Alternative Antriebe und Kraftstoffe

Neben Benzin und Diesel stehen heute verschiedene alternative Antriebe und Kraftstoffe zur Verfügung. Dazu gehören insbesondere batterieelektrische Antriebe, Hybrid- und Plug-in-Hybridfahrzeuge, Wasserstoff-Brennstoffzellen sowie alternative Kraftstoffe wie CNG, Biomethan, Biokraftstoffe und synthetische Kraftstoffe.

Welche Technologie hinsichtlich Kosten, Energieverbrauch und Umweltwirkung Vorteile bietet, hängt unter anderem vom Fahrzeugtyp, dem Einsatzgebiet und von der Herkunft des verwendeten Energieträgers ab.

Hybridfahrzeuge

Hybridfahrzeuge kombinieren einen Verbrennungsmotor mit mindestens einem Elektromotor. Beim parallelen Hybrid können beide Antriebe das Fahrzeug antreiben. Bei seriellen Hybridkonzepten wird der Antrieb ausschließlich elektrisch erzeugt, während ein Verbrennungsmotor bei Bedarf elektrische Energie bereitstellt.

Bei Plug-in-Hybridfahrzeugen (PHEV) kann die Batterie zusätzlich extern geladen werden. Wie groß der Verbrauchs- und Klimavorteil eines Plug-in-Hybrids tatsächlich ist, hängt wesentlich davon ab, wie häufig das Fahrzeug elektrisch gefahren und extern geladen wird.

Weitere Informationen zu Elektro- und Hybridfahrzeugen finden Sie unter stromdrive.de

Elektrofahrzeuge

Batterieelektrische Fahrzeuge (BEV) werden ausschließlich durch einen oder mehrere Elektromotoren angetrieben. Die benötigte elektrische Energie wird in einer Batterie gespeichert und über das Stromnetz geladen.

Während der Fahrt entstehen am Fahrzeug keine Abgasemissionen. Für eine vollständige Umweltbewertung müssen jedoch auch die Stromerzeugung, die Herstellung des Fahrzeugs und insbesondere der Batterie sowie der gesamte Lebenszyklus berücksichtigt werden.

Mit zunehmendem Anteil erneuerbarer Energien verbessert sich die Klimabilanz von Elektrofahrzeugen. Auch beim heutigen deutschen Strommix weisen batterieelektrische Pkw über ihren Lebenszyklus in der Regel geringere Treibhausgasemissionen als vergleichbare Fahrzeuge mit Benzin- oder Dieselmotor auf.

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Alkoholkraftstoffe

Alkohole wie Ethanol und Methanol können als Kraftstoffe oder Kraftstoffbestandteile eingesetzt werden.

Bioethanol wird beispielsweise aus zucker- oder stärkehaltiger Biomasse sowie zunehmend aus Reststoffen hergestellt. In Deutschland ist Ethanol vor allem als Beimischung zu Benzin bekannt, beispielsweise in Super E10. Kraftstoffe mit sehr hohen Ethanolanteilen wie E85 benötigen dafür geeignete Fahrzeuge.

Methanol wird heute überwiegend aus Synthesegas hergestellt. Als Ausgangsstoff können unter anderem Erdgas, Biomasse oder – bei erneuerbarem Methanol – Wasserstoff und Kohlendioxid dienen.

Die Umwelt- und Klimabilanz von Ethanol und Methanol hängt stark von den verwendeten Rohstoffen, dem Herstellungsverfahren und der dafür eingesetzten Energie ab.

Pflanzenöle und Biodiesel

Reines Pflanzenöl kann grundsätzlich als Kraftstoff in dafür geeigneten oder entsprechend umgerüsteten Dieselmotoren eingesetzt werden. Aufgrund seiner gegenüber Dieselkraftstoff deutlich höheren Viskosität ist eine Verwendung in modernen Dieselmotoren jedoch nicht ohne Weiteres möglich.

Biodiesel ist chemisch verändertes Pflanzenöl beziehungsweise ein aus pflanzlichen oder tierischen Fetten hergestellter Fettsäuremethylester (FAME). Rapsmethylester (RME) ist eine Form von Biodiesel.

Heute wird Biodiesel vor allem als Beimischung zu Dieselkraftstoff verwendet. Daneben gewinnen erneuerbare Dieselkraftstoffe aus Abfall- und Reststoffen an Bedeutung.

Biokraftstoffe sind nicht automatisch CO2-neutral. Für ihre Klimabilanz müssen unter anderem Rohstoffgewinnung, Flächennutzung, Düngung, Verarbeitung und Transport berücksichtigt werden. Je nach Ausgangsstoff und Herstellungsweg können sich daher erhebliche Unterschiede bei den Treibhausgasemissionen ergeben.

Wasserstoff und Brennstoffzelle

Bei einem Brennstoffzellenfahrzeug wird Wasserstoff mit Sauerstoff aus der Umgebungsluft elektrochemisch umgesetzt. Dabei entstehen elektrische Energie, Wärme und Wasser. Die elektrische Energie treibt einen Elektromotor an.

Am Fahrzeug selbst entstehen bei diesem Prozess keine CO2-Abgasemissionen. Für die Klimabilanz ist jedoch entscheidend, wie der Wasserstoff hergestellt wird.

Heute wird Wasserstoff weltweit noch überwiegend aus fossilen Energieträgern hergestellt. Klimafreundlicher kann sogenannter grüner Wasserstoff sein, der durch Elektrolyse mit Strom aus erneuerbaren Energien erzeugt wird.

Ein Nachteil gegenüber der direkten Nutzung von Strom in batterieelektrischen Fahrzeugen sind die zusätzlichen Umwandlungsverluste bei Herstellung, Verdichtung beziehungsweise Verflüssigung, Transport und Rückverstromung des Wasserstoffs in der Brennstoffzelle.

Brennstoffzellen benötigen zudem bestimmte Rohstoffe und Katalysatormaterialien, darunter Platin. Durch technische Weiterentwicklung wurde der benötigte Edelmetallanteil jedoch reduziert; außerdem kann Platin recycelt werden.

Für Pkw hat sich der batterieelektrische Antrieb inzwischen wesentlich stärker im Markt etabliert. Wasserstoff kann dagegen insbesondere dort interessant sein, wo hohe Reichweiten, kurze Betankungszeiten oder besondere Anforderungen an Gewicht und Einsatzdauer eine Rolle spielen.

Synthetische Kraftstoffe / E-Fuels

Synthetische Kraftstoffe können aus Wasserstoff und Kohlendioxid hergestellt werden. Wird der benötigte Wasserstoff mit erneuerbarem Strom erzeugt und stammt auch die übrige Prozessenergie aus erneuerbaren Quellen, spricht man häufig von E-Fuels.

Ein Vorteil synthetischer Kraftstoffe besteht darin, dass sie grundsätzlich in bestehenden Verbrennungsmotoren und vorhandenen Versorgungsstrukturen eingesetzt werden können, sofern sie die jeweiligen Kraftstoffnormen erfüllen.

Ihre Herstellung benötigt jedoch erheblich mehr elektrische Energie als die direkte Nutzung von Strom in einem batterieelektrischen Fahrzeug. E-Fuels werden deshalb insbesondere für Anwendungen diskutiert, die sich nur schwer direkt elektrifizieren lassen.

Biomethan / Bio-CNG

Biomethan entsteht durch die Aufbereitung von Biogas auf Erdgasqualität. Wird es komprimiert als Fahrzeugkraftstoff eingesetzt, spricht man von Bio-CNG.

Ein wesentlicher Vorteil besteht darin, dass Biomethan in bestehenden CNG-Fahrzeugen und über die vorhandene CNG-Infrastruktur genutzt werden kann.

Die Klimabilanz hängt stark von den verwendeten Ausgangsstoffen ab. Besonders günstige Treibhausgaswerte können bei Biomethan aus Abfällen, Reststoffen oder Gülle erreicht werden. Bei der Bewertung müssen jedoch die gesamte Bereitstellungskette und mögliche Methanemissionen berücksichtigt werden.