Die Zukunft der mobilen Fortbewegung
Es existiert kaum ein Thema, welches die Menschen so polarisiert wie die Zukunft der mobilen Fortbewegung. Viele verschiedene Konzepte wurden in den letzten Jahren von der Automobilindustrie vorgestellt, diese verschwanden meist aber auch ebenso schnell wie sie präsentiert wurden. So kann man meinen, dass anhand der immer größeren Nachfrage von Tesla Modellen, der Elektromobilität die Zukunft gehört. Wobei man sich aber auch fragen sollte, welche Alternativen noch vorhanden sind wie z.B. die Brennstoffzelle oder welche Art von Elektromobilität man nutzen möchte. In diesem Artikel werden die verschiedenen Möglichkeiten der Motorisierung angeschnitten.
Vorteile des Elektromotors
Egal ob Brennstoffzelle, Elektroauto oder Hybrid, bei allen Modellen sind Elektromotoren in Betrieb. Dieser hat den Vorteil, dass keine direkten Emissionen, die Umwelt belasten. Emissionen entstehen hier nur durch die Stromerzeugung, für die der jeweilige Stromlieferant verantwortlich ist. Aus diesem Grund sind erneuerbare Energien wichtig, da es sich sonst nur um eine Verschiebung des Problems handelt. Großen Unterschied macht hier der hohe Wirkungsgrad des Elektromotors im Vergleich zum Verbrennungsmotor.
Elektromotoren nutzen bis zu 90 Prozent von der in sie investierte Energie, Dieselmotoren dagegen nur 40 Prozent und Benziner sogar nur 30 Prozent. Ein weiterer Vorteil ist, dass Elektromotoren kein Getriebe benötigen und so keine Schleifkontakte nötig sind. So ergibt sich daraus, dass der Elektroantrieb eine unterbrechungsfreie Drehmomentabgabe beinhaltet, die einen besseren Fahrkomfort gewährleistet. Des Weiteren kommt es durch den Wegfall von Getriebe und anderen Bauteilen zu einer geringeren Masse im Vergleich zu Verbrennungsmotoren. So sind auch das Kühlsystem und selbst die Bremssysteme weniger aufwändig zu gestalten da sie weniger anfällig für Verschleiß sind und sich einfacher warten lassen.
Die Brennstoffzelle
Das Brennstoffzellenfahrzeug wird oft als größter Konkurrent des Elektroautos gesehen. Es verspricht ähnliche Reichweiten wie ein herkömmliches Verbrennungsfahrzeug und bietet im Vergleich zu den Elektroautos einen schnellen Tankvorgang mit einheitlichen Befüll System. Motorisiert wird das Fahrzeug, wie auch ein Elektroauto, mit einem Elektromotor, welcher den Strom aber aus einer Brennstoffzelle bezieht, so dass es keiner Ladestation bedarf.
Gespeist wird diese Brennstoffzelle durch Wasserstoff, welcher im Auto gelagert wird. Großer Nachteil der Brennstoffzellenfahrzeuge ist der Kosten- wie auch der Aufbereitungs- Faktor. So wird als Katalysator bei den Brennstoffzellen Platin benötigt, welches als seltene Ressource gilt und dementsprechend nicht günstig ist. Automobilhersteller arbeiten zwar schon an einer Lösung durch eine Minimierung des Materials und ein mögliches Recycling aber eine optimale Lösung ist noch nicht gefunden. Ein weiteres Problem ist die Aufbereitung von Wasserstoff.
Die bis heute bekannten Verfahren sind meist sehr aufwendig und produzieren als Abfallprodukt aus fossilen Energieträgern Treibhausgase. Hierbei handelt es sich nur um eine Verschiebung des aktuellen Problems. So ist das Ziel des neuen Antriebs emissionsfrei zu bleiben und die Umwelt nicht zu belasten, in dem Fall wäre das Auto zwar genau das, aber die Produktion des Kraftstoffes bewirkt genau das Gegenteil. Das Problem kann mit dem des Elektroautos verglichen werden, wo das erzeugen des Stroms welches für den Antrieb der Autos benötigt wird, oft in Kohlekraftwerken produziert wird. Ein weiteres Problem ist die Lagerung des Wasserstoffes im Fahrzeug selbst, so ist ein Tankdruck von 700 bar von Nöten. Auf der anderen Seite ist die Infrastruktur für die Brennstoffzellenfahrzeuge noch nicht gegeben.
Der Hybridantrieb
Das Hybridfahrzeug ist so gut wie in jedem Modellportfolio eines Automobilherstellers vertreten. Auch Sportwagenhersteller wie Ferrari, welche für die Emotion des Fahrens stehen und jahrelang für den Klang von 12 Zylinder Maschinen standen, wenden sich diesen zu. Dies liegt auf der einen Seite daran, dass Umweltbewusstes denken immer mehr den Kunden bestimmt. Auf der anderen Seite aber auch, dass man erkannt hat, welche Vorzüge diese Technologie mit sich bringt. Betrachtet man die aktuelle Formel 1 Generation, stellt man fest das man mit den V6 Hybridmotoren die leistungsstärksten Aggregate herstellt die es bis dato gegeben hat und welche dazu noch effizient und umweltschonend sind.
Viele Hersteller betrachten das Hybridfahrzeug aber nur als Zwischenschritt zu einer zukunftsfähigen alternativen Antriebsform. So wird dieser aber immer wichtiger, da ein direkter Übergang von Verbrennungsmotor zu Elektromotor nicht möglich ist. Des Weiteren betreiben viele Hersteller auf Grund der in Deutschland immer stärker verbreiteten Umweltplakette das Konzept, dass z.B. Dieselfahrzeuge in Städten wo die Belastung besonders hoch ist sich nur noch mit dem Elektroantrieb fortbewegen und außerhalb wieder umsteigen.
Es existieren viele verschiedene Hybrid Konzepte. Das Bekannteste Konzept ist aber wohl der Voll-Hybrid, welcher sich aber nochmal aufteilt in Parallel und Serieller Hybrid. Bei dem Parallel Hybrid sind Verbrenner und Elektromotor in Reihe geschaltet. Mit einer automatisierten Trennungskupplung kann das Fahrzeug die beiden Antriebe trennen und zwischen elektrischen Fahren und Rekuperation wechseln, ohne dass der Verbrennungsmotor mit „geschleppt“ werden muss. Bei dem seriellen Hybrid dagegen, auch als „Range Extender“ bekannt, handelt es sich um einen Antrieb, wo nur der Elektromotor für den vortrieb sorgt.
Der Verbrenner läuft nur gelegentlich im optimalen Betriebsbereich, um über einen Generator Strom für die Akkus zu erzeugen. So handelt es sich bei dem Wasserstoff betrieben Brennstoffzellen im Mercedes-Benz GLC F-CELL um nichts anderes als ein bordeigenes Elektrizität-Kraftwerk, welches während der Fahrt Strom produziert und damit Energie für den seriellen Hybrid liefert.
Das Elektroauto
Bei dem Elektroantrieb handelt es sich um den Antrieb der immer mehr als der Antrieb der Zukunft bezeichnet wird. In den letzten Jahren kamen immer mehr neue Modelle heraus die immer alltagstauglicher sind. So handelt es sich bei den aktuellen Elektrofahrzeugen um Lithium-Ionen betriebene Fahrzeuge. Diese Akkutechnologie hat den Vorteil, dass sie das niedrigste Redoxpotential hat und es sich bei Lithium um ein sehr leichtes Element handelt.
Des Weiteren besitzt es einen der kleinsten Ionenradien, welches erlaubt besonders kleine Akkus zu bauen. Diese Art von Akkumulator welche stetig weiterentwickelt wird, ermöglicht teilweise mit der neu vorgestellten Technologie der „21700 Akkuzelle“ von Samsung, Reichweiten von bis zu 600 km, welche zudem noch in 20 Minuten zu 80% aufgeladen werden kann.
Ein weiteres Problem welches viele Menschen von einem Kauf eines Elektrofahrzeuges abbringt, ist die fehlende Infrastruktur um die Autos aufzuladen, wie auch die Ladezeit. Dieses Problem wurde jetzt von den deutschen Automobilherstellern gelöst indem gemeinsam in ein Ladenetzwerk investiert wird. Wobei man neue Ladestationen schaffen möchte, so gibt es aber auch noch andere interessante Pläne indem man Straßenlaternen umrüsten möchte, um diese als Ladestation nutzen zu können, welches um einiges Kosteneffizienter sei.
