Antriebe und Kraftstoffe für die Transformation der Mobilität: Was zählt dazu?

Klassischer Verbrennungsmotor

Bei Fahrzeugen mit klassischem Verbrennungsmotor ist die Unterscheidung noch einfach: Es gibt flüssige und gasförmige Kraftstoffe und entsprechende Motoren. Aktuell verfügen Pkw am häufigsten über einen Benzin- oder Dieselmotor, die mit flüssigen Kraftstoffen laufen. Pkw mit Gasverbrennungsmotor, die z. B. Autogas, Erdgas (Compressed Natural Gas, CNG) oder Biomethan tanken, spielen nur eine untergeordnete Rolle. Bei schweren Nutzfahrzeugen dominiert der Dieselantrieb – Benziner kommen hier nicht zum Einsatz. Erdgas-Lkw, betrieben mit gasförmigem (CNG oder Biomethan) oder flüssigem (Liquefied Natural Gas, LNG oder Bio-LNG) Kraftstoff, sind als Brückentechnologie unverzichtbar.

Elektroauto oder batterieelektrischer Antrieb?

Bei Elektroautos unterscheiden Expertinnen und Experten zwischen batterieelektrischem und brennstoffzellenelektrischem Antrieb. In den meisten Fällen sind mit „E-Autos“ aber ausschließlich batterieelektrische Antriebe gemeint. Am Markt durchgesetzt haben sich bisher zwei batterieelektrische Antriebsformen. Ihr gemeinsames Merkmal: Die Batterien werden direkt über das Stromnetz aufgeladen. Beim rein batteriebetriebenen Fahrzeug (Battery Electric Vehicle, BEV) kommt die Energie für den Antrieb ausschließlich aus der Batterie. Plug-in-Hybride (Plug-In-Hybrid Electric Vehicle, PHEV) kombinieren einen verbrennungs- und einen elektromotorischen Antrieb, wobei die Batterie dennoch extern aufgeladen werden kann.

Brennstoffzelle oder Wasserstoffantrieb?

Grundsätzlich zählen auch Brennstoffzellenfahrzeuge (Fuel Cell Electric Vehicle, FCEV) zu den E-Fahrzeugen. Sie nutzen aber keine Batterie als Energiespeicher, sondern tanken Wasserstoff, der direkt im Fahrzeug in elektrische Energie umgewandelt wird. FCEV verfügen deshalb auch über einen Elektromotor. Dennoch werden FCEV oft auch als Wasserstofffahrzeuge bezeichnet. Fahrzeuge mit Wasserstoffverbrennungsmotor können ebenfalls Teil des Antriebsmix sein – aktuell sind sie aber nicht am Markt verfügbar. Konkrete Konzepte werden voraussichtlich überwiegend im Nutzfahrzeugbereich zum Einsatz kommen.

Welcher Antrieb setzt sich durch?

Im Personenverkehr läuft der Technologiepfad absehbar auf direkte Elektrifizierung hinaus. Aktuell sind BEV und PHEV als Großserienfahrzeuge in den meisten Fahrzeugsegmenten am Markt verfügbar. Bei FCEV gibt es noch keine entsprechende Modellvielfalt für Kundinnen und Kunden. Einen Überblick über Vor- und Nachteiler der drei wichtigsten Antriebskonzepte im Pkw-Segment – elektrisch, Brennstoffzelle oder klassischer Verbrenner – finden Sie hier.

Für schwere Nutzfahrzeuge sind alternative Antriebe heute noch nicht in allen Segmenten verfügbar. Hier laufen die Antriebskonzepte je nach Einsatzgebiet und Gesamtgewicht des Fahrzeugs auf batterieelektrischen Antrieb (vollelektrisch oder hybrid), Wasserstoff in Verbindung mit einer Brennstoffzelle oder Wasserstoffverbrennungsmotor hinaus. Leichte Nutzfahrzeuge für den urbanen Verteilerverkehr sind schon heute mit batterieelektrischem Antrieb verfügbar. Auch für den Einsatz von mittelschweren Lkw im Regional- und Verteilerverkehr sind erste BEV-Fahrzeuge am Markt verfügbar. In Städten fahren schon heute BEV- und FCEV-Fahrzeuge im kommunalen Busverkehr dauerhaft oder im Pilotbetrieb. Viele Nutzfahrzeughersteller haben die Serienproduktion von BEV-Lkw für schwere Verteilverkehre und Langstreckenfahrten ab 2024 angekündigt.

Verbrennungsmotor verbieten oder fossile Kraftstoffe ersetzen?

Durch die gesetzlich verpflichtende Beimischung von grünen, aktuell meist noch CO2-armen, Kraftstoffen bei der Herstellung fossiler Kraftstoffe (Benzin, Diesel, Erdgas: CNG, LNG) leisten auch Fahrzeuge mit klassischem Verbrennungsmotor schon heute einen wichtigen Beitrag zur Reduktion der Treibhausgasemissionen im Straßenverkehr. Je nach Kraftstoffart und Motor werden grüne Kraftstoffe fossilen Kraftstoffen beigemischt oder können diese komplett ersetzen. Die Herstellungspfade für grüne Kraftstoffe sind vielfältig. Grundsätzlich kann man zwischen Biokraftstoffen und strombasierten Kraftstoffen unterscheiden. Bei den Biokraftstoffen erfolgt noch eine Unterteilung in Biokraftstoffe der ersten Generation, die als CO2-arme Kraftstoffe einzuordnen sind, und fortschrittliche Biokraftstoffe (CO2-neutrale Biokraftstoffe), die oft auch als Biokraftstoffe der zweiten sowie dritten Generation bezeichnet werden. Fortschrittliche Biokraftstoffe und strombasierte Kraftstoffe ermöglichen es bereits heute, mit Verbrennerfahrzeugen nahezu klimaneutral unterwegs zu sein. Vor allem für den Beitrag der Bestandsflotten von Pkw und Lkw zur Reduktion der Treibhausgase im Verkehr sind grüne Kraftstoffe ein unverzichtbarer Baustein.

Um die nationalen Klimaschutzziele im Verkehr zu erreichen, muss die Politik vor allem im Straßenverkehr zwei zentrale Hebel umlegen: den raschen Antriebswechsel und den Kraftstoffwechsel. Elektrofahrzeuge werden unseren künftigen Antriebsmix bei Pkw und Nutzfahrzeugen dominieren. Dennoch lehnt die Industrie ein grundsätzliches Technologieverbot für Verbrenner ab. Jede Antriebsart bringt spezifische Vor- und Nachteile mit sich. Deshalb ist es wichtig, genau abzuwägen, welches Antriebskonzept am besten für den spezifischen Einsatz im Personen- und Güterverkehr geeignet ist. Es gilt, den Einsatz fossiler Kraftstoffe zu reduzieren. Für die Industrie ist deshalb ein technologieoffener Ansatz von entscheidender Bedeutung.