Der milde Hybrid ist die Zukunft

Konvergenz, das Zusammenwachsen von Technologien, optimiert den Gebrauchswert eines Produktes bei gleichzeitiger Minimierung unerwünschter Effekte.

lichtblicke

„Das Ende der Autoindustrie…“ titelt in diesen Tagen des VW-Skandals die WirtschaftsWoche und ergänzt ein zaghaftes „… wie wir sie kennen“. Gemeint ist, der VW-Abgasskandal markiere den Beginn des Abschieds von Verbrennungsmotoren und den Übergang in das „Zeitalter der Elektromobilität“. Was mit einer erheblichen Umstrukturierung der automobilen Wertschöpfungskette verbunden wäre, denn in der Tat fänden die Hersteller konventioneller Antriebssysteme und zugehöriger Komponenten in dieser Zukunft wenig Absatzmöglichkeiten. Das träfe die deutsche Automobilwirtschaft ins Mark. Die Wirtschaftswoche reiht sich damit in den Chor vieler Stimmen ein, die angesichts der VW-Krise vergleichbare Szenarien malen oder herbeireden.

Zwei Trends werden immer wieder zur Begründung herangezogen. Tatsächlich kann man für die letzten Jahre eine zwar langsam aber stetig steigende Kapazität elektrochemischer Speicher in Verbindung mit einem durchaus substantiellen Preisverfall beobachten. Was die Prognose nahelegt, schon in wenigen Jahren könnten Batteriefahrzeuge dieselbe Reichweite wie benzin- oder dieselgetriebene bei einem vergleichbaren Kaufpreis bieten. Und dann, so die frohe Botschaft, fahren alle nur noch elektrisch.

Diese Argumentation verrät nicht nur einen bemerkenswerten Mangel an technischer Kompetenz. Sie geht auch an der wesentlichen Frage völlig vorbei. Ob Autos in Zukunft mit Kohlenwasserstoffen oder mit Strom betrieben werden, hängt nicht von den Ingenieuren ab, sondern von den Ansprüchen, die die Kunden an ein Fahrzeug stellen. Nicht die Kosten oder die Einhaltung gesetzlich vorgeschriebener Grenzwerte sind daher primär von Interesse, sondern die Mobilitätsbedarfe. Die Zukunft des Automobils entscheidet sich an der Frage, was man zukünftig unter „Individualverkehr“ versteht und welchen Stellenwert man ihm beimisst.

Die Reichweite ist kein Problem

Die Energiedichte elektrochemischer Speicher ist unüberwindbaren physikalischen Grenzen unterworfen. Die Wunderbatterie kann es nicht geben. Niemals wird ein elektrochemischer Speicher die Energiedichte von Benzin oder Diesel erreichen, das verbieten die Naturgesetze. Vielleicht werden eines Tages Akkumulatoren mit 10 bis 20% der Energiedichte von Benzin oder Diesel möglich. Alle aktuellen Systeme sind aber noch eine bis zwei Größenordnungen davon entfernt. Hohe Reichweiten lassen sich dennoch auf einfache Weise erzielen. Man ersetze nach dem Tesla-Prinzip einfach 50 kg Treibstoff durch 500 kg Batterie. Das Auto wird dann zwar schwerer und weniger effizient, aber für die Emissionsfreiheit könnte man das in Kauf nehmen.

Stromer haben keinen Kostenvorteil

Eine Batterie ist keine Energiequelle und daher hinkt der Vergleich zwischen ihr und fossilen Kohlenwasserstoffen gewaltig. In Relation zu setzen sind die Batteriekosten zu denen des Treibstofftanks, eines einfachen Kunststoffbehälters. Dieser wird immer deutlich preiswerter sein als ein Akkumulator und ob die Differenz durch den Wegfall von Komponenten wie Getriebe oder der Abgastechnik jemals ausgeglichen werden kann, bleibt Spekulation. Trotz der im Vergleich zum Elektromotor deutlich geringeren Effizienz eines Verbrenners sind die Treibstoffkosten nahezu identisch, berücksichtigt man die Lade- und Entladeverluste der Batterie und die hohen Strompreise. Im Gegensatz zur Preisentwicklung bei fossilen Kohlenwasserstoffen ist außerdem die bei elektrischer Energie vorhersehbar: Solange Deutschland nicht von der Energiewende abrückt, wird der Strom teurer. Unaufhaltsam.

Der Individualverkehr verlangt Flexibilität

Zusammenfassend sprechen die Trends in der Batterieentwicklung sicher nicht gegen das Elektroauto, aber sie stützen seine Wettbewerbsfähigkeit auch nicht. Das Problem ist ein anderes.

Die Popularität des Automobils liegt in seiner Fähigkeit, beliebig lange Strecken zwischen beliebigen Orten zu beliebigen Zeiten zurückzulegen. Oft wird kritisch angemerkt, unsere Fahrzeuge stünden ja doch nur 23 Stunden am Tag unbenutzt herum. Richtig, genau dafür wird ein Auto gekauft. Man schafft es sich nicht an, um damit zu fahren. Man schafft es sich an, um damit fahren zu können, sollte es erforderlich sein.

Wie steht es denn mit der Zeit, die man pro Tag telefonierend am Handy verbringt (sofern man kein pubertierender Teenager ist)? In Wahrheit hat man ein Mobiltelefon nicht, um zu telefonieren, sondern um damit telefonieren zu können, wenn man es denn möchte. Wie viele Stunden am Tag laufen denn Waschmaschine oder Wäschetrockner, Kaffeemaschine oder Toaster?

Fast 80% aller Fahrten lägen aber doch unter 50 Kilometern, heißt es dann. Nur: Warum sollte man sich ein Batteriefahrzeug anschaffen, das 80 Prozent des eigenen Mobilitätsbedarfes erfüllt, wenn man – zu mindestens gleichen Kosten wenn nicht deutlich preiswerter – auch einen Benziner oder Diesel bekommen kann, der 100% abdeckt?

Ein konventionelles Fahrzeug ist immer einsatzbereit. Auch bei leerem Tank ist die Fahrbereitschaft schnell wieder hergestellt. Ein Akkumulator dagegen benötigt Stunden für das Wiederaufladen. Hohe Ladeströme können diese Zeit verkürzen, schaden der Batterie aber durch forcierte Alterung. Je mehr Energie man in eine Batterie hineinpumpt, desto mehr Wärme entsteht und desto mehr unerwünschte, irreversible chemische Reaktionen finden statt, die die Kapazität reduzieren oder gar die Zelle vollständig unbrauchbar machen können.

Einem Akkumulator gefällt es, wenn er nur zu 70-80 Prozent wieder gefüllt wird. Aus Nutzersicht verkürzt dies jedoch nur die Zeit bis zum nächsten Stillstand. Die meisten Menschen werden unruhig, wenn sich die Tanknadel der Null nähert oder gar die rote Warnlampe aufleuchtet. Mit einer schnellgeladenen Batterie fährt man immer auf Reserve. Wobei das „schnelle“ Laden eben auch eine Stunde dauert. Außerdem steigen Komplexität und Dauer des Ladevorgangs mit der Kapazität des elektrochemischen Speichers, auch dies ist physikalisch zwingend und nicht zu ändern.

Diesel oder Benziner ermöglichen es, beliebig lange Strecken zwischen beliebigen Orten zu beliebigen Zeiten zurückzulegen. Ein Batteriefahrzeug kann das nicht. Weil es zu häufig herumsteht, ohne verwendbar zu sein.

Elektromobilität ist das Ende des Individualverkehrs

Der motorisierte Individualverkehr heutiger Prägung wäre mit batterieelektrischen Fahrzeugen kaum möglich. Einen Hauch von Flexibilität gäbe es nur über kurze Distanzen, beispielsweise innerhalb einer Stadt. Längere Überlandfahrten bedürften eines erheblichen Organisationsaufwandes. Man hätte die Streckenführung an der vorhandenen Ladeinfrastruktur auszurichten und häufige, erzwungene Standzeiten einzuplanen. Die Reisezeiten würden sich deutlich verlängern.

Man male sich nur die durch das Warten vor besetzten Stromtankstellen induzierten Stillstände aus, sobald batterieelektrische Autokarawanen zur Urlaubszeit gen Süden rollen. Wenn Elektromobilität die durch Gesetze und Verordnungen herbeigeführte Zukunft sein soll, dann nur mit einer gleichzeitigen grundlegenden Verhaltensänderung auf der Seite der Nutzer. Aus dem Individualverkehr heutiger Prägung würde eine Art Linienverkehr mit individuellem Fahrplan. Da kann man auch gleich auf Busse und Bahnen umsteigen.

Technologiefeindlichkeit am Beispiel der Elektromobilität

Vielleicht wollen manche derer, die vehement für batterieelektrische Fahrzeuge streiten, in Wirklichkeit genau diese Verhaltensänderung erzwingen. Das Werben für die Elektromobilität wird jedenfalls auffällig häufig mit Aspekten der Weltrettung vor der Ressourcenknappheit und der Klimakatastrophe direkt oder indirekt in Verbindung gebracht. Das Zurückschrauben von Ansprüchen und das sich Bescheiden mit weniger nützlichen Werkzeugen gilt als Ausdruck für eine individuell empfundene Verantwortlichkeit gegenüber diffusen “gesamtgesellschaftlichen Herausforderungen”. So wird man autosuggestiv über Verzicht auf die Befriedigung realer Mobilitätsbedarfe zu einem besseren und dadurch glücklicherem Menschen. Auf dieser Klaviatur spielen große Teile der Medien und der Politik.

Mit Fortschrittsbegeisterung hat das wenig zu tun. Batteriefahrzeuge scheitern schon seit mehr als hundert Jahren am Markt. Tatsächlich ist es eine perfide Form von Technophobie, einer Technologie heilsbringende und alleinseligmachende Eigenschaften zuzuweisen. Denn es entsteht eine enorme Fallhöhe, durch die Enttäuschung schnell in radikale Ablehnung umschlagen kann, wenn denn die gegebenen Versprechen nicht erfüllt werden. Die Kernenergie bietet hierfür ein lehrreiches Beispiel. Dieses Schicksal hat die Elektromobilität nicht verdient.

Der milde Hybrid ist die Zukunft

Unrecht hat die Wirtschaftswoche auch, wenn sie uns einreden möchte, die Verbrenner wären am Ende ihrer Entwicklung angekommen. In den letzten zwanzig Jahren wurden Ottos und Diesels geniale Maschinen umfangreicher verbessert als in den einhundert Jahren davor. Diese Beschleunigung der Innovationstätigkeit kann sich fortsetzen, wenn man sie nicht durch immer mehr Verbote und Beschränkungen abwürgt.

Neue Hochleistungsmaterialien, nanotechnologisch optimierte Oberflächen und Schmierstoffe, intelligente Steuerungssoftware im Verbund mit fortgeschrittenen Sensoren sind nur einige der Elemente, die hier zu nennen sind. Der Elektromotor schließlich kann den Verbrenner nicht substituieren. Aber er kann ihn sinnvoll ergänzen und unterstützen. Mit dem neuen 48V-Bordnetz werden sogenannte “milde Hybriden” möglich, in denen eine kleine elektrische Hilfsmaschine in den konventionellen Antriebsstrang trickreich integriert ist.

Diese erzeugt über die Rückgewinnung von Bremsenergie (Rekuperation) den Strom selbst, den sie in anderen Fahrsituationen verbraucht, etwa beim Anfahren (Start-Stop-Automatik) oder beim Segeln. Idealerweise wird der Verbrenner nur noch dann eingesetzt, wenn der Fahrer das Gaspedal betätigt. Was Diesel- oder Ottomotoren deutlich entlastet und es ihnen außerdem ermöglicht, für längere Zeiträume nahe an ihren optimalen Betriebspunkten zu laufen. Das reduziert nicht nur den Spritverbrauch, sondern auch den Schadstoffausstoß (Stickoxide) spürbar.

Konvergenz nennt man dieses Zusammenwachsen von Technologien, das den Gebrauchswert eines Produktes bei gleichzeitiger Minimierung unerwünschter Effekte optimiert. Möglich wird dies nur, wenn man alle Optionen berücksichtigt und nicht für eine einzige Entwicklungslinie erblindet. Es gibt keine guten und bösen Technologien. Es gibt nur nützliche und weniger nützliche. Das gilt für alle Aspekte der Bedarfsbefriedigung, ob bei der Energieversorgung, bei der Ernährung, der Gesundheit oder der Kommunikation. Das gilt auch für die Mobilität und hier besonders für das Automobil.

Unterstützung
oder

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind markiert *

Ihre Argumente, Gedanken oder Informationen zum kommentierten Beitrag bringen wir ganz oder gekürzt mit Ihrem Nutzernamen und ohne Ihre E-Adresse, wenn wir Ihren echten Vor- und Nachnamen erfahren.

Kommentare {5}

  1. Danke für diesen hübschen Artikel, der gut verständlich und plausibel argumentiert. Ihm lässt sich auch inhaltlich gut zustimmen. Darüberhinaus lässt er auch Spielräume für weitergehende Diskussion bestehen.

    Synergien wie zwischen fossilem Verbrenner und Batterie-Elektromotor gibt es auf den verschiedensten Gebieten, auch ganz allgemein z.B. in der Forschung, wodurch man sich gegenseitig befruchtet. Der größte und wichtigste Erfolgfaktor für eine Volkswirtschaft ist, wo immer man auch hinschaut, Synergie, die aus Spezialisierungen zusammengesetzt und organisiert wird.

    Nun kann ein halbvolles Glas auch als halbleeres gesehen werden. Wennauch die beiden Antriebssysteme sich ergänzen, so braucht man immerhin für die Lösung eben -zwei- verschiedene Antriebsinfrastrukturen, wovon die eine arbeitet, solange die andere pausiert. Feinheiten, dass man dies auch gleichzeitig mischen könnte, sind vielleicht im technischen Detail interessant, weniger aber wenn es ums Prinzip der Doppelauslegung von Strukturen geht. Ein Ökonom würde sagen, man muss für denselben Zweck in zwei Dinge investieren, obwohl man nicht doppelt so viel davon hat.

    Man könnte an dieser Stelle noch über die Pannenanfälligkeit reden, je mehr Bauteile nötig und je größer die Ansprüche an Fertigungspräzision sind bei gleichzeitig höherer Belastung aber geringerer Verschleißtoleranz und dann auch wieder über deren Kompensation durch Services und präventiven Ersatz… und dann auch noch für -zwei- Systeme – aber das führt letztlich alles in die Richtung des größeren Aufwands. Wenn man dies alles mit einbezieht, sieht der Hybrid nicht mehr ideal aus.

    Der Hybridantrieb, so schätze ich es daher ein, dürfte ein vorübergehender Kompromiss sein, der spätestens überholt ist, wenn eine singuläre Antriebslösung alle wichtigen Bedürfnisse erfüllt. Ich würde deshalb die Wasserstofftechnologie/Brennstoffzelle nicht abschreiben, wo sowohl Wasserstoff aus Ökostrom verwendet als auch in Ländern, die sich nicht unserer Energiepolitik anschließen, Wasserstoff aus Atomstrom oder sonstig erzeugtem Strom hergestellt werden kann.

    Der Hybrid ist sicher ein gutes Stück weit der drängelnden Politik geschuldet, ohne dass die Politik technische Lösungen für die eigentlich angestrebte, reine Elektromobilität gehabt hätte, die mit Strom aus fossilen Energieträgern auch noch kontraproduktiv ist. Der allein zuständige, batteriebasierte E-Motor ist tatsächlich weit entfernt, eine befriedigende Alternative zum fossilen Verbrennungsmotor zu sein. Herausgekommen ist darum die relativ schneller realisierbare Lösung des Hybrid, der ein Kompromiss ist, mit dem man vor den Augen der Politik bestehen und ansonsten werben kann, um dennoch weiterhin grundsätzlich fossile Brennstoffe zu benötigen. Kompromisse sind bekanntlich dafür gut, um einerseits Erfolge zu vermelden, andererseits miteinander weitermachen zu können, jedoch technisch nur eine halbe Antwort auf die politischen Zukunftsfragen, deretwegen man überhaupt eine Entwicklung in diese Richtung gefordert hat.

  2. Es ist so eine merkwürdige Stimmung wie beim Warten auf das Christkind.
    Werden wir Friedensnobelpreisträger 2015 oder nicht?
    Wenn ja, dann hätten wir eine weitere Trophäe und wären nicht nur Weltmeister der Herzen, Weltmeister im Fußball sondern auch noch Friedensweltmeister. Und Angela Merkel stünde auf einer Stufe mit so berühmten Menschen wie z.B. Jassir Arafat. Wirklich beneidenswert!
    Und wäre das nicht zugleich das Mandat für vier, weitere Jahre Kanzlerschaft Angela Merkels?
    Und das würde dann auch bedeuten…. Das Elektromobil wird gefördert …. Koste es, was es wolle….. Egal , was der Markt sagt…….Egal welche technisch-rationalen oder Energie-Effizienz-Kriterien dagegen sprechen.
    Denn dann wird die Entscheidung für das Elektromobil entgültig der Ebene trivial-rationaler Argumente entzogen und auf die metaphysisische Ebene quasireligiöser, ökologisch-korrekter Selbstgewissheit transzendiert und den übrigen Dogmen Merkel’ scher Politik hinzugefügt. Die ökologisch-korrekten Jünger in den Medien, Parteien, NGO’s etc. bearbeiten bis dahin weiter das politische Terrain um die Öffentliche Meinungsführerschaft….
    So bestehen gute Aussichten, dass wir, neben allen bisherigen, errungenen Weltmeisterschaften, auch noch Ökobilanzweltmeister werden.

  3. Ich frage mich, was die Menschen in den nächsten 100 Jahren noch entwickeln sollen, wenn alles unbedingt hier und heute da sein soll. Mir ist die Ungeduld der Politiker, die dazu ja den geringsten Beitrag leisten können, unverständlich. Nein, die Welt geht nicht unter, wenn in fünf Jahren nicht alles elektrisch fährt.

    Politiker ohne eigene Kompetenz in Sachen Technik und Entwicklung meinen wohl, dass sich die Welt ohne ihren Druck nicht verbessere. In Wirklichkeit haben die kreativen und innovativen Menschen ein sehr gutes Verständnis dafür, was ihre Kunden wollen, und was Fortschritt ist. Die LED-Technik wurde nicht zu ihrer jetzigen Helligkeit und Farbe gebracht, weil die EU die Glühbirne verboten hat, sondern weil ehrgeizige Forscher 40 Jahre hart gearbeitet haben.

    Jeder Schuster bleibe bei seinem Leisten.

    PS: Sie haben den Kofferraum vergessen. Ich habe ein Auto auch, weil ich ab und zu etwas transportieren, und sei es nur Urlaubsgepäck. Ein Hybrid ohne vernünftigen Kofferraum ist für mich nutzlos.

    1. @ M.E.S.:

      Ein milder Hybrid ist etwas völlig anderes als ein Vollhybrid. Der milde Hybrid verfügt auch weiterhin nur über einen Antriebsstrang. Ihr Kofferraum bleibt Ihnen.

    2. Entschuldigung, das war missverständlich. Mit dem ‘Kofferraum’ wollte ich Ihre Liste von Nachteilen beim Vollhybrid ergänzen.