Forschung und Technologie

Fortschritt unter der Karosserie

Deutschland ist ein Autoland. Etwa 45 Millionen Pkw (Personenkraftwagen) fahren auf deutschen Straßen, Tendenz steigend. Das wird sich ändern, wenn nicht bald etwas geschieht.

Denn in ungefähr vierzig Jahren gehen die Erdölreserven zur Neige. Das jedenfalls haben Experten errechnet. Für die Autoindustrie in Deutschland und in aller Welt bedeutet das, es müssen Autos entwickelt werden, die mit anderen Treibstoffen gefahren werden können. Viel Hoffnung setzen Forscher auf den Wasserstoff. Aber wann werden die Autos, die keine fossilen Energien mehr verbrennen, in Serie gehen?

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Autor: Ralf Gierkes
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Wirtschaftliche Bedeutung des Autos

Ohne das Auto würde die Wirtschaft in Deutschland zusammenbrechen. Knapp 800.000 Menschen arbeiten hier in der Automobilindustrie. Nach einer Studie der Deutschen Shell werden im Jahr 2030 nur noch 68 Millionen Menschen in Deutschland leben. Das sind rund 14 Millionen weniger als heute. Aber die Zahl der Pkw wird weiter wachsen. Statt knapp 45 Millionen werden dann etwa 53 Millionen Autos über die Straßen Deutschlands rollen. Weltweit werden im Jahr 2020 eine Milliarde Autos unterwegs sein, schätzen Experten. Autos stoßen Kohlendioxid, CO2, aus. Die Erderwärmung wird noch rasanter fortschreiten, befürchten Umweltexperten. Ohne das Auto würde nicht nur die deutsche Volkswirtschaft Bankrott gehen. Was hierzulande gilt, zählt auch weltweit. Die modernen Gesellschaften basieren auf mobilen Menschen, deren wichtigstes Fortbewegungsmittel das Automobil ist. Aber das Ende des fossilen Brennstoffzeitalters ist absehbar.

Energiereserven und Verbrauch

Nach Berechnungen der großen Ölkonzerne sind Erdölreserven von etwa 1.200 Milliarden Barrel vorhanden. 27 Milliarden Barrel Erdöl werden jährlich verbraucht, Tendenz leicht steigend. Das bedeutet, dass in etwas mehr als 40 Jahren kein Erdöl mehr vorhanden sein wird. Allein in Deutschland liegt der Kraftstoffverbrauch derzeit bei etwa 30 Millionen Tonnen im Jahr. Der normale Verbrennungsmotor hat einen Wirkungsgrad zwischen 18 und maximal 28 Prozent. Das heißt, er kann nur einen geringen Teil der wertvollen fossilen Energie in Bewegung umsetzen, der Rest geht beispielsweise durch Reibungsverluste und eine nicht optimale Verbrennung verloren.

Regenerative Energie

Experten setzen auf regenerative Energien, auch beim Antrieb von Autos. Bio-Ethanol ist ein Beispiel. Es entsteht, ähnlich wie Alkohol, bei der Destillation. Brasilien ist der weltgrößte Ethanolproduzent und -verbraucher. Der Marktanteil des Ethanols liegt dort bei circa 25 Prozent, die Jahresproduktion bei zwölf bis 14 Millionen Kubikmetern. Nach Brasilien sind die USA der zweitgrößte Verbraucher von Ethanoltreibstoff. Dort werden derzeit jährlich mehr als zehn Millionen Kubikmeter Ethanol produziert, hauptsächlich aus Mais. Neben den Optimisten ruft die Bioenergie-Produktion allerdings auch Umweltschützer auf den Plan. Sie warnen vor großflächigen Monokulturen, die einen hohen Einsatz an Insektengiften nach sich zögen und mit hohem Energieaufwand bewirtschaftet würden.

Hybridtechnologie

Es gibt andere Versuche, weniger fossile Brennstoffe zu verbrauchen: Um Kraftstoff zu sparen, verbindet man in Hybridautos die Leistung von Elektromotoren und Benzinmotoren. Etwa 25 Prozent weniger Benzin konsumiert ein Wagen, der mit den zwei Motoren ausgerüstet ist. Die Hybridtechnologie wird von vielen Wissenschaftlern als Übergangstechnologie angesehen. Für andere ist sie eine Zukunftstechnologie. Jedenfalls können mit Hybridautos Elektromotoren, Batterien und Reglungstechnik erprobt und verbessert werden. Alles Komponenten, die auch für ein umweltschonendes Wasserstoffauto der Zukunft von großer Bedeutung sein werden.

Hoffnung Wasserstoff

Wasserstoff ist in fast unendlicher Menge auf der Erde vorhanden, und er verbrennt nahezu ohne Rückstände. Eigentlich also ein idealer Kraftstoff für die Zukunft. Wasserstoff kann in veränderten Ottomotoren verbrannt werden. Neben dieser Technologie setzen die Autohersteller aber auch auf die Brennstoffzelle in Verbindung mit dem Elektromotor. Bei den meisten Brennstoffzellen wird Wasserstoff als Energieträger eingesetzt und in Strom umgewandelt. Derzeit testen verschiedene Autohersteller in Deutschland mit Wasserstoff getriebene Pkw im Dauereinsatz. In München und Berlin gibt es Wasserstofftankstellen. Leider aber existiert Wasserstoff in der Natur nur in gebundener Form. Wenn man ihn aus Wasser löst, verbraucht man derart viel Energie, dass der Wasserstoff alles andere als ein ökologischer Brennstoff wäre. Es ist bedeutend leichter, Wasserstoff aus Erdgas zu gewinnen. Aber auch Erdgas ist ein fossiler Brennstoff, der irgendwann verbraucht ist. Hinzu kommt, dass Wasserstoff für Lagerung und Transport auf -253° C heruntergekühlt werden muss. Auch das verbraucht viel Energie. Erst wenn diese Energie aus regenerativen Quellen wie Sonne, Wind, Wasserkraft oder Biogas stammt, könnte der Wasserstoff umweltschonend produziert werden. Sein breitflächiger Einsatz als Treibstoff für Automotoren würde die Kohlendioxidbelastung der Atmosphäre deutlich verringern. Ein wichtiger Schritt, um die rasant zunehmende Erderwärmung zu bremsen.
Goethe-Institut e. V. 2006
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