Hybrid vs Wasserstoff vs Elektro vs Benzin

Eine energetische Betrachtung der einzelnen Antriebsarten und deren Wirkungsgrad.

Nichts wird im Moment heißer diskutiert als die richtige Wahl zur Antribstechnik der Zukunft. Es sind einige Player in diesem Spielchen beteiligt. Die Asiatischen Länder setzen mehr und mehr auf Wasserstoff-Brennstoffzelle, die Deutschen scheinen sich auf Batterie-Antrieb zu fixieren, der Hybrid stirbt scheinbar sang und klanglos und das Benzin scheint abgeküdigt. Doch wie gut ist der Wirkungsgrad der einzelnen Antriebe?

  1. 1000 Watt => Elektromotor => 900 Watt
  2. 1000 Watt => Ottomotor => 750 Watt
  3. 1000 Watt => Ottomotor => Generator => Batterie => E-Motor => 500 Watt
  4. 1000 Watt => H2O => Brennstoffzelle => 250 Watt

Die kleine Aufstellung oben ergibt sich anhand der Wirkungsgrade aus der Physik und müssen wie folgt interpretiert werden.

Zu 1.)

Unterstellen wir, das wir in dieser Variante einen Energiespeicher (z.B. Batterie) haben, der 1000 Watt aufnehmen kann und diese verlustfrei abgeben kann. Der Elektromotor könnte demnach von den 1000 Watt etwa 900 Watt tatsächlich in Antriebsenergie umsetzen. Der Elektroantrieb ist damit der Spitzenreiter beim Wirkungsgrad.

Zu 2.)

Auch bei der Nummer 2 unterstellen wir, das ein Energiespeicher (Benzintank) 1000 Watt Energie aufnehmen und an den Verbrennungsmotor abgeben kann. Der Ottomotor kann auf Grund seines Wirkungsgrades etwa 750 Watt von den 1000 Watt die er erhält in Antriebsenergie umsetzen.

Zu 3.)

Punkt 3 spiegelt im wesentlichen die Hybridtechnik wieder. Ein Ottomotor erhält 1000 Watt aus einem Energiespeicher, gibt diese Energie an der Generator weiter und der Generator seinerseits läd eine Batterie bzw. einen Akku mit Energie auf. Am Schluss wandelt der E-Motor diese Energie nochmals in Bewegungsenergie um. Bei allen Schritten in diesem Prozess treten Umwandlungsverluste auf, sodas der Elektromotor etwa nur noch 500 Watt Energie für die Fortbewegung produzieren kann.

Zu 4.)

Am schlechtesten schneidet die Bernnstoffzelle ab. Die etwa 1000 Watt ihres Energiespeichers kann sie nur zu 25 Nutzen und umwandeln, demnach erhält man von insgesamt 1000 Watt nur noch 250 Watt Fortbewegungsleistung. Mehr nicht!

Fazit

Der Elektromotor kann aufgrund seines extrem hohen Wirkungsgrades 90% der Eingangsenergie in Antriebsenergie umsetzen. Das ist das beste Ergebnis. Jedoch haben wir mit dem Energiespeicher erhebliche Probleme, denn Lithium ist das pure Gift für unseren Planeten. Die Gebiete in denen dieses Metallsalz abgebaut wird verwandeln sich in lebensfeindliche Todeszonen.

Der Ottomotor scheint gar nicht so schlecht zu sein wie wir alle glauben, denn immerhin kann er noch mit 75% Wirkungsgrad eine große Menge Energie umwandeln. Auch der Abbau des Erdöls ist lange nicht so schädlich wie es beim Lithium der Fall ist. Die Abbautechniken sind langzeitlich erprobt und die Reparation an der Natur funktioniert gar nicht so schlecht wie wir alle denken.

Die Hybrid-Technik ist fast das Schlusslicht, mit recht. Diese Technik hat durch viele Umwandlungsschritte mit erheblichen Energieverlusten zu kämpfen. Zudem sind Hybridfahrzeuge extrem schwer und teuer zu bauen. Es ist nicht nur der schädliche Treibstoffverarbeitung als auch das schädliche Lithium an Bord.

Am Ende der Katte mit dem schlechtesten Ergebnis wartet die Brennstoffzelle auf. Die Brennstoffzelle hat mit Abstand den schlechtesten Wirkungsgrad und ist daher kaum in der Lage mehr als die Hälfte der ihr angebotenen Energie in Bewegung umzusetzen. Positiv hervorzuheben ist jedoch, das Wasserstoff bei Verbrennung zu reinem Wasser wird und weiterhin können wir sicherlich davon ausgehen, das der Wirkungsgrad der Brennstoffzelle durchaus noch Potenzial nach oben hat. Diese Antriebsform schein zumindest die sauberste Variante zu sein. Sicherlich ist dies auch eine der Hauptargumentationen der Asiatischen Autobauer.

Alternative

Im Moment ist für mich der Ottomotor die beste Wahl, sofern man sich nicht für 250 PS SUV Monster entscheidet, das Auto öfters stehen lässt und das Rad nimmt. Mein Wagen hat einen kleinen 950 ccm Motor und kommt mit wenig Treibstoff aus. Grundsätzlich sollten auch Fahrzeuge mit mehr als 200 PS verboten werden, es sei denn sie werden als Landwirtschaftliche Maschinen genutzt. Aber niemand auf diesem Planeten benötigt ein Fahrzeug mit 250 PS um damit in den Urlaub zu fahren.

Zudem müssen die Autobauer stärker dazu gezwungen werden die Fahrzeuge schritt für schritt abzurüsten. Weg mit den ganzen Fahrassistenten, Einparkhilfen oder sonstigen Zusatzdingen die für das tatsächlich Fortbewegen vollkommen unerheblich sind - erst durch diese Aufrüstung der Fahrzeuge schlucken sie so imens viel Sprit und die Effektivität moderner Motoren wird dadurch vollkommen zunichte gemacht.

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