzahlen braucht man noch einen zweiten, um das Turboloch klein zu halten.
- Automatikgetriebe haben mittlerweile 8 Gänge und bald schon 9 Gänge
- die Abgasreinigung wird immer aufwändiger (Harnstoffeinspritzung, NOx Speicherung)
- an jeder Ampel rüttelt es mich, wenn der Motor sich abgeschaltet hat

Mit immer größerer Komplexität versucht man eine Technik, deren Potential nahezu ausgereizt ist, noch ein wenig zu verbessern. Gleichzeitig nimmt aber die Fehleranfälligkeit zu und die Lebensdauer ab, der Fahrkomfort sinkt (2 Zylinder Motoren sind nicht sehr laufruhig). Was kommt, wenn alle diese Dinge umgesetzt sind? Die 10-Gang Automatik wird keinen nennenswerten Vorteil ggü. 9 Gängen bieten. Hybridisierung bringt bei downgesizeten Motoren auch nicht mehr viel. Auch ohne diese Technik kann man Verbrennungsmotoren deutlich sparsamer fahren, indem man für gute Zylinderfüllung (hohe Last, niedrige Drehzahlen) sorgt und den Motor wo sinnvoll abschaltet. Die Technik hilft hauptsächlich dem undisziplinieren Fahrer.

Die Fortschritte in der Akkutechnik sind übrigens sehr real und basieren keineswegs auf Hoffnung, wenn man sich die Entwicklung der relevanten Kennzahlen ($/KWh, kg/KWh) über die letzten 10 Jahre ansieht und gleichzeitig sieht wieviele Forschungsmittel in diesen Bereich fliessen.
Auch die Solartechnik ist nicht gescheitert, sondern ein großer Erfolg, da die Produktionskosten von Solarstrom innerhalb von 10 Jahren um 60% gefallen sind (was ich vor 10 Jahren nicht für möglich gehalten hätte). In sonnenreichen Ländern kommt sie immer öfter ohne Subvention aus. In wenigen Jahren wird das auch in Deutschland der Fall sein. Wenn man heute in Deutschland Solarstrom für 24 Cent/KWh erzeugen kann (mit angemessener Rendite) und ein Tesla 20 KWh pro 100 km verbraucht, sind das 4,80 EUR/100km. Wenn ein vergleichbarer Diesel mit allem verbrauchssenkendem Schnickschnack 6 l/100km braucht und der Liter 1,50 EUR kostet, sind das 9 EUR. Wenn ich fairerweise die Steuern aus dem Dieselpreis rausrechne, dürften beide Technologien kostenmäßig etwa gleichauf liegen. Man muß die bestehenden Kostentrends nicht allzu weit extrapolieren, um zum Schluß zu gelangen, dass e-mobilität in 10 Jahren ein sehr großes Thema sein wird.

Wohl zuviel Text fürs Netz

Da hier sich in den Kommentaren so garnichts tut denke ich mal das die Meisten leute diesen Text nicht mal überflogen haben. Schade es lohnt sich.

Aber ich habe schon ein paar bedenken. Ich glaube z.b. nichts das ein Tempolimit auf Deutschen AB irgendeinen Hersteller veranlasst Autos zu begrenzen. Immerhin lohnt es sich doch heute schon nicht für ein Paar Deutsche darauf zu verzichten zumindest nicht in den Spar Modellen. Dennoch macht es niemand solange die Technik ihn nicht nötigt.

Auch denke ich das man nicht die Technik immer weiter aufblasen muss. Turbo boost usw, sondern den Leuten erstmal beibringen muss zu verzichten. Und das völlig losgelöst was in Zukunft kommt. Also Keine Motoren mehr zum Sitzverstellen keine E-Fensterheber usw. Den damit kann man Gewicht senken und das ist ohne mehr aufwand eine Kosten und Verbrauchs reduktion.

Aber bitte nicht wie VW die beim UP! einen E Fensterheber gestrichen haben. Leider aber den Falschen, den dort darf man auf der Beifahrerseite kurbeln und auf der Fahrerseite per Knopf bedienen. Da man meistens alleine unterwegs ist, ist Kurbeln beim Beifahrer schwer möglich daher hätte dort der E-Heber sinn gemacht. Auf der Fahrerseite kann man allerdings Problemlos Kurbeln darfs aber nicht.

Dennoch die Geschichte ist gut und Zeigt einen machbaren weg, aber finde man sollte noch Früher ansetzen damit ein Kleinwagen garnicht erst deutlich über einer Tonne wiegen muss.

War wohl ein Fehler vom

War wohl ein Fehler vom Browser oder so und deswegen waren keine Kommentare zu sehen.

Zukunft

Ich bin mir sicher, das die Zukunft dem Dieselmotor gehören wird. Die Entwicklung des Synthtischen Diesels aus diversen Trägern steckt noch in den Kinderschuhen, wird aber IMHO sich langfristig durchsetzten (z.B. Algen, Tierverwertung, Müllverwertung etc).

Wenn die Elektro Mobilität sich durchsetzt, wird der Strom sehr kostenintensiv werden. Das sieht man heute schon beim Brennholz aus unseren Wäldern. jährliche Steigerungen von 10% sind Standart.

Und es ist eine Technologie die vorhanden ist, funktioniert, und auf dem globalen Markt gute chancen hat sowie keine neue Verteilungslogistik benötigt.

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