Antriebe der Zukunft: Elektro, Hybrid, Solar oder Wasserstoff?

E-Mobilität

Das Auto ist noch immer das Fortbewegungsmittel Nr. 1: Allein in Deutschland waren laut Kraftfahrtbundesamt (KBA) 2020 etwa 48,3 Millionen PKWs auf den Straßen. Davon sind 31,4 Millionen benzinbetrieben. Der Anteil alternativer Antriebe steigt inzwischen jedes Jahr. Und auch die Zahl der benzinbetriebenen PKWs geht 2021 zum ersten Mal leicht zurück, alternative Antriebe wie Hybrid mit Rekuperations-Technologie und Elektro- sowie Wasserstoffautos werden demnach zunehmend attraktiver.

Doch was kennzeichnet die Autos der Zukunft? Welche Antriebsalternativen gibt es bereits? Lernen Sie hier alternative Antriebe mit Potenzial kennen.

Klimafreundliche Antriebe: Umweltbilanz hat Priorität

Fossile Energieträger wie Erdöl sind endlich und daher werden alternative Antriebe zunehmend wichtiger. Auch wenn die fossilen Brennstoffe noch einige Jahrzehnte ausreichen werden, um unseren Bedarf zu decken, sind im Hinblick auf den Klimawandel neue Technologien notwendig. Deutschland hat sich wie viele andere Länder mit dem Pariser Klimaabkommen verpflichtet, mit gezielten Maßnahmen die Erderwärmung auf deutlich unter zwei Grad Celsius – im besten Fall auf 1,5 Grad Celsius im Vergleich zur vorindustriellen Zeit – zu begrenzen. Dafür ist es notwendig, die Emissionen drastisch zu senken. Das bedeutet: Um das Ziel von 1,5 Grad Celsius erreichen zu können, darf die gesamte Weltbevölkerung nur noch etwa 480 Gigatonnen Kohlenstoff ausstoßen. Bei dem derzeitigen Emissionsausstoß wäre dieses Budget in etwa zwölf Jahren aufgebraucht. Statistikauswertungen zeigen, dass Straßenfahrzeuge etwa 18 Prozent des weltweiten Ausstoßes von CO2 verursachen. Es werden also Alternativen für eine bessere Umweltbilanz benötigt – aber was sind potenzielle Antriebe der Zukunft?

Antriebsarten und Kraftstoffe im Überblick

  • Hybrid: Kombination aus zwei Antrieben wie Benzin- und Gasantrieb oder Benzin- bzw. Diesel- und Elektroantrieb
  • Elektromotor: Fahrzeuge, die ausschließlich mit Strom fahren
  • Wasserstoff: Brennstoffzellen mit Wasserstoffgemisch erzeugen Strom für den Elektroantrieb
  • Verbrennungsmotor: Motor, der durch Verbrennung eines Kraftstoff-Luft-Gemischs Energie erzeugt
  • Ethanol: Benzin wird Bio-Ethanol (Alkohol) aus nachwachsenden Rohstoffen wie Getreide, Kartoffeln und Mais hinzugefügt
  • Autogas: Flüssiggas, das hauptsächlich aus einem Propan- und Butan-Gemisch besteht
  • Erdgas: Ein fossiler Brennstoff, der überwiegend aus Methan besteht
  • Biogas: Brennbares Gas, das in der Regel aus organischen Abfällen oder nachwachsenden Rohstoffen hergestellt wird
Antriebsarten im Überblick

Das Beste aus beiden Welten: Hybridantriebe

Die Anzahl der Hybridfahrzeuge hat sich 2021 mit über einer Million Fahrzeugen im Vergleich zum Vorjahr fast verdoppelt. Bei den Plug-In Hybriden ist der Anstieg sogar noch stärker: Im Vergleich zum Vorjahr hat sich ihre Zahl fast verdreifacht (von 102.175 auf 279.861 zugelassene Fahrzeuge). Damit ist in Deutschland das Auto mit Hybridantrieb aktuell die beliebteste Alternative zu den herkömmlichen Antrieben. Die Vorteile liegen auf der Hand: Es gibt einen – immer kleiner werdenden – Verbrennungsmotor, der von einem Elektromotor mit Batterie unterstützt wird. So fährt ein Hybridauto auch über längere Distanzen, ohne dass die Energie bei fehlender Ladesäule ausfällt. Bei einem Fahrzeug mit Mild-Hybrid (mHEV) wird der E-Motor genutzt, um beim Beschleunigen und im Fahrbetrieb zu unterstützen. Mit Voll-Hybriden (sHEV) können kürzere Strecken komplett mit elektrischer Energie gefahren werden. Die dafür notwendige Energie kann jedoch nur während der Fahrt erzeugt werden. Der Akku eines Plug-in Hybrids (PHEV) kann sowohl über den Verbrennungsmotor, als auch an einer Ladesäule geladen werden. Hybridautos punkten außerdem mit einer Energierückgewinnung durch Rekuperation, das heißt, dass beim Bremsvorgang Bewegungsenergie in elektrische Energie umgewandelt wird, die über den Elektromotor wieder in die Batterie zurückgeführt wird.

Wie bei E-Autos sind jedoch die benötigten Batterien ein Manko, da sie noch nicht als umweltfreundlich gelten. Inzwischen gibt es aber Möglichkeiten die Batterien auf andere Weise wiederzuverwenden (lesen Sie unten mehr dazu). Man muss außerdem beachten, dass Hybridautos in der Anschaffung recht teuer sind.

Hybridautos sind trotz der hohen Anschaffungskosten eine gute und beliebte Alternative zu reinen Benzinern und Dieselfahrzeugen. Hier kommt es aber vor allem auf das individuelle Fahrverhalten an. Hybridautos eignen sich besonders für Autofahrer, die meistens innerhalb der elektrischen Reichweite bleiben, d.h. auf kurzen Strecken, zum Beispiel im Stadtverkehr, unterwegs sind. Dann läuft der Verbrauch von Benzin oder Diesel gegen null. Anders verhält es sich jedoch, wenn vorwiegend mit verbrennungsmotorischen Antrieb gefahren wird, da das zusätzliche Gewicht der Batterie den Kraftstoffverbrauch erhöht.

Die klimafreundliche Alternative: Wasserstoffautos

Eine große Hoffnung für den Antrieb der Zukunft ist das Wasserstoffauto. Der Wasserstoff wird zum Träger von elektrischer Energie. In dem Fahrzeug sind Brennstoffzelle samt Wasserstofftank verbaut, in denen Sauer- und Wasserstoff getrennt voneinander aufbewahrt werden. Um Energie für den Antrieb zu erzeugen, wird eine Reaktion zwischen den beiden Elementen herbeigeführt. Dabei wird die Elektrolyse umgekehrt, durch die der Wasserstoff zuvor vom Sauerstoff getrennt wurde. Zusätzlich gibt es eine kleine Batterie, die als Puffer und Zwischenspeicher dient. Außerdem entsteht beim Bremsen Rekuperations-Energie, die die Batterie auffängt. Der Antrieb von Wasserstoffautos ist also wie bei einem E-Auto elektrisch, sie unterscheiden sich aber in der Speicherung der Energie.
In Deutschland soll es zukünftig noch mehr Wasserstofftankstellen geben - Shell treibt die Entwicklung voran.

Aus Sicht des Klimaschutzes ist Wasserstoff vielseitig einsetzbar und ein vielversprechender klimafreundlicher Energieträger der Zukunft. Schon jetzt fahren Autos mit Wasserstoffantrieb lokal emissionsfrei, wenn sie mit grünem Wasserstoff betankt werden, das heißt wenn für die Wasserstoffproduktion regenerative Energiequellen wie Windenergie und Solarenergie genutzt werden. Außerdem kann im sogenannten Power-to-X-Verfahren überschüssige Energie aus Sonne und Wind mittels Wasserstoff zwischengespeichert und transportiert werden. Die großen Herausforderungen für Autos mit Wasserstoffantrieb sind aktuell die noch recht hohen Kosten, die bei der Herstellung von grünem Wasserstoff und der Fahrzeugproduktion entstehen. Brennstoffzellenautos kosten derzeit etwa 64.000 Euro. Außerdem hängt den mit Brennstoffzellen betriebenen Autos der Ruf nach, explosiv und somit besonders gefährlich zu sein. Wasserstoff ist jedoch ein Gas mit geringer Dichte, das sich im Freien sehr schnell verflüchtigt. Von Wasserstoffautos geht somit keine besondere Brand- und Explosionsgefahr aus.

In Deutschland gibt es bereits 91 Stationen für Wasserstoffautos, darunter 37 Wasserstoff-Tankstellen von Shell. Bis Ende 2021 sollen weitere hinzukommen. Noch gibt es kein flächendeckendes Netz an Wasserstofftankstellen, aber Unternehmen wie Shell treiben den Ausbau derzeit voran. In Wasserstoff steckt ein enormes Potenzial, das mit weiteren Bestrebungen Wasserstoffautos einem breiteren Markt zu öffnen, eine zukunftsweisende Antriebsart ist.

Weitere synthetische Kraftstoffe sind Biosprit und Ethanol, die aber Benzin und Diesel als Grundlage haben. Erd- und Autogas sind durchaus mittelfristige Alternativen, setzen jedoch Methan frei.

Auf einem guten Weg: E-Autos

Elektroautos (Battery Electric Vehicle, kurz: BEV) werden immer beliebter, ihre Anzahl hat sich in Deutschland zwischen 2019 und 2021 mehr als verdreifacht. Zum Laden wird das Fahrzeug an eine öffentliche Ladesäule oder an die Ladestation zu Hause angeschlossen. Der Elektroantrieb ist bereits ein Antrieb der Gegenwart und kann durchaus ein Antrieb für die Zukunft werden, da noch weiteres Entwicklungspotential vorhanden ist. Derzeit ist die Ökobilanz von Batterien noch ausbaufähig. Für die Herstellung der Energiespeicher werden Rohstoffe wie Lithium, Kobalt oder Nickel benötigt. Auch die Lebensdauer der Akkus in E-Autos ist begrenzt – man geht von etwa acht bis zehn Jahren aus, was ungefähr 500 bis 1.000 Ladezyklen entspricht – doch inzwischen sind diese Akkus recyclebar. So können Akkus zwar nicht mehr für E-Autos verwendet werden, da ihre Leistung dafür nicht mehr genügt, sie können aber in anderen Bereichen eingesetzt werden, zum Beispiel als Stromspeicher für den privaten Haushalt. Man spricht auch vom “Second Life” eines Akkus. Hinsichtlich der Ladeinfrastruktur gibt es zwar noch Bedenken, Shell ist von dem Potential von E-Autos als Antrieb der Zukunft aber überzeugt und baut das Ladenetz weiter aus.
In Deutschland gibt es aktuell 23.000 öffentliche Ladesäulen

Mit Benzin und Diesel betriebene Fahrzeuge bekommen in Zukunft starke Konkurrenz durch alternative Antriebe. 2019 erreichten Fahrzeuge mit alternativen Antrieben mit 11,3 Prozent zum ersten Mal einen zweistelligen Anteil an den PKW-Zulassungen in Deutschland, Tendenz steigend. Prognosen gehen davon aus, dass 2030 das entscheidende Jahr für alternative Antriebe werden könnte: Dann könnten weltweit mehr Autos mit Elektroantrieben als Benziner und mit Diesel betriebene Fahrzeuge verkauft werden. Hybride und rein batteriebetriebene Autos würden dann ein Viertel des gesamten Marktes ausmachen. Die deutsche Regierung unterstützt diese Entwicklung bis mindestens Ende 2025 mit einer Kaufprämie, dem Umweltbonus für E-Autos. Zusätzlich können Käufer eine Innovationsprämie erhalten, wenn bis zum 31. Dezember 2021 ein Antrag gestellt wird. E-Autos mit einem Nettolistenpreis von bis zu 40.000 Euro werden mit bis zu 9.000 Euro gefördert.

Rechnet man den Kaufpreis des Fahrzeuges, Kosten für Kraftstoff, Versicherung und Steuern sowie mögliche Kaufprämien bzw. Preisnachlässe zusammen, sind schon heute einige E-Modelle in der Haltung günstiger als mit Benzin betriebene Fahrzeuge. Am kostenintensivsten sind aktuell Fahrzeuge mit Brennstoffzelle. Hier müssen sowohl die Technologie wie auch die Lademöglichkeiten noch ausreifen.
BEV-Autos können schon heute günstiger sein als Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor.

Alternative Antriebe: Mit Strom fahren hat Zukunft

Den einen Antrieb der Zukunft gibt es noch nicht, dafür aber verschiedene Antriebe, die enormes Potenzial haben. E-Autos sind aktuell am Kosten-Nutzen-effizientesten, aber mit der verstärkten Forschung in Wasserstoff als Energieträger können auch Brennstoffzellenautos viel zur Energiewende und damit zum Einhalten der Ziele des Pariser Klimaabkommens beitragen. Ob Solar-, Wasserstoff- oder E-Auto: Das Auto der Zukunft fährt sicher mit Strom.

Shell leistet seinen Beitrag und baut das Ladenetz für E-Autos weiter aus. Mit 100% Strom aus erneuerbaren Energien von Shell Energy können auch Sie einen Beitrag für eine nachhaltige Zukunft leisten. Probieren Sie unseren Tarifrechner aus und finden Sie den Stromtarif, der optimal auf Ihre Bedürfnisse zugeschnitten ist. Weitere Informationen zu unseren Tarifen finden sie hier.

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