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In Zukunft emissionsfrei

Tags: Null Emissionen
Die Menschheit muss den CO₂-Ausstoß reduzieren – auch in der Mobilität. Sechs Beispiele, wie ZF-Technologie Emissionen senkt.
Martin Westerhoff , 10. April, 2018
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Martin Westerhoff studierte Technikjournalismus und schreibt seitdem über Fahrzeuge und Technologien. Er hat ein Faible für Motorsport und Rennwagen.
Die Aufgabe klingt unlösbar: Während Wirtschaftsleistung und Lebensstandard in vielen Ländern steigen, muss gleichzeitig der Klimawandel gebremst werden. Allein der globale Energiebedarf wird zwischen 2015 und 2040 voraussichtlich um 28 Prozent wachsen, der Verkehrssektor soll 30 Prozent mehr Energie benötigen. Für die CO₂-Emissionen wird ein Anstieg um 0,8 Prozent pro Jahr erwartet, so die aktuelle Studie „International Energy Outlook 2017“. Ihr zufolge werden im Jahr 2040 fossile Brennstoffe noch immer 77 Prozent des Bedarfs decken. Weniger pessimistisch ist der renommierte britische Ökonom und Professor für Energiepolitik Dieter Helm. Nach seiner Ansicht macht der technologische Fortschritt fossile Brennstoffe überflüssig, noch bevor Erdöl, Gas oder Kohle versiegen. Helm sieht Strom als den Energieträger der Zukunft; die Elektrifizierung des Verkehrs hält er für eine Revolution.

Verschiedene Energieträger im Mix

Ob es in Zukunft eine reine Elektromobilität geben wird, darüber sind sich die Experten jedoch nicht einig. Für viele Länder wäre es nicht der ökonomisch sinnvollste Weg, alle vorhandenen Maschinen und Endgeräte wie Verbrennungsmotoren und Heizungen auf elektrische Verbraucher umzustellen, argumentiert beispielsweise Dr. David Bothe. Der Energieexperte des Beratungsunternehmens Frontier Economics hat errechnet, dass Deutschland bis zum Jahr 2050 CO₂-neutral werden könne und bis zu 300 Milliarden Euro gegenüber einer weitgehenden Elektrifizierung sparen würde, wenn es künftig auf einen Energie-Mix setze. In diesem Szenario würde Ökostrom indirekt genutzt: Aus einem Teil würde Wasserstoff produziert, der anschließend mit CO₂ zu synthetischen Kraftstoffen umgesetzt wird. Das hat Vor- und Nachteile: So liegt der Energieverlust in der Herstellung des Wasserstoffs bei rund 25 Prozent. Jeder weitere Prozessschritt schmälert die Energiemenge weiter, die vom eingesetzten Strom letztlich im Kraftstoff gespeichert bleibt. Die großen Vorteile: Synthetische Kraftstoffe lassen sich mit den etablierten und technisch hoch entwickelten Verbrennungsmotoren nutzen. Beigemischt zu konventionellem Benzin oder Diesel zum Teil sogar ohne technische Anpassungen. Zudem existiert ein weltweites Tankstellennetz.
Um auf alle Szenarien zukünftiger Mobilität vorbereitet zu sein, verfolgt ZF einen offenen Technologieansatz. Das Unternehmen spielt sein Know-how vor allem bei Systemlösungen aus.
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Dank eines integrierten 150 kW starken elektrischen Achsantriebs fährt das ZF Vision Zero Vehicle lokal emissionsfrei.

Sechs Beispiele, wie ZF-Technologien Emissionen reduzieren

1. Variables Achskonzept mSTARS

1. Variables Achskonzept mSTARS

Unabhängig davon, welcher Energiespeicher zum Einsatz kommt, kann das Achskonzept mSTARS und dessen integrierter elektrischer Antrieb in Hybrid-, Brennstoffzellen- sowie batteriebetriebenen Pkw eingesetzt werden. Auch für den Betrieb mit konventionellen Antriebsmodulen ist die mSTARS geeignet.
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Die mSTARS integriert E-Maschine, Getriebe, Differenzial und Leistungselektronik.

2. Plug-in-Hybride als Wegbereiter

2. Plug-in-Hybride als Wegbereiter

ZF verfolgt einen offenen Technologieansatz und setzt auf elektrifizierte Antriebe. Im Angebot sind Hybridmodule , Plug-in-Hybridgetriebe und Antriebssysteme für reine Elektrofahrzeuge. Großes Potenzial steckt vor allem in Plug-in-Hybriden. Sie können mit einer vergleichsweise kleinen Batterie zu entsprechend geringen Kosten elektrisch fahren. Auch in CO₂-Betrachtungen „Euro pro Gramm Reduktion“ schneiden sie sehr gut ab. Bereits auf dem Markt ist das Plug-in-Hybridgetriebe von ZF, das auf dem bewährten Doppelkupplungsgetriebe 8HP aufbaut. Es vereint Getriebe und elektrische Maschine und wird zum Beispiel im neuen Porsche Panamera verbaut.
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Das hochintegrierte Plug-in-Hybridgetriebe von ZF erlaubt auch rein elektrisches Fahren.

3. Mehr Effizienz für Nutzfahrzeuge

3. Mehr Effizienz für Nutzfahrzeuge

Eine große Herausforderung auf dem Weg zur CO₂-Neutralität sind Nutzfahrzeuge. Bereits heute bietet ZF für Stadtbusse die Portalachse AVE 130 und den Zentralantrieb CeTrax als elektrische Alternativen zum Dieselmotor. Mit bis zu 300 Kilowatt (408 PS) Maximalleistung sind sie diesem ebenbürtig. Der Energiebedarf und damit die Kohlendioxid-Emissionen von Nutzfahrzeugen mit Verbrennungsmotoren lässt sich effektiv senken. Neben dem hocheffizienten Getriebe TraXon , das bereits bei vielen Lkw- und Busherstellern in Serie ist, erzielt dessen Hybridisierung mit einem 100 kW (136 PS) starken Elektromotor einen respektablen Effekt: bei Lkw etwa fünf Prozent weniger Kraftstoff in einem normalen Fernverkehrszyklus.
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CeTrax ist für jeden Anwendungsfall die ideale E-Mobilitätslösung für Stadtbusse.

4. Leichtbau-Komponenten mit großer Wirkung

4. Leichtbau-Komponenten mit großer Wirkung

Auch Leichtbau-Komponenten von ZF reduzieren CO₂-Emissionen, vor allem bei Nutzfahrzeugen. Eine erste Funktionsintegration einer klassischen Hinterachskonstruktion bringt diese von rund 120 kg auf 60 bis 70 kg Masse für die betreffenden Bauteile. Mittels Werkstoff-, Anforderungs- und Formleichtbau kann dieser Wert sogar auf etwa 35 kg reduziert werden. Bei der typisch hohen Laufleistung von Lkw amortisieren sich solche Maßnahmen schnell. Das gesparte Gewicht kommt einer höheren Zuladung zugute. Somit können pro Lkw mehr Waren transportiert werden, wodurch sich Anzahl und damit Emissionen verringern lassen.

5. Skaleneffekte durch Modularität

5. Skaleneffekte durch Modularität

„Wir arbeiten daran, möglichst viele Basistechnologien zu nutzen“, sagt Bert Hellwig, Leiter des Systemhauses E-Mobility bei ZF. Ein Beispiel ist der autonome e.GO Mover aus der Zusammenarbeit von ZF mit dem Aachener Start-up e.GO Mobile AG. Die Steuerungssoftware des elektrischen Antriebs hat der Konzern ursprünglich für Nutzfahrzeuge entwickelt. Ein Beispiel dafür, wie sich in dem breiten Produktportfolio von ZF durch Modularität und gleiche Komponenten Skaleneffekte ergeben. Das hilft, die Kosten für E-Antriebe zu senken – eine wichtige Voraussetzung, um Ökologie mit Ökonomie zu vereinen und Elektrofahrzeugen zu größeren Marktanteilen zu verhelfen.

6. Vernetzte Mobilität mit Openmatics

6. Vernetzte Mobilität mit Openmatics

Am sinnvollsten lässt sich CO₂ einsparen, wenn Wege möglichst effizient zurückgelegt werden. Dazu trägt die offene Telematik-Plattform Openmatics bei. Auf ihr lassen sich verschiedenste Apps installieren, die den Überblick über den Fuhrpark ermöglichen, Routen zentral anpassen oder Verbrauchs- und Lastenanalysen erstellen. Auf Basis dieser Daten können Hersteller die Steuerung des Antriebsstrangs passend zum Fahrzeuggewicht optimieren. In Zukunft kann das System das Batteriemanagement elektrischer Antriebe über deren Auslastung steuern. Aber auch eine höchst menschliche Komponente hat Thomas Rösch, Geschäftsführer von Openmatics, im Visier: „Einer unserer Kunden spart allein dadurch vier Prozent Kraftstoff und CO₂ ein, weil seine Fahrer wissen, dass ihre Fahrzeugdaten übertragen werden. Dadurch verhalten sie sich am Steuer deutlich disziplinierter und vorausschauender.“
Klar ist: Was eine Aufgabe an die Menschheit ist, kann letztlich nur gelingen, wenn jeder Einzelne sein Verhalten daraufhin überprüft, möglichst wenig zur Emission von Treibhausgasen beizutragen. An den notwendigen Technologien arbeitet ZF.

Drei clevere Ideen für weniger CO₂-Ausstoß

In Kürze: Da Wirtschaftswachstum und Lebensstandard weltweit steigen werden, sagen Experten einen 28 Prozent höheren Energiebedarf bis 2040 voraus. Um den Klimawandel zu bremsen, sind aber CO2-Einsparungen nötig. ZF trägt mit seinen Technologien und Produkten dazu bei, das Ziel von null Emissionen in der Mobilität zu erreichen. Vor allem die Elektrifizierung des Antriebsstrangs in Pkw und Nutzfahrzeugen, die Verwendung von Leichtbau-Komponenten und vernetzte Mobilitätskonzepte sorgen für geringeren Energieverbrauch und damit weniger Treibhausgasemissionen.

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