Zeit für einen neuen Antrieb

Mobilität ist ein wichtiger Aspekt unseres Lebens. Doch was treibt uns an und wie werden wir uns in Zukunft fortbewegen? Expertinnen und Experten
sowie Automobilhersteller arbeiten stetig daran, Antriebsformen zu optimieren und unser Mobilitätsverhalten zukunftsfähig zu gestalten. New Mobility
und Nachhaltigkeit gehen dabei Hand in Hand.

Ist der Verbrennungsmotor, der mit fossilen Kraftstoffen betrieben wird, bald Geschichte? Angesichts des notwendigen Umstiegs auf nachhaltigere Konzepte braucht es zukunftsweisende Antriebe.

Batterieelektrische Mobilität hat derzeit die Nase vorn, aber auch die Brennstoffzelle ist längst nicht aus dem Rennen. Ein Überblick über das, was uns heute und in Zukunft antreiben wird.

Prof. Dr. Maximilian Fichtner ist als Wissenschaftler international gefragt. Sein Forschungsgebiet sind Batterien – jene Energiepakete, die auf dem Weg zu nachhaltiger Mobilität eine Schlüsselrolle innehaben. Je leistungsstärker, sicherer und leichter sie sind, desto schneller werden sich batterieelektrische Fahrzeuge auch auf der Langstrecke durchsetzen. Beruflich fährt Fichtner seit Jahren elektrisch: „Man schwebt leise durch die Landschaft. Für mich ist das entspannte Mobilität.“ Aber nicht nur wegendes Fahrgefühls ist der Leiter des Helmholtz-Instituts für Batterieforschung in Ulm überzeugt, dass die Zukunft der batteriebetriebenen Elektromobilität gehört: „Die Batterietechnik ist die einzige Antriebstechnik, die schon beim gegenwärtigen Strommix einen deutlichen Klimaeffekt bringt.“

ELEKTRO-FAHRZEUGE AUF DEM VORMARSCH

„Klima- und Umweltschutz betreffen uns alle. Als größter Automobilhändler in Europa und Tochter der Volkswagen AG tragen wir Verantwortung“, betont Hans Peter Schützinger, Sprecher der Porsche Holding Geschäftsführung. „Dazu gehört, dass wir den Wandel in Richtung E-Mobilität vorantreiben.“ Der Umbruch ist bereits in vollem Gange: Im ersten Halbjahr 2021 überstieg der Anteil der Elektro-Fahrzeuge bei den Neuzulassungen in Österreich mit 11,4 Prozent erstmals die Zehn-Prozent-Marke. Jedes dritte davon stammt von einer Marke aus dem Volkswagen Konzern. Mit mehr als 15.000 Pkw hat sich die Zahl der Fahrzeuge, die rein elektrisch fahren, im Vergleich zum ersten Halbjahr 2020 verdreifacht. „Die Zukunft ist elektrisch, das steht außer Zweifel“, sagt Hans Peter Schützinger angesichts dieser Zahlen. Elektromobilität ist notwendig, um die Klimaziele zu erreichen. Sie bietet aber auch viele Möglichkeiten für innovative New-Mobility Konzepte, die auf digitale Plattformen oder autonome Fahrzeuge setzen.

Jagd nach der Superbatterie

Der Trend zum elektrischen Antrieb wird durch die Entwicklung der Batterien befeuert, technisch hat sich in den vergangenen Jahren dabei viel getan. „Die Speicherkapazität ist drei Mal so groß wie noch vor zehn Jahren, die Kosten sind um 90 Prozent gesunken, das Laden geht immer schneller“, fasst Maximilian Fichtner zusammen. Und die Jagd nach der Superbatterie geht weiter: Weltweit wird an neuen Materialien und Verbesserungen geforscht. So hat Volkswagen dieses Jahr eines der modernsten Labore für Batterieforschung und -Entwicklung in Salzgitter in Deutschland eröffnet und angekündigt, weitere 70 Millionen Euro in diese Zukunftstechnologie zu investieren.

Wasserstoff tanken

Fichtners Kollege Ulf Groos leitet die Abteilung Brennstoffzellenentwicklung am Fraunhofer-Institut in Freiburg. Er gibt auch der Brennstoffzelle gute Chancen, künftig einen signifikanten Beitrag zu einer klimafreundlicheren Mobilität zu leisten: „Aus meiner Sicht ist diese Technologie marktreif.“ Spätestens ab 2030 sieht er die Brennstoffzelle beim Antrieb von Lkw, Bussen oder Zügen massiv im Einsatz, mittelfristig auch im PkwBereich.

Grünstrom - vom Dach in den Tank

Ob alternative Mobilität tatsächlich emissionsfrei ist, hängt sowohl bei batteriebetriebenen Fahrzeugen als auch bei der Brennstoffzellentechnik davon ab, woher der Strom für die Batterie und die Herstellung von Wasserstoff kommt. „Wenn ich den Strom direkt von der Photovoltaikanlage am Dach erhalte und vertanke, ist das hinsichtlich der Emissionen und der Effizienz sicher das Beste“, erklärt Groos. Aktuell ist grüner Strom aus Wind-, Wasserund Sonnenkraft noch ein knappes Gut. Nur wenn es gelingt, die Produktion erneuerbarer Energie zügig auszubauen, können alternative Antriebe ihren Vorteil in Hinblick auf CO2-Emissionen gegenüber konventionellen Verbrennern auch wirklich ausspielen.

Flexibilität verbinden. Ein System, das perfekt zu einer dynamischen, freiheitsliebenden Generation passt, indem es Bus und Bahn ebenso einbezieht wie (geteilte) Autos, Fahrräder und E-Scooter. Die einzelnen Segmente greifen nahtlos ineinander und sind über smarte Mobilitätsplattformen jederzeit verfügbar. Mikromobilität trägt dazu bei, das Platzproblem in den Städten zu reduzieren und schafft Anreize, neue Mobilitätsformen zu nutzen. Dazu gehört beispielsweise der Gebrauch von E-Scootern. Das Ziel all dieser Innovationen: eine nachhaltigere und flexiblere Art der Mobilität zu fördern und gleichzeitig Zeitverlust durch Staus, Platzmangel und Umweltbelastungen zu reduzieren. Letztlich gilt es vor allem mehr Raum für Freiheit zu schaffen.

Smarte Mobilitätsplattformen

Emissionsfreier Verkehr geht Hand in Hand mit New Mobility, die mit neuen Ideen und Lösungsansätzen unser Mobilitätsverhalten verändert. Der urbane Raum gilt dabei als die Spielwiese für Innovation und facettenreiche Konzepte, die beispielsweise durch Angebote wie Carsharing individuelle Mobilität mit maximaler Flexibilität verbinden. Ein System, das perfekt zu einer dynamischen, frei- heitsliebenden Generation passt, indem es Bus und Bahn ebenso einbezieht wie (geteilte) Autos, Fahrräder und E-Scooter. Die einzelnen Segmente grei- fen nahtlos ineinander und sind über smarte Mobilitätsplattformen jederzeit verfügbar. Mikromobilität trägt dazu bei, das Platzproblem in den Städten zu reduzieren und schafft Anreize, neue Mobilitätsformen zu nutzen. Dazu gehört beispielsweise der Gebrauch von E-Scootern. Das Ziel all dieser Inno- vationen: eine nachhaltigere und flexiblere Art der Mobilität zu fördern und gleichzeitig Zeitverlust durch Staus, Platzmangel und Umweltbelastungen zu reduzieren. Letztlich gilt es vor allem mehr Raum für Freiheit zu schaffen.

Innovations-Lexikon

Batterie

E-Fahrzeuge haben einen Elektromotor, der von einer Batterie – heute meist ein Lithium-Ionen-Akku – gespeist wird. Dieser kann zu Hause an der Wallbox oder an öffentlichen Ladepunkten geladen werden

Hybrid

Bei Hybrid-Fahrzeugen kommt neben einem Elektromotor ein weiterer Motor zum Einsatz. Ist der Strom aus der Batterie aufgebraucht – bei Plug-in-Hybrid kann sie am Stromnetz geladen werden –, schaltet das Fahrzeug auf den zweiten Antrieb um.

Brennstoffzelle

Beim Brennstoffzellenfahrzeug wird Wasserstoff getankt. Dieser wird mit zusätzlichem Strom in Energie umgewandelt und treibt den Elektromotor an.

E-Fuel

Elektro-Kraftstoffe werden mittels Strom aus Wasser und Kohlenstoffdioxid hergestellt. Sie können in klassischen Verbrennungsmotoren als alternativer Treibstoff eingesetzt werden.