Entwicklung der Antriebe
Womit fahren wir im Jahr 2035?
25. Januar 2024 agvs-upsa.ch – Ob in der Garage oder beim Autokauf: Die Unsicherheit ist enorm angesichts all der angeblich aussterbenden und vermeintlich kommenden Antriebsformen. Wir wagen mal einen Blick in die Kristallkugel und geben Antwort auf zehn Fragen zur Zukunft der Antriebe. Timothy Pfannkuchen
Das Auto fährt fraglos in eine strahlend helle Zukunft. Doch mit welcher Antriebsform, ist derzeit eher offen. Foto: iStock
1. Ist Elektroantrieb wirklich die Zukunft – und wenn ja, warum?
Ja. Geht es um die Effizienz, ist Elektroantrieb unschlagbar: Der E-Antriebs-Wirkungsgrad liegt mit rund 90 Prozent doppelt so hoch wie bei den besten Verbrennern. Und Effizienz zählt, weil der Welt-Energiebedarf steigt (seit 30 Jahren verdoppelt, bis 2040 plus ein Viertel) und sich die Energie- zur Stromwirtschaft wandelt. Zudem ist E-Antrieb im Betrieb abgasfrei. Reichweiten, Akkupreise und -haltbarkeit sowie Rohstoff-Recycling sind gut unterwegs. Eher tauchen Praxisfragen auf: Wie kann die Schweiz, Land der Mieterinnen und Mieter (fast 60 Prozent), Ladestationen für alle bieten? Und der zunehmende Strombedarf will möglichst «grün» gedeckt sein. Gut möglich also, dass sich der batterieelektrische Antrieb (zurzeit jeder fünfte Neuwagen) nicht ganz so schnell durchsetzt wie gedacht. Klar ist aber: Alle Autohersteller haben umgeschwenkt, auch weil sonst ihr Geschäft bedroht wäre; das Gros der Neuwagen dürfte 2035 wohl batterie- elektrisch laufen.
2. Was wird denn aus Verbrennern für Benzin und Diesel?
Berücksichtigt man die Pläne von Herstellern und Politik, nicht mehr viel. Niemand mit Benzin im Blut hört es gerne, aber das Zeit- alter fossiler Treibstoffe geht im Strassenverkehr wohl langsam zu Ende – weil Öl endlich ist, der Wirkungsgrad schlecht und die Abgase immer aufwendiger behandelt werden müssen. Aber: Betonung auf «langsam». Geht es nach der EU, ist 2035 Schluss. Aber: Das wäre in elf Jahren! Wenig Zeit, um alles komplett umzustellen, zumal der Bestand an Benzinern und Dieseln noch riesig sein wird. Annehmen darf man, dass das Datum 2035 aufgeweicht werden muss. Annehmen darf man auch: Um 2035 herum werden die letzten neuen Benziner und Diesel mindestens alle hybridisiert sein, und in zwei Jahrzehnten wohl aus dem Angebot an neuen Personenwagen verschwinden. Bei Nutzfahrzeugen wird sich der Diesel aber wohl nicht so schnell geschlagen geben.
3. Ist das EU-Verbrennerverbot ein Weltrettungs-Alleingang?
Jein. Richtig ist, dass Europa besonders streng ist und fossilem Benzin und Diesel besonders früh adieu sagen will. Richtig ist auch: Fast alle grossen Märkte – etwa China oder Indien oder erste Staaten der USA – planen Ähnliches wie die EU für 2035, wenn auch meist erst 2040 oder 2050. Übrigens ist das Ver- brennerverbot kein Verbrennungsmotorenverbot: Verboten werden 2035 Neuwagenantriebe, die Abgas ausstossen. Hierzulande ist kein Verbot geplant; es kommt nur faktisch, da die Autos auch hierzulande EU-Regeln erfüllen müssen.
4. Retten E-Fuels den Verbrennungsmotor?
Möglich, aber keineswegs gesetzt. Was synthetischen Treibstoffen zugutekommt: Vorerst werden nur sie in der Lage sein, Flugzeuge und Schiffe klimafreundlicher zu befeuern. Sie könnten die ganze Verbrennerflotte sauber machen. Zudem herrscht dank der Ausnahme vom EU-Verbrennerverbot Planungssicherheit für Hersteller. Aber: E-Fuels werden mit CO2 hergestellt, welches sie wieder abgeben; sie sind nicht CO2-frei, «nur» CO2-neutral. Noch ist die Menge winzig, der Preis hoch (geschätzt fünf Franken pro Liter). Wie stark E- Fuels kommen (sollen), werden Politik, Menge und Preis bestimmen. Wird es 2035 noch neue Verbrenner geben? Wohl ja – die Frage ist nur, wie viele. E-Fuels werden wohl erst auf breiter Front verfügbar sein, wenn bereits fast alle Autos elektrisch sind. Und auch dann werden diese Treibstoffe in erster Linie für die Luft- und Schifffahrt benötigt werden. Möglich, dass der Verbrenner mit E-Fuels eine neue Nische – zum Beispiel bei Sportwagen – findet oder Diesel-Nutzfahrzeuge damit doch noch weiterleben.
5. Wie steht es allgemein um Wasserstoff?
Die Energiewirtschaft schwärmt vom Wasserstoff (H2), weil er das Speicherproblem lösen könnte. Nur ein Beispiel: Eine 800 mal 800 Kilometer grosse Fotovoltaik-Anlage in der Sahara könnte den Weltenergiebedarf decken. Doch Energie will transportiert sein – als H2 ginge das; als Beimischung in bestehenden Erdgas-Leitungen oder in reiner Form. Aber H2 hat Tücken: Die Infrastruktur für den Transport von reinem Wasserstoff in grösseren Mengen fehlt praktisch noch. Und die Erzeugung braucht ungeheuer Energie. Die stammt bislang erst zu kleinen Teilen aus erneuerbaren Quellen.
6. Würde Wasserstoff im Auto eher verbrannt oder verstromt?
Bei Strassenanwendungen wohl eher in der Brennstoffzelle verstromt. Zwar kann Wasserstoff im Verbrennungsmotor verfeuert werden. Direktverbrennen erfordert jedoch spe- zielle Beschichtungen und Dichtungen, weil H2 quasi nicht schmiert und höchst flüchtig ist. Vor allem aber ist ein Brennstoffzellen- im Prinzip ein Elektroauto. Bei modularem Aufbau steckt darin anstelle eines sehr grossen Akkus die Brennstoffzelle, in welcher durch Wasserstoff und Sauerstoff chemisch Strom erzeugt wird – für Autohersteller wegen der Umstellung auf E-Antrieb wohl der gangba- rere Weg. Eine kleinere Batterie reicht als Ergänzung, um die Spitzenleistung abzudecken. Aber: Die Brennstoffzelle ist so teuer wie ein Kleinwagen, und der «Umweg» über Wasser- stoff vernichtet viel Energie. Der Wirkungsgrad reiner batterieelektrischer Autos liegt viel höher, was bei knapper Energie entscheidend sein kann. Für die Direktverbrennung von H2 spricht, dass die Qualitätsanforderungen und die Reinheit des H2 weniger hoch sein müssen wie für die Brennstoffzelle.
7. Aber Lastwagen setzen doch auf Wasserstoff. Warum nicht mehr Personenwagen?
Mit Wasserstoff kommen Lastwagen auf Fernverkehrs-Reichweiten, die mit Batterien heute nur schwerlich zu erreichen sind. Wie es weitergeht, ist schwer abzuschätzen: Einerseits fahren immer mehr Hersteller auf H2 ab, andererseits legen E-Laster an Reichweite nach und das Schnellladenetz wächst – Ausgang offen, wobei hier auch die Entwicklung der Infrastruktur (Beispiel Schweiz: derzeit 16 Wasserstoff-Tankstellen) mitspielt. Denkbares Szenario: Vielleicht fährt 2035 ein guter Teil schwerer Nutzfahrzeuge mit H2, aber bei den Autos nur einige eher grosse Modelle.
8. Moment – da fehlt doch noch was: Was wird aus Gasantrieb?
Kommt ganz darauf an. Biogas (Anteil im CNG hierzulande gut ein Viertel) ist die grosse Unbekannte. Weil fossile Treibstoffe wie Erdgas (CNG) und Flüssiggas unter das Verbrennverbot fallen, verabschieden sich die Autohersteller: keine neuen Personenwagen mit CNG- Antrieb mehr. Und Flüssiggas (LPG) für den Fahrzeugantrieb ist in der Schweiz fast kein Thema. Aber: Die Energiewirtschaft setzt teils auf Biogas zum Beispiel aus Grünabfällen; es ist fast CO2-neutral, hätte Potenzial und versorgt doch einige Nutzfahrzeuge. Käme eine Ausnahme wie für die E-Fuels, könnte Biogas zu einem CNG-Revival führen. Und vor allem als tiefkaltes, verflüssigtes Bio-LNG ist es auch im LKW-Fernverkehr durchaus eine Option.
9. Wie kann ich mich als Garagistin oder Garagist auf den Antriebswandel vorbereiten?
Zwar werden Benziner und Diesel noch sehr lange – bis 2035 als Neuwagen, danach mindestens als Occasionen – die Werkstätten bevölkern. Aber das Zeitalter alternativer Antriebe erfordert andere Werkstattausrüstung, einen noch höheren und vielseitigeren Ausbildungsstand (Stichworte Hochvolt oder explosionsgeschützte Werkstattumgebung bei Arbeiten an Wasserstofffahrzeugen), aber auch neue Wege beispielsweise im Marketing oder der Beratung rund um Ladestationen. Elektroautos haben weniger Servicebedarf, aber brauchen Unterhalt und gehen ebenfalls mal kaputt – und die Motorrevision von heute könnte morgen der Ersatz einzelner Akkumodule sein. Zudem ergeben sich Chancen durch neue Zusatzgeschäfte im Bereich Dienstleistungen. Gefragt sind Innovation, Know-how und Flexibilität.
10. Was sagt Markus Peter, Leiter Technik & Umwelt beim AGVS, zur Zukunft der Antriebe?
Markus Peter: «Während bei den neuen Personenwagen das Rennen zugunsten des batterieelektrischen Antriebs gelaufen zu sein scheint, rechne ich insbesondere bei schweren Nutzfahrzeugen mit einer vielseitigen Palette der unterschiedlichen Antriebsformen. Das Durchschnittsalter eines in der Schweiz zugelassenen Autos liegt derzeit bei zehn Jahren. Das bedeutet, dass sich die dynamische Entwicklung bei den neu zugelassenen E-Autos erst deutlich verzögert im Gesamtbestand und somit in den Werkstätten zeigt. Diese zeitverzögerte Entwicklung ist für Garagen sowohl Chance wie Herausforderung: Einerseits bleibt genügend Zeit, um sich auf den stetig verändernden Fahrzeugpark einzustellen. Andererseits muss die Technik der konventionell wie alternativ angetriebenen Fahrzeuge beherrscht werden. Dementsprechend sind Investitionen in Infrastruktur und Personal notwendig. Bei der ganzen Diskussion um die Antriebsarten darf der Einfluss der Energieversorgung nicht vergessen werden. Im Sinne einer ganzheitlichen Betrachtung sollte jeweils der ganze Kreislauf von der Produktion über die Nutzung bis hin zum Recycling betrachtet werden.»
Das Auto fährt fraglos in eine strahlend helle Zukunft. Doch mit welcher Antriebsform, ist derzeit eher offen. Foto: iStock
1. Ist Elektroantrieb wirklich die Zukunft – und wenn ja, warum?
Ja. Geht es um die Effizienz, ist Elektroantrieb unschlagbar: Der E-Antriebs-Wirkungsgrad liegt mit rund 90 Prozent doppelt so hoch wie bei den besten Verbrennern. Und Effizienz zählt, weil der Welt-Energiebedarf steigt (seit 30 Jahren verdoppelt, bis 2040 plus ein Viertel) und sich die Energie- zur Stromwirtschaft wandelt. Zudem ist E-Antrieb im Betrieb abgasfrei. Reichweiten, Akkupreise und -haltbarkeit sowie Rohstoff-Recycling sind gut unterwegs. Eher tauchen Praxisfragen auf: Wie kann die Schweiz, Land der Mieterinnen und Mieter (fast 60 Prozent), Ladestationen für alle bieten? Und der zunehmende Strombedarf will möglichst «grün» gedeckt sein. Gut möglich also, dass sich der batterieelektrische Antrieb (zurzeit jeder fünfte Neuwagen) nicht ganz so schnell durchsetzt wie gedacht. Klar ist aber: Alle Autohersteller haben umgeschwenkt, auch weil sonst ihr Geschäft bedroht wäre; das Gros der Neuwagen dürfte 2035 wohl batterie- elektrisch laufen.
2. Was wird denn aus Verbrennern für Benzin und Diesel?
Berücksichtigt man die Pläne von Herstellern und Politik, nicht mehr viel. Niemand mit Benzin im Blut hört es gerne, aber das Zeit- alter fossiler Treibstoffe geht im Strassenverkehr wohl langsam zu Ende – weil Öl endlich ist, der Wirkungsgrad schlecht und die Abgase immer aufwendiger behandelt werden müssen. Aber: Betonung auf «langsam». Geht es nach der EU, ist 2035 Schluss. Aber: Das wäre in elf Jahren! Wenig Zeit, um alles komplett umzustellen, zumal der Bestand an Benzinern und Dieseln noch riesig sein wird. Annehmen darf man, dass das Datum 2035 aufgeweicht werden muss. Annehmen darf man auch: Um 2035 herum werden die letzten neuen Benziner und Diesel mindestens alle hybridisiert sein, und in zwei Jahrzehnten wohl aus dem Angebot an neuen Personenwagen verschwinden. Bei Nutzfahrzeugen wird sich der Diesel aber wohl nicht so schnell geschlagen geben.
3. Ist das EU-Verbrennerverbot ein Weltrettungs-Alleingang?
Jein. Richtig ist, dass Europa besonders streng ist und fossilem Benzin und Diesel besonders früh adieu sagen will. Richtig ist auch: Fast alle grossen Märkte – etwa China oder Indien oder erste Staaten der USA – planen Ähnliches wie die EU für 2035, wenn auch meist erst 2040 oder 2050. Übrigens ist das Ver- brennerverbot kein Verbrennungsmotorenverbot: Verboten werden 2035 Neuwagenantriebe, die Abgas ausstossen. Hierzulande ist kein Verbot geplant; es kommt nur faktisch, da die Autos auch hierzulande EU-Regeln erfüllen müssen.
4. Retten E-Fuels den Verbrennungsmotor?
Möglich, aber keineswegs gesetzt. Was synthetischen Treibstoffen zugutekommt: Vorerst werden nur sie in der Lage sein, Flugzeuge und Schiffe klimafreundlicher zu befeuern. Sie könnten die ganze Verbrennerflotte sauber machen. Zudem herrscht dank der Ausnahme vom EU-Verbrennerverbot Planungssicherheit für Hersteller. Aber: E-Fuels werden mit CO2 hergestellt, welches sie wieder abgeben; sie sind nicht CO2-frei, «nur» CO2-neutral. Noch ist die Menge winzig, der Preis hoch (geschätzt fünf Franken pro Liter). Wie stark E- Fuels kommen (sollen), werden Politik, Menge und Preis bestimmen. Wird es 2035 noch neue Verbrenner geben? Wohl ja – die Frage ist nur, wie viele. E-Fuels werden wohl erst auf breiter Front verfügbar sein, wenn bereits fast alle Autos elektrisch sind. Und auch dann werden diese Treibstoffe in erster Linie für die Luft- und Schifffahrt benötigt werden. Möglich, dass der Verbrenner mit E-Fuels eine neue Nische – zum Beispiel bei Sportwagen – findet oder Diesel-Nutzfahrzeuge damit doch noch weiterleben.
5. Wie steht es allgemein um Wasserstoff?
Die Energiewirtschaft schwärmt vom Wasserstoff (H2), weil er das Speicherproblem lösen könnte. Nur ein Beispiel: Eine 800 mal 800 Kilometer grosse Fotovoltaik-Anlage in der Sahara könnte den Weltenergiebedarf decken. Doch Energie will transportiert sein – als H2 ginge das; als Beimischung in bestehenden Erdgas-Leitungen oder in reiner Form. Aber H2 hat Tücken: Die Infrastruktur für den Transport von reinem Wasserstoff in grösseren Mengen fehlt praktisch noch. Und die Erzeugung braucht ungeheuer Energie. Die stammt bislang erst zu kleinen Teilen aus erneuerbaren Quellen.
6. Würde Wasserstoff im Auto eher verbrannt oder verstromt?
Bei Strassenanwendungen wohl eher in der Brennstoffzelle verstromt. Zwar kann Wasserstoff im Verbrennungsmotor verfeuert werden. Direktverbrennen erfordert jedoch spe- zielle Beschichtungen und Dichtungen, weil H2 quasi nicht schmiert und höchst flüchtig ist. Vor allem aber ist ein Brennstoffzellen- im Prinzip ein Elektroauto. Bei modularem Aufbau steckt darin anstelle eines sehr grossen Akkus die Brennstoffzelle, in welcher durch Wasserstoff und Sauerstoff chemisch Strom erzeugt wird – für Autohersteller wegen der Umstellung auf E-Antrieb wohl der gangba- rere Weg. Eine kleinere Batterie reicht als Ergänzung, um die Spitzenleistung abzudecken. Aber: Die Brennstoffzelle ist so teuer wie ein Kleinwagen, und der «Umweg» über Wasser- stoff vernichtet viel Energie. Der Wirkungsgrad reiner batterieelektrischer Autos liegt viel höher, was bei knapper Energie entscheidend sein kann. Für die Direktverbrennung von H2 spricht, dass die Qualitätsanforderungen und die Reinheit des H2 weniger hoch sein müssen wie für die Brennstoffzelle.
7. Aber Lastwagen setzen doch auf Wasserstoff. Warum nicht mehr Personenwagen?
Mit Wasserstoff kommen Lastwagen auf Fernverkehrs-Reichweiten, die mit Batterien heute nur schwerlich zu erreichen sind. Wie es weitergeht, ist schwer abzuschätzen: Einerseits fahren immer mehr Hersteller auf H2 ab, andererseits legen E-Laster an Reichweite nach und das Schnellladenetz wächst – Ausgang offen, wobei hier auch die Entwicklung der Infrastruktur (Beispiel Schweiz: derzeit 16 Wasserstoff-Tankstellen) mitspielt. Denkbares Szenario: Vielleicht fährt 2035 ein guter Teil schwerer Nutzfahrzeuge mit H2, aber bei den Autos nur einige eher grosse Modelle.
8. Moment – da fehlt doch noch was: Was wird aus Gasantrieb?
Kommt ganz darauf an. Biogas (Anteil im CNG hierzulande gut ein Viertel) ist die grosse Unbekannte. Weil fossile Treibstoffe wie Erdgas (CNG) und Flüssiggas unter das Verbrennverbot fallen, verabschieden sich die Autohersteller: keine neuen Personenwagen mit CNG- Antrieb mehr. Und Flüssiggas (LPG) für den Fahrzeugantrieb ist in der Schweiz fast kein Thema. Aber: Die Energiewirtschaft setzt teils auf Biogas zum Beispiel aus Grünabfällen; es ist fast CO2-neutral, hätte Potenzial und versorgt doch einige Nutzfahrzeuge. Käme eine Ausnahme wie für die E-Fuels, könnte Biogas zu einem CNG-Revival führen. Und vor allem als tiefkaltes, verflüssigtes Bio-LNG ist es auch im LKW-Fernverkehr durchaus eine Option.
9. Wie kann ich mich als Garagistin oder Garagist auf den Antriebswandel vorbereiten?
Zwar werden Benziner und Diesel noch sehr lange – bis 2035 als Neuwagen, danach mindestens als Occasionen – die Werkstätten bevölkern. Aber das Zeitalter alternativer Antriebe erfordert andere Werkstattausrüstung, einen noch höheren und vielseitigeren Ausbildungsstand (Stichworte Hochvolt oder explosionsgeschützte Werkstattumgebung bei Arbeiten an Wasserstofffahrzeugen), aber auch neue Wege beispielsweise im Marketing oder der Beratung rund um Ladestationen. Elektroautos haben weniger Servicebedarf, aber brauchen Unterhalt und gehen ebenfalls mal kaputt – und die Motorrevision von heute könnte morgen der Ersatz einzelner Akkumodule sein. Zudem ergeben sich Chancen durch neue Zusatzgeschäfte im Bereich Dienstleistungen. Gefragt sind Innovation, Know-how und Flexibilität.
Markus Peter
Leiter Technik & Umwelt beim AGVS. Foto: AGVS-Medien
10. Was sagt Markus Peter, Leiter Technik & Umwelt beim AGVS, zur Zukunft der Antriebe?
Markus Peter: «Während bei den neuen Personenwagen das Rennen zugunsten des batterieelektrischen Antriebs gelaufen zu sein scheint, rechne ich insbesondere bei schweren Nutzfahrzeugen mit einer vielseitigen Palette der unterschiedlichen Antriebsformen. Das Durchschnittsalter eines in der Schweiz zugelassenen Autos liegt derzeit bei zehn Jahren. Das bedeutet, dass sich die dynamische Entwicklung bei den neu zugelassenen E-Autos erst deutlich verzögert im Gesamtbestand und somit in den Werkstätten zeigt. Diese zeitverzögerte Entwicklung ist für Garagen sowohl Chance wie Herausforderung: Einerseits bleibt genügend Zeit, um sich auf den stetig verändernden Fahrzeugpark einzustellen. Andererseits muss die Technik der konventionell wie alternativ angetriebenen Fahrzeuge beherrscht werden. Dementsprechend sind Investitionen in Infrastruktur und Personal notwendig. Bei der ganzen Diskussion um die Antriebsarten darf der Einfluss der Energieversorgung nicht vergessen werden. Im Sinne einer ganzheitlichen Betrachtung sollte jeweils der ganze Kreislauf von der Produktion über die Nutzung bis hin zum Recycling betrachtet werden.»
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Thomas Keusch 2. Februar 2024 - 9:32