SimplyScience: Motoren und Treibstoffe für das Auto von morgen

Gibt es im Jahr 2030 überhaupt noch Autos? Um diese Frage zu beantworten, begeben wir uns nach Dübendorf, in der Nähe von Zürich. Dort treffen wir an der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (EMPA) Dr. Patrik Soltic von der Abteilung Verbrennungsmotoren: "Autos wird es auch noch in 20 Jahren geben. Wie diese ausschauen, hängt jedoch sehr stark davon ab, wie sich die Energiepreise entwickeln. Noch sind die Preise tief. Doch dies kann sich schnell ändern. Denn Erdöl gibt es nur begrenzt und die Nachfrage danach steigt immer weiter, vor allem aus Riesenländern wie China und Indien, deren Bewohner sich Autos immer mehr leisten können. Je stärker nun der Energiepreis steigt, desto höher ist der Anreiz, verbrauchsarme Autos herzustellen und zu kaufen."

Treibstoff aus Holz

In Zukunft – so die Sicht von Patrik Soltic – werden neue Antriebssysteme wie etwa Elektromotoren dort eingeführt, wo sie sinnvoll sind und die Primärenergie (also konkret der Strom) verfügbar ist. Der Verbrennungsmotor wird aber auch in absehbarer Zukunft die dominierende Antriebsmaschine bleiben. Patrik Soltic plädiert für eine Vielfalt der Treibstoffe und nennt eine der attraktiven Varianten: Erdgas bzw. Biogas. Der Hauptbestandteil ist Methan. Wird dieses verbrannt, um dann beispielsweise ein Auto anzutreiben, entsteht zwar auch Kohlendioxid, aber viel weniger als im Vergleich zu Benzin und Diesel. Und Patrik Soltic nennt einen weiteren Vorteil. Biogas lässt sich auch in der Schweiz aus Abfallstoffen – ohne Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion – herstellen und muss nicht nur importiert werden. Quelle für das Biogas können Grünabfalle, Gülle und all das Holz sein, das heute noch ungenutzt in den Schweizer Wäldern vermodert. Patrik Soltic schätzt, dass mehr als 10 Prozent des Treibstoffs, der heute in der Schweiz verbraucht wird, schon bald Biogas aus einheimischer Produktion sein könnte.

Bus mit Hybridantrieb?

Autos wird es also auch noch im Jahr 2030 geben. Aber wohl nicht mehr einfach "das" Auto. Wir werden mit unterschiedlichen Treibstoffen fahren. Und wir werden auch mit unterschiedlichen Antrieben fahren. Für lange Strecken eignen sich reine Verbrennungsmotoren. Da zeigt diese Antriebsart – im Gegensatz zum Einsatz in der Stadt – einen guten Wirkungsgrad. Im Stadtverkehr dagegen bewältigt ein Elektromotor beziehungsweise ein Hybrid das dauernde Anhalten und Anfahren viel effizienter. Hybride könnten also auch eine attraktive Alternative für Busse des öffentlichen Verkehrs sein.

CO₂ – der etwas andere Schadstoff

Nachdem für Schadstoffe wie Stickoxiden oder Feinstaub Grenzwerte festgelegt wurden, richtet sich nun der Fokus auf Kohlendioxid – CO₂. Der Ausstoss an CO₂ soll begrenzt werden, um den negativen Auswirkungen des Klimawandels entgegen zu wirken. Die Europäische Union etwa plant ab 2012 Autohersteller zu büssen, wenn die verkauften Neuwagen zu viel CO₂ ausstossen. CO₂ ist jedoch kein Schadstoff im klassischen Sinn und lässt sich deshalb auch nicht einfach durch einen Filter oder einen Katalysator aus den Abgasen entfernen. CO₂ entsteht bei jeder Verbrennung von kohlenstoffhaltigen Treibstoffen. So produziert auch der menschliche Körper diesen Stoff, wenn er Energie gewinnt, denn die menschliche Nahrung besteht aus Kohlenstoffverbindungen. Eine Reduktion des CO₂-Ausstosses lässt sich also nur verwirklichen, wenn der Treibstoffverbrauch gesenkt werden kann.