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Welche Antriebstechnik für Ihr Auto? Verbrenner-, Elektro- und Hybridmotoren im Vergleich

Auf Deutschlands Straßen fahren Millionen Autos. Und viele sind mit Diesel oder Benzin als Kraftstoff unterwegs. In den letzten 20 Jahren wird dieses Konzept des Verbrennungsmotors zunehmend kritisch gesehen. Es entstehen hohe Belastungen an Klimagases. Außerdem sorgen Rußpartikel für weitere Luftbelastungen. Die Suche nach Alternativen hat inzwischen zum Elektromotor geführt. Komplett mit Strom unterwegs zu sein ist gut fürs Gewissen. Aber: Die Akkus sind bei diesem Antriebstyp eine Schwachstelle.

Vom Gesichtspunkt des Umweltschutzes ist deren Herstellung ein rotes Tuch. Und auch die Reichweite war lange ein Sorgenkind – dass die Hersteller mit Hybrid-Antrieben zu umgehen versuchten. Mittlerweile gehen die Entwicklungen noch weiter. Brennstoffzellen, die sich haben verkleinern lassen, produzieren kaum noch Emissionen. Welche Antriebsvariante ist Ihr Favorit? Eines ist auf jeden Fall klar: Keine Methode der Mobilität hat nur Vorteile.

Diesel und Benzin: Die Klassiker

Von den mehr als 60 Millionen Kraftfahrzeugen, die auf deutschen Straßen unterwegs sind, gehört das Gros in die Kategorie der Autos mit Verbrennungsmotoren. Diesel und Benziner wurden im 19. Jahrhundert entwickelt. An der Erfindung des Dieselmotors war entscheidend der Deutsche Rudolf Diesel beteiligt. Der Ottomotor geht auf die Deutschen:

  • Nicolaus August Otto
  • Eugen Langen
  • Gottlieb Daimler und
  • Wilhelm Maybach

zurück. Beide Motoren basieren auf der Verbrennung von auf Rohöl basierenden Kraftstoffen. Dabei machen sich sowohl der Ottomotor als auch der Diesel unterschiedliche Funktionsprinzipien zunutze.

Der Dieselmotor basiert auf dem Prinzip der Selbstzündung. Hier wird das angesaugte Kraftstoff-Luftgemisch komprimiert und entzündet sich selbst. Ottomotoren benötigen für dieses Prozess immer einen Zündfunken – durch die im Motor verschraubte Zündkerze. Worin liegen die Vorteile der Verbrennungsmotoren? Einerseits geht es hier um Vorteile allgemein – wie eine hohe Reichweite und die bewährte Technik. Auf der anderen Seite haben Benziner und Diesel jeweils unterschiedliche Vor- und Nachteile.

Vor- und Nachteile von Autos mit der Antriebstechnik Benzinmotor

Vorteile des Ottomotors:

  • Anschaffungskosten sind geringer
  • Erreichen hoher Drehzahlen ermöglicht sehr sportliche Pkw
  • Umrüstung auf andere Energieträger – Stichwort Erdgasmotor – möglich
  • Ausstoß an Stickoxiden geringer als im Vergleich zum Diesel

Nachteile des Ottomotors:

  • Direkteinspritzung in Kolben erhöht Feinpartikelbelastung und macht Partikelfilter nötig
  • Kraftstoffverbrauch deutlich höher als im Vergleich zu Dieselmotoren
  • Belastung an Kohlendioxid ist hier wesentlich höher
  • Kraftentfaltung durch das Drehmoment erst im höheren Drehzahlbereich zufriedenstellend

Vor- und Nachteile von Autos mit der Antriebstechnik Dieselmotor

Der Dieselmotor gilt vor allem als verbrauchsarmer Verbrennungsmotor. Welche Vorteile hat diese Motorvariante noch?

Vorteile des Dieselmotors:

  • Selbstzündung, daher weniger Bauteile durch entfallende Zündsteuerung
  • Drehmoment in den unteren Drehzahlen sehr viel höher
  • Niedriger Kraftstoffverbrauch reduziert die Emissionen an Kohlendioxid
  • Dieselkraftstoff in einigen Ländern gefördert, daher an der Zapfsäule billiger

Nachteile des Dieselmotors:

  • Stickoxid-Emissionen sind sehr viel höher, Abgasnachbehandlungs-Systeme nötig
  • Verbrennungsvorgang produziert Rußpartikel, Partikelfilter müssen verbaut werden
  • Abgas-Skandal hat das Image des Motors weltweit beschädigt
  • Dieselmotor braucht länger zum Erreichen der Betriebstemperatur

Grundsätzlich handelt es sich bei den Verbrennungsmotoren um eine bewährte Antriebstechnik. Seit die ersten Autos damit in Serie auf den Straßen unterwegs sind, entwickeln Ingenieure und Hersteller die Motoren weiter.

Zudem ist für Verbrennungsmotoren über Jahre eine sehr gut ausgebaute Servicekette entstanden. Das heißt: Sie müssen meist nicht lange nach einer Kfz-Werkstatt suchen und finden auch Tankstellen ohne größere Probleme. Besonders in den letzten 30 Jahren wird offensichtlich, dass diese Antriebstechnik allerdings radikal neu gedacht werden muss – vor dem Hintergrund der Emissionen. Entwickler setzen nicht nur auf saubere Motoren. Der Trend geht hin zu Kraftstoffen, in deren Herstellung CO2 verbraucht wird.

Achtung: Autos mit Verbrennungsmotoren werden gerade in Bezug auf Feinstaub-Emissionen immer kritischer gesehen. So gelten in vielen Bereichen von Städten Fahrverbote, wenn der Wagen strenge Abgasnormen nicht erfüllen kann. Diesen Aspekt sollten Sie beim Kauf eines neuen Autos durchaus im Blick behalten.

Autogas und CNG: Eine sinnvolle Alternative?

Unter dem Umweltaspekt betrachtet ist der Verbrennungsmotor eine „Dreckschleuder“. Besonders kritisch wird der Ausstoß von Klimagasen gesehen. Als eine Alternative, auf welche einige Entwickler in der Vergangenheit gesetzt haben, gehören gasbetriebene Motoren. Hier kommen drei unterschiedliche Varianten zum Einsatz:

  • Autogas
  • Erdgas
  • Flüssigerdgas.

Autogas wird auch als LPG – Liquefied Petroleum Gas – bezeichnet. Hierbei handelt es sich um ein Gemisch aus Propan und Butan. Bei Erdgas als Kraftstoff wird von CNG oder Compressed Natural Gas gesprochen. Bei Fahrzeugen mit einem LNG-Motor handelt es sich um Autos, die mit Liquefied Natural Gas betrieben werden können. Hierbei handelt es sich allerdings um einen Kraftstoff, der vor allem im Bereich des Schwerlastverkehrs – sprich für Lkw – eine Rolle spielt.

Für Pkw liegt der Fokus auf Autogas und CNG-Motoren. Beide werden von Herstellern ab Werk – also als Neuwagen geliefert. Auf der anderen Seite lassen sich bestehende Verbrennungsmotoren aber auch umrüsten. Warum wird dieser Schritt überhaupt in Erwägung gezogen?

Vorteile der gasbetriebenen Motoren:

  • Kraftstoff ist im Vergleich zu Diesel und Benzin deutlich günstiger
  • Energiegehalt gerade beim CNG deutlich höher
  • Einsparung gegenüber Super-Kraftstoff bei CNG/LPG vergleichsweise hoch
  • Sicherheitsstandards beim Tanken und im Betrieb sehr hoch

Nachteile der gasbetriebenen Motoren:

  • Tankstellen-Netz befindet sich noch im Aufbau, regionale Abdeckung sehr unterschiedlich
  • Prüfkosten für Modelle mit älteren Tanks belaufen sich auf mehrere hundert Euro
  • Anschaffungs- bzw. Nachrüstkosten machen die Autos relativ teuer
  • Startvorgang macht zusätzlichen Benzintank erforderlich

Elektroautos: Die Zukunft?

Elektrofahrzeug gelten allgemein als die Zukunftstechnik, wenn es um Mobilität geht. In der Praxis steigt deren Anteil – zusammen mit den Hybridfahrzeugen – seit Jahren kontinuierlich an. Dieser Trend ist nicht nur in Deutschland zu erkennen. Überall in Europa werden Pkw mit Elektromotor in zunehmend stärkerem Umfang nachgefragt.

Lange galten die Fahrzeuge eher als Auto für die Stadt – aufgrund der Reichweite. Das Grundprinzip des Elektromotors an sich ist nicht neu. Was in den letzten Jahren den Trend und die Entwicklung dieses Antriebsprinzips maßgeblich beeinflusst hat, sind die Akkus.

Hierdurch wird sehr stark beeinflusst, wie sich die E-Autos im Alltag verhalten. Um mit Verbrennungsmotoren konkurrieren zu können, braucht es eine hohe Reichweite – egal, bei welchem Wetter. Außerdem spielen die Anschaffungskosten sowie die Ladeinfrastruktur nach wie vor eine wichtige Rolle.

Vorteile der Autos mit Elektroantrieb:

  • Motorenfertigung weniger komplex, es werden weniger Teile benötigt
  • Kosten für Strom sind deutlich geringer als für herkömmliche Kraftstoffe
  • Hersteller entwickeln moderne Akkus mit hoher Kapazität und Reichweite
  • Auto kann mit wenig Aufwand auch zu Hause aufgeladen werden – etwa über Solarstrom

Nachteile der Autos mit Elektroantrieb:

  • Netz mit Ladestationen erst im Aufbau, unterschiedliche Plug-In Systeme
  • Akkuherstellung aufwendig und sorgt für hohe Anschaffungskosten
  • Bedarf bestimmter Metalle mach die Herstellung aus Umweltsicht schwierig
  • Akkus verhalten sich im Umfallgeschehen anders als Verbrennungsmotoren

Hybrid-Fahrzeuge: Der Königsweg?

Reine E-Fahrzeuge und Autos mit Verbrennungsmotoren haben viele Vor-, aber auch gravierende Nachteile. Warum nicht beide Antriebsarten miteinander verbinden? Das Konzept des Hybridautos versucht genau diesen Schritt. Hersteller setzen hier auf eine Verbindung von Verbrennungsmotor und Elektromotor.

Über die letzten Jahre haben sich verschiedene Konzepte entwickelt. Die einfachste Variante setzt einfach auf eine Unterstützung beim Anfahrvorgang. Hier ist der Elektroantrieb ein reiner Hilfsmotor. Dieser Grundsatz gilt auch für die Variante, welche den E-Motor beim starken Beschleunigen zuschaltet. In beiden Fällen ist ein rein elektrisches Fahren nicht vorgesehen.

Der sogenannte Voll-Hybrid-Antrieb geht einen entscheidenden Schritt weiter. Hier kann das Fahrzeug mit dem Elektromotor selbständig fahren. Dazu ist der Aufbau so angelegt, dass sich der Pkw auch direkt laden lässt – sprich nicht allein auf die Rekuperation setzt. Bekannt ist diese Variante als Plug-In-Hybrid.

Vorteile der Autos mit Hybrid-Antrieb:

  • Elektromotor unterstützt den Verbrennungsmotor, was Verbrauch deutlich reduziert
  • Energierückgewinnung über Rekuperationssysteme
  • Reichweiter durch kombinierten Antrieb sehr hoch
  • Emissionen werden durch den niedrigen Verbrauch wesentlich reduziert

Nachteile der Autos mit Hybrid-Antrieb:

  • Kombinierte Antriebe machen die Fertigung komplexer, was Kosten beeinflusst
  • E-Motor und Akku sorgen für mehr Masse, die bewegt werden muss
  • Klimaeinfluss wird durch den verbrauchten Strommix stark beeinflusst
  • Akkuherstellung setzt bestimmte Metalle voraus, die gewonnen werden müssen

Wasserstoff: Der große Wurf?

Verbrennungsmotoren gelten inzwischen als klimaschädlich, der Elektroantrieb verursacht zwar weniger Emissionen, ist allerdings durch Bedarf bestimmter Metalle ein zweischneidiges Schwert. Nachteile, welche Entwickler zu neuen Konzepten führen. Ein Ansatz ist die Nutzung von Wasserstoff – in Form der Brennstoffzelle.

Hier zielt die Forschung in großem Stil vor allem auf die Wasserstoff-Brennstoffzelle ab. Das Funktionsprinzip basiert letztlich auf einem Elektromotor. Der für dessen Betrieb nötige Strom wird durch Umsetzung von Wasserstoff (oder anderen Brennstoffen) erreicht. Hierzu muss der verflüssigte Wasserstoff getankt werden,

Vorteile der Autos mit Wasserstoff-Antrieb:

  • Wasserstoff lässt sich fast rückstandsfrei umsetzen
  • Motor erreicht einen sehr hohen Wirkungsgrad
  • Herstellung von Wasserstoff kann auf Basis von Ökostrom erfolgen
  • Elektromotor setzt weniger Teile voraus und ist einfacher zu warten

Nachteile der Autos mit Wasserstoff-Antrieb:

  • Tankstellen-Netz ist bisher kaum vorhanden, muss in Zukunft deutlich ausgebaut werden
  • Verflüssigung des Wasserstoffs setzt zusätzlichen energetischen Aufwand voraus
  • Herstellung von Wasserstoff aus fossilen Quellen setzt CO2 frei
  • Entwicklung aufwendig, da noch relativ neue kleinmaßstäbliche Technik

Was in den Augen vieler Experten für die Brennstoffzelle spricht, ist der Klimaaspekt. Einige Entwickler sehen daher in diesem Antriebskonzept die Zukunft, da auf eine Batterie, die in der Herstellung aufwendig ist, verzichtet werden kann. Es dürfte also sehr spannend werden, die Entwicklung genau zu verfolgen. Bislang ist noch nicht klar, ob sich diese Technologie am Ende durchsetzen wird.

Fazit: Alternativen zum Verbrenner werden wichtiger

In den letzten Jahren macht sich der Umbruch in der Autobranche zunehmend bemerkbar. Der Fokus bei den neuen Antrieben liegt dabei fast immer – zumindest in der Öffentlichkeit – auf dem Elektromotor. Das Konzept gilt als Zukunftstechnik. Schwierigkeiten hat das Ganze vor allem aus einem Grund: Akkus. Diese sind in der Herstellung teuer und setzen verschiedene Metalle voraus. Deren Gewinnung schädigt zudem die Umwelt.

Mittlerweile wird aus diesem Grund von einigen Entwicklern schon weitergedacht. Brennstoffzellen mit Wasserstoff wären in der Lage, Strom für den Motor zuliefern – ohne die Nachteile eines Akkus. Eines ist allerdings heute klar: Verbrennungsmotoren, wie sie über hundert Jahre automobile Geschichte dominiert haben, werden es in Zukunft deutlich schwerer haben. Diese Aspekte sollten Sie beachten, wenn Sie sich für den Kauf eines neuen Wagens interessieren. Es ist nicht zu leugnen, dass die Antriebstechnik eine immer wichtigere Rolle spielt.