Alternative Antriebe im Spannungsfeld von Verbrauch, Emission, Kraftstoff und Systemkomplexität

Abstract

Im Beitrag werden die Aspekte Verbrauch, Emission, Kraftstoff und Systemkomplexität im Hinblick auf alternative Antriebe betrachtet, wobei insbesondere technologische Fragestellungen beleuchtet werden. Im Vordergrund steht dabei die Einordnung des "Brennstoffzellenantriebs" im Vergleich zu verbrennungsmotorischen Antrieben. Zunächst werden Beispiele für verbrauchsarme Fahrzeuge mit konventionellen Antriebssträngen gezeigt, wobei auf die Reduktion der Fahrwiderstände abgehoben wird. Der Verbrauchsvorteil des Brennstoffzellenantriebs in der "well-to-wheel"-Betrachtung wird herausgearbeitet und auf die starke Abhängigkeit des Verbrauchsvorteils von Hybridfahrzeugen vom zugrunde gelegten Fahrzyklus hingewiesen. Die Zusammenfassung des Vergleichs zwischen Verbrennungsmotor und Brennstoffzelle zeigt den Wirkungsgradvorteil des Primärenergiewandlers Brennstoffzelle im Fahrzeugantrieb und die noch nicht abschließend beantwortete Frage zu Kosten und Lebensdauer, wobei diese beiden Aspekte auf Grund der Charakteristik von elektrochemischen Energiewandlern stark zusammenhängen. Beispielsweise führt die Erhöhung der Katalysatorbelastung zu einer steigenden Lebensdauer, was aber mit einem erhöhten Kostenaufwand erkauft wird. In den Emissionen ergibt sich ein Vorteil für die Brennstoffzelle. In der Komplexität der beiden Systeme wird kein nennenswerter Unterschied gesehen. Bezüglich der Frage der Kraftstoffbereitstellung werden Daten aus einer Studie für die EU-25 herangezogen. Danach kann theoretisch der Kraftstoffverbrauch für den Verkehr aus regenerativ erzeugtem Strom (Krafstoff Wasserstoff) gedeckt werden, während dies mit Biomasse (Kraftstoff BTL bzw. Wasserstoff) nicht möglich ist. Da ein teurer Kraftstoff jedoch möglichst effektiv genutzt werden sollte, stellt sich auch die Frage, ob zukünftige Fortschritte in der Batterie-Technologie nicht die direkte Nutzung von Strom aus erneuerbaren Energien in Batterie-Elektrofahrzeugen attraktiv machen.