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Plug-in-Hybrid: Das Beste aus zwei Welten

Tags: Null Emissionen, Mobilität, Technologie
Sie sind echte Alleskönner: Plug-in-Hybride. Egal, ob es täglich nur wenige Kilometer an den Arbeitsplatz geht oder weit weg in den Urlaub – die geeignete Antriebstechnik ist stets an Bord. Die sechs häufigsten Vorurteile und was Experten entgegnen.
Christine Kordt, 15. November 2018
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Christine Kordt Mobilität mit all ihren Facetten liegt der Kölner Journalistin seit mehr als 20 Jahren am Herzen. Privat bewegt sie sich am liebsten zu Fuß durch die Landschaft.
Es ist für viele Menschen ein tägliches Ritual: Der Wecker klingelt, schnelles Frühstück und ab geht‘s zur Arbeit. Für die meisten kein langer Weg. Drei von vier deutschen Pendlern fahren maximal 24 Kilometer zum Arbeitsplatz. Dort steht das Auto dann, bis es nachts wieder zuhause parkt. Nur gelegentlich sind längere Distanzen gefragt, etwa wenn die Fahrt in den Urlaub ansteht oder der Besuch bei Verwandten.

„Bei einem derartigen Szenario spielen Plug-in-Hybride ihre Stärken aus: Regelmäßige Standzeiten erlauben, die Batterien für Kurzstrecken wieder aufzuladen; für lange Strecken dient der Verbrennungsmotor als Antrieb“, sagt Torsten Gollewski, Leiter der Vorentwicklung bei ZF.
Recht ähnlich ist die Situation in den USA. Nach einer Erhebung der American Automobile Association (AAA) beträgt hier die durchschnittliche Fahrleistung an einem Tag etwa 31 Meilen. Dennoch haben es Fahrzeuge mit elektrischen Antrieben auf dem Markt schwer, egal ob es um reine E-Mobile geht oder um Hybridfahrzeuge. Hauptkritik: zu teuer und zu wenige Ladesäulen.
Studien aus mehreren Ländern belegen, dass die meisten Pkw im Alltag nur Kurzstrecken fahren – die Plug-in-Hybride rein elektrisch zurücklegen können.

Plug-in-Hybrid: Schneller Beitrag zur Emissionssenkung

Plug-in-Hybrid: Schneller Beitrag zur Emissionssenkung

Um den CO₂-Ausstoß durch den Straßenverkehr zu senken, führt an der Dekarbonisierung des Verkehrs kein Weg vorbei: „Plug-in-Hybride ebnen den Weg zum Verzicht auf fossile Brennstoffe. Sie können die bestehende Infrastruktur zur Energieverteilung nutzen. Mit Strom aus erneuerbaren Energien und Biokraftstoffen werden Plug-in-Hybride sogar zu Null-CO₂-Emissions-Fahrzeugen“, sagt Dr. Andrew Alfonso Frank. Der emeritierte Professor an der University of California in Davis hat auch eine unternehmerische Vergangenheit, kennt also die Praxis.
Frank, ein international anerkannter Experte für Antriebsstränge, hält mehr als 30 Patente. Er gilt als Erfinder des modernen Plug-in-Hybrid-Prinzips.
75
Prozent
im Maximum weniger Kraftstoff-Verbrauch und damit um bis zu 75 Prozent reduzierte Abgasemissionen im WLTP-Zyklus kann die neue Generation von PHEVs erreichen. (Bei konservativer Berechnungsgrundlage mit 60 Kilometer elektrischer Reichweite – abhängig von der Batteriegröße.)

Doppelter Vorteil: lokal emissionsfrei fahren und hohe Reichweite

Doppelter Vorteil: lokal emissionsfrei fahren und hohe Reichweite

Sicher ist, dass der Wechsel vom Verbrennungsmotor zum Elektromotor sich nicht über Nacht vollzieht. Gerade Fahrzeuge mit Plug-in-Hybridantrieb sind ein logischer Schritt auf dem Weg zu einem klimaverträglicheren Verkehr. Gegenüber konventionellen Fahrzeugen sparen sie Kraftstoff ein und senken den Ausstoß von Kohlendioxid und Stickoxiden. Mit dem E-Motor der Plug-in-Hybride können ihre Besitzer lokal emissionsfrei fahren – was angesichts der zunehmenden Fahrverbote in Innenstädten immer wichtiger wird.

Der Plug-in-Hybrid als Wegbereiter für die E-Mobilität

Der Plug-in-Hybrid als Wegbereiter für die E-Mobilität

Oft unterschätzt wird auch ein weiterer Vorteil des Plug-in-Hybrids, im Englischen Plug-in Hybrid Electric Vehicle (PHEV) genannt: „PHEVs können zur Verbreitung der Elektromobilität beitragen, da sie, anders als reine Batteriefahrzeuge, kein prinzipielles Problem der begrenzten Reichweite haben“, heißt es in einer aktuellen Studie des Fraunhofer-Instituts für System- und Innovationsforschung (ISI). Technischer Clou: Die Akkus füllen sich nicht nur durch Rekuperation wieder, sondern lassen sich per Stecker einfach und je nach Batteriegröße innerhalb weniger Stunden auch über das externe Stromnetz laden. Trotz der offensichtlichen Vorteile werden immer wieder Bedenken laut.
Plug-in-Hybride sind wie reine batterieelektrische Fahrzeuge extern zu laden und beschleunigen so die Verbreitung der Elektromobilität.
Antworten auf sechs weitverbreitete Einwände von Skeptikern:

1. Plug-in-Hybride sind eine Mogelpackung und nicht gut für die Umwelt, besonders im Vergleich zu reinen Elektroautos (Battery Electric Vehicles, BEVs).

Im Sinne des Umweltschutzes steht an erster Stelle, die absoluten CO2-Emissionen im Realbetrieb zu senken. Antriebsexperte Professor Frank ist davon überzeugt, dass Plug-in-Hybride kurzfristig sogar mehr fossile Brennstoffe ersetzen als batterieelektrische Autos.
Auch dienen BEVs heute häufig nur als Zweitwagen für kurze Strecken. Ihre Besitzer haben aus Gründen der Reichweite zusätzlich noch ein weiteres Auto mit Verbrennungsmotor. Es ist derzeit nicht absehbar, wann es geräumige und familientaugliche BEVs mit Erstauto-Tauglichkeit geben wird. PHEVs sind hier die beste Lösung im Sinne einer größtmöglichen absoluten CO₂-Einsparung. „Mit einem Plug-in-Hybridfahrzeug der Mittelklasse kann eine Familie in den Urlaub fahren und ist gleichzeitig vorbereitet auf strengere Auflagen für Umweltzonen in Innenstädten.“, erklärt Gollewski.

2. Der Durchschnittsverbrauch von Plug-in-Hybriden wird zu positiv berechnet, da viele Fahrer ihr Auto kaum elektrisch bewegen.

Kraftstoffverbrauch und Emissionen hängen natürlich davon ab, wie PHEV-Besitzer ihr Fahrzeug nutzen. Je nach Strecke und Fahrgewohnheiten können PHEVs das ganze Jahr elektrisch fahren: eine Frage der Gewöhnung. Studien wie die des Fraunhofer ISI zeigen, dass die elektrische Nutzung mit steigender elektrischer Reichweite zunimmt. Da die Reichweite in naher Zukunft steigt, tragen PHEVs künftig noch stärker zur CO₂-Reduktion bei.

3. Laden Kunden das PHEV nicht an der Steckdose auf, wird kein CO₂ eingespart.

Selbst im ungünstigsten Fall – das Fahrzeug wird nie aufgeladen – spart es noch rund 24 Prozent CO₂ ein gegenüber einem konventionellen Fahrzeug mit Verbrennungsmotor. Dies ergab eine Simulation der FEV Group in Aachen, einer der größten internationalen Entwicklungsdienstleister für automobile Antriebstechnik. Mehrere Faktoren begünstigen dies. Die Kombination aus kräftigem elektrischen Antrieb und Batterie mit hoher Kapazität ermöglicht eine sehr gute Bremsenergierückgewinnung. Mit dieser selbst erzeugten Energie lassen sich lange Phasen elektrisch fahren. Auch unterstützt der E-Antrieb so, dass der Verbrennungsmotor oft nur in seinen effizientesten Betriebspunkten läuft. Eine Untersuchung von Vollhybrid-Pionier Toyota zeigt sogar, dass Hybridfahrzeuge ohne externe Ladefunktion in Städten fast 80 Prozent der Zeit rein elektrisch unterwegs sind.

4. Dürfen Plug-in-Hybride in die Innenstädte, fahren sie am Ende doch nur mit Verbrennungsmotor.

Richtig ist, dass PHEVs verbrennungsmotorisch und elektrisch fahren können. Damit die Luft in Städten sauberer wird, bedarf es Kontrollen oder – besser noch – Anreize für elektrisches Fahren. Wärmebildkameras und Geofencing-Lösungen sind Werkzeuge zur Kontrolle: Autos übermitteln an das städtische Datennetz, ob sie gerade mit dem Verbrenner fahren oder mit dem E-Antrieb. Bei Verstößen drohen Geldbußen. Auch könnten PHEVs selbst ihren Fahrmodus auf Basis von Geofencing-Daten und des Batteriestatus automatisiert wählen. Die Technik dazu ist verfügbar.
Unterstützend können moderne Navigationssysteme berechnen, wann eine Umweltzone erreicht wird und eine entsprechende Batteriekapazität zum elektrischen Fahren vorhanden sein muss.

5. Es lohnt sich nicht, mit dem BEV und dem PHEV parallel zwei verschiedene Technologien zu entwickeln.

Beide Systeme profitieren davon, dass sich Batterie- und Ladesysteme technisch ständig weiterentwickeln. Während die Speicherkapazität steigt, sinken die Kosten mit der Zeit. Darüber hinaus teilen sich Plug-in-Hybride und Elektrofahrzeuge die vorhandenen Ladesäulen. Diese Nachfrage erhöht den Druck für den raschen Ausbau der Ladeinfrastruktur. Gleichzeitig gilt für die PHEVs, dass deren Verbrennungsmotoren durchaus noch effizienter werden können.

6. In China fahren bald alle nur noch batterieelektrisch.

Aufgrund nationaler Regularien gilt China weltweit als Leitmarkt für BEVs, aber durchaus auch für Plug-in-Hybridfahrzeuge. Automobilhersteller müssen dort vom Jahr 2019 an bei Neuzulassungen eine Quote von zehn Prozent für New Energy Vehicles (NEV-Quote) erfüllen. Vom Jahr 2020 an sollen es zwölf Prozent sein. New Energy Vehicles sind neben reinen Elektrofahrzeugen auch Plug-in-Hybride, sofern sie rein elektrisch eine Reichweite von mindestens 50 Kilometern zurücklegen können.

Technologieoffene Diskussion bringt größten Nutzen

Technologieoffene Diskussion bringt größten Nutzen

Vor allem in den aufstrebenden Industrienationen steigt die Nachfrage nach individueller Mobilität rasant. Keine Frage, Individualverkehr auf Basis von rein verbrennungsmotorischen Antrieben belastet stark das Klima und die Umwelt. Gesetzgeber weltweit verschärfen die Grenzwerte für den Flottenverbrauch und für Emissionen. Alternative Antriebskonzepte zum Verbrenner sind gefragt wie nie zuvor. „Für die Mobilität der Zukunft wird es nicht die eine Antriebslösung geben. Dazu sind die Anforderungen und Wünsche der Kunden und der Märkte zu vielfältig. In einer technologieoffenen Diskussion müssen alle alternativen Antriebstechnologien, Kraftstoffarten und besonders die Bandbreite der hybriden Antriebe berücksichtigt werden, sagt Stephan von Schuckmann, Leiter der Division Pkw-Antriebstechnik bei ZF.
Die Luftqualität in Metropolen wie Shanghai leidet unter dem hohen Verkehrsaufkommen. Ab 2019 müssen Autohersteller deshalb in China eine Quote für New Energy Vehicles (NEV) von zehn Prozent erfüllen.

In Kürze: Die meisten Menschen fahren mit dem Pkw im Alltag keine weiten Strecken. Selbst im Autoland USA beträgt die durchschnittliche Fahrleistung an einem Tag nur etwa 50 Kilometer. Dennoch haben es batterieelektrische Fahrzeuge auf dem Markt schwer. Hohe Preise, grobmaschiges Ladenetz und eingeschränkte Reichweiten sind einige der Ursachen. Bis Lösungen für diese Schwächen gefunden sind, kann der Plug-in-Hybrid (PHEV) mit seiner cleveren Kombination aus Elektroantrieb und Verbrennungsmotor sofort für eine emissionsärmere Mobilität sorgen. Am besten mit nachhaltig erzeugtem Strom aus der Steckdose aufgeladen, fahren PHEVs vor allem in den heute von Abgasen stark belasteten Städten emissionsfrei. Auf langen Strecken sorgen verbrauchsoptimierte Verbrennungsmotoren für genügend Reichweite

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