Elektromobilität, Wasserstoff oder Flüssiggas, alternative Antriebe werden angesichts des Klimawandels und der Endlichkeit fossiler Rohstoffe immer relevanter. Derzeit existieren bereits verschiedene Technologien in unterschiedlichen Entwicklungsstufen. Denn nicht alle Antriebssysteme sind bereits vollständig ausgereift und viele davon sind momentan noch sehr teuer. In diesem Blogbeitrag werfen wir einen genaueren Blick auf die verschiedenen alternativen Antriebe, ihren Entwicklungsstand und die Zukunftsperspektiven.
Was sind alternative Antriebe?
Bei alternativen Antrieben handelt es sich um Technologien und Kraftstoffe, die im Vergleich zu herkömmlichen Verbrennungsmotoren wie Benzin- oder Dieselmotore, oft umweltfreundlicher sind. Sie können dazu beitragen, den Verbrauch von fossilen Brennstoffen zu reduzieren und die negativen Umweltauswirkungen zu minimieren.
Damit alternative Antriebe eine wirkliche Alternative zu Verbrennungsmotoren sind, müssen auch die Produktion und ihre Bestandteile aus nachhaltigen bzw. erneuerbaren Quellen stammen. Nur so können die umweltschädlichen Emissionen eingedämmt und eine nachhaltige Mobilität vorangetrieben werden.
Alternative Antriebe im Überblick
Elektromobilität
Der bekannteste alternative Antrieb ist der Elektromotor. Neu ist das Konzept nicht, denn bereits im 19 Jahrhundert waren die ersten elektrisch betriebenen Fahrzeuge unterwegs. Die Energie wird in Lithium-Ionen-Batterien gespeichert und von Elektromotoren in Bewegungsenergie umgewandelt. E-Fahrzeuge fahren emissionsfrei und leisten einen großen Beitrag zur Reduzierung von umweltschädlichen Treibhausgasen. Während die meisten E-Fahrzeuge eine Reichweite von rund 500 km bieten, wird bereits an Modellen mit 1000 km Reichweite gearbeitet.
Vorteile
- Höchster Wirkungsgrad von allen alternativen Antriebssystemen
- Geringe Betriebskosten
- Erstzulassungen bis 2025 sind 10 Jahre von der Kfz-Steuer befreit
- Reichweiten und die Ladeinfrastruktur werden immer weiter ausgebaut
Nachteile
- Höhere Anschaffungskosten als bei einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor
- Herstellung der Akkus ist ressourcenintensiv
Hybridantrieb
Hybridfahrzeuge kombinieren einen Verbrennungsmotor mit einem Elektromotor. Bei Kurzstrecken und im Stadtverkehr kommt der Elektromotor zum Einsatz, während auf langen Strecken oder auf der Autobahn der Verbrennungsmotor für lange Reichweiten sorgt. Dadurch sind Hybrid-Autos allerdings nicht emissionsfrei, da weiterhin fossile Kraftstoffe zum Einsatz kommen.
Vorteile
- Ausgereifte Technologie
- Höhere Reichweiten als rein elektrische Fahrzeuge
- Geringerer Ausstoß von CO2-Emissionen
Nachteile
- Weiterhin Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen
- Batterie kostet Platz im Kofferraum
Wasserstoffantrieb
Wasserstofffahrzeuge nutzen Brennstoffzellen, um aus Wasserstoff elektrische Energie zu erzeugen. Diese treibt wiederum den Elektromotor an. Brennstoffzellenfahrzeuge stoßen lediglich Wärme und Wasser aus und gehören daher zur Klasse der Zero Emission Vehicles. Leider werden bei der Herstellung von Wasserstoff fossile Brennstoffe genutzt und Treibhausgas-Emissionen ausgestoßen.
Das größte Potential zeigt der Wasserstoffantrieb bei Nutzfahrzeugen. Mit dem Ausbau 63 neuer Wasserstoff-Tankstellen im Abstand von 200 km erlebt dieser Antrieb neuen Schwung Fern-Lkw im Dauereinsatz.
Vorteile
- Schnelles Auftanken und hohe Reichweiten von bis zu 1.000 Kilometern
- Kein Ausstoß von schädlichen Emissionen
Nachteile
- Hohe Kosten für Fahrzeuge und Wasserstoff
- Herstellung von Wasserstoff ist teuer und energieintensiv
- Sehr geringe Modellauswahl
- Geringe Verfügbarkeit von Wasserstofftankstellen
Biokraftstoffe
Diese werden aus nachwachsenden Rohstoffen wie Pflanzenöl oder Getreide gewonnen und können in herkömmlichen Verbrennungsmotoren genutzt werden. Auch aus Algen lassen sich Biodiesel, Bioethanol und Biomethan herstellen und im Vergleich zu Pflanzenöl ist der Ertrag vielfach höher. Da Algen in Tanks gezüchtet werden, wird kein Ackerboden benötigt. Die Produktion ist jedoch sehr aufwändig und dadurch zu teuer, um als konkurrenzfähiger Treibstoff auf den Markt zu kommen.
Vorteile
- Günstigere Preise als für Benzin oder Diesel
- Kann in Verbrennungsmotoren verwendet werden
Nachteile
- Steht in Konkurrenz zum Nahrungsanbau
- Anbau und Düngung der Pflanzen verursachen CO2-Emissionen
- Produktion ist energieintensiv
Flüssiggas (Liquified Petroleum Gas, LPG)
Dabei handelt es sich um ein Propan-Butan-Gemisch, das bei der Erdgas- und Erdöl-Förderung als Nebenprodukt entsteht. Bei der Verbrennung von Autogas werden rund 80 % weniger Stickoxide und somit auch weniger Schadstoffe freigesetzt. Während sich viele ältere Fahrzeugmodelle noch umrüsten lassen, gibt es diese Möglichkeit bei Neufahrzeugen kaum.
Vorteile
- Günstigere Preise als für Benzin oder Diesel
- Gute Verfügbarkeit an deutschen Tankstellen
- Geringerer Ausstoß von CO2-Emissionen
Nachteile
- Nicht alle Fahrzeuge lassen sich umrüsten
- Zusätzlicher Tank kostet Platz im Fahrzeug
- Gesamtumweltbilanz der LPG-Produktion umstritten
Komprimiertes Erdgas (Compressed Natural Gas, CNG)
Erdgas – nicht zu verwechseln mit dem zuvor beschriebenen Autogas – besteht hauptsächlich aus Methan und hat eine sehr geringe Energiedichte. Es muss daher auf 200 bar verdichtet werden, um Autos damit zu betanken. Fahrzeuge, die mit Autogas fahren, stoßen weniger schädliches CO2 aus. Nichtsdestotrotz entstehen bei der Produktion, dem Transport und der Verbrennung von CNG klimaschädliche Emissionen.
Vorteile
- Günstigere Preise als für Benzin oder Diesel
- Geringerer Ausstoß von CO2-Emissionen
Nachteile
- Umrüstung von Fahrzeugen ist kompliziert und teuer
- Zusätzlicher Tank kostet Platz im Fahrzeug
- Beschränkte Verfügbarkeit an deutschen Tankstellen
E-Fuels
Bei E-Fuels handelt es sich um synthetisch hergestellte Kraftstoffe, für deren Produktion Wasser und Kohlendioxid verwendet wird. E-Fuels gelten als kohlenstoffarm, da der bei ihrer Verbrennung freigesetzte Kohlenstoff zuvor der Atmosphäre entnommen wurde. Für die flächendeckende Nutzung Nutzung von E-Fuels in Pkw und Lkw sehen Forscher jedoch keine Zukunft . Grund dafür sei unter anderem, dass die Energieinfrastruktur massiv ausgebaut und die weltweite Produktion von erneuerbarem Strom sich fast verdoppeln müsste.
Vorteile
- Geringerer Ausstoß von CO2-Emissionen
- Lassen sich herkömmlichen Kraftstoffen beimischen
Nachteile
- Schlechterer Wirkungsgrad
- Teuer in der Herstellung und dem Transport
Zukunftsausblick alternativer Antriebe
Spätestens mit dem Verbrenner-Aus im Jahr 2035 verspricht die Zukunft der Alternativen Antriebe im Fuhrpark eine transformative Entwicklung im Bereich der nachhaltigen Mobilität. Ein wesentlicher Schwerpunkt wird auf der weiteren Verbesserung und Verbreitung von Elektrofahrzeugen liegen.
Fortschritte in der Batterietechnologie werden zu einer erhöhten Reichweite, kürzeren Ladezeiten und geringeren Anschaffungskosten führen, was die Alltagstauglichkeit von Elektrofahrzeugen weiter steigern wird. Zusätzlich sind auch innovative Lösungen wie drahtloses Laden und bidirektionales Laden vielversprechend. Drahtloses Laden ermöglicht es Elektrofahrzeugen, während des Parkens automatisch aufgeladen zu werden, was den Ladevorgang für die Fahrzeugnutzer noch bequemer gestaltet. Bidirektionales Laden ermöglicht es Elektrofahrzeugen nicht nur Energie aus dem Stromnetz aufzunehmen, sondern auch überschüssige Energie zurück ins Netz zu speisen, was zur Stabilisierung des Stromnetzes beitragen kann.
Ein weiteres vielversprechendes Gebiet ist die Weiterentwicklung von Wasserstofftechnologien , die effizienter und erschwinglicher werden. Wasserstoffbetriebene Brennstoffzellenfahrzeuge könnten in der Zukunft eine wichtige Rolle spielen, insbesondere im Schwerlastverkehr und im öffentlichen Nahverkehr.
Das Wichtigste zum Thema alternative Antriebe auf einen Blick
Alternative Antriebe sind für unsere Zukunft unverzichtbar, um den Treibhauseffekt einzudämmen und unsere Abhängigkeit von fossilen Rohstoffen zu minimieren.
Die Elektromobilität bleibt der wichtigste alternative Antrieb, um den Mobilitätswandel voranzutreiben. Entwicklungen in der Batterietechnologie führen zu größeren Reichweiten, kürzeren Ladezeiten und geringeren Anschaffungskosten.
Auch die Wasserstofftechnologie ist auf dem Vormarsch und durch den Ausbau des Tankstellen-Netzwerkes wird sie vor allem für schwere Nutzfahrzeuge zu einer interessanten Alternative.
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