Antriebsarten

Batterieelektrische Fahrzeuge (BEV für englisch battery electric vehicle) fahren rein elektrisch. Aufgeladen wird die Batterie, bei der es sich genau genommen um einen Akku handelt, von außen über ein Kabel. Aktuelle batterieelektrische Kompaktfahrzeuge erreichen Reichweiten von durchschnittlich 435 und maximal 520 Kilometern auf dem Prüfstand nach WLTP*. Die tatsächliche Reichweite im Alltag kann je nach Fahrweise und Witterung (vor allem im Winter) deutlich geringer ausfallen, zwischen 250 und 400 Kilometern.

Stand heute sind BEV die effizientesten auf dem Markt erhältlichen Fahrzeuge.

Immer wieder hört man Zweifel an der Sicherheit von batterieelektrischen Fahrzeugen im Brandfall. Grundsätzlich sind sie jedoch nicht gefährlicher als Verbrennerfahrzeuge. Bei einem Unfall wird die Batterie sofort automatisch von den anderen Hochvoltkomponenten und den Hochvoltkabeln getrennt. Die Feuerwehren sind im Umgang mit Bränden bei E-Autos geschult. 

*von englisch Worldwide Harmonised Light-Duty Vehicles Test Procedure: Messverfahren zur Bestimmung der Abgasemissionen, des Kraftstoff-/Stromverbrauchs von Kraftfahrzeugen und somit zur Ermittlung der Reichweite. WLTP ersetzt seit 2017 den NEFZ-Prüfzyklus.

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Plug-in-Hybridfahrzeuge (PHEV für englisch (plug-in) hybrid electric vehicle) verfügen sowohl über einen Verbrennungsmotor als auch über einen dazu geschalteten Elektromotor. Die Traktionsbatterie wird von außen aufgeladen. Sie fällt jedoch kleiner aus als bei rein elektrischen Fahrzeugen. Plug-in-Hybride können daher nur auf Kurzstrecken (meist 40 bis 70 Kilometer) rein elektrisch fahren, während auf Langstrecken immer auch der konventionelle Antrieb zum Einsatz kommt. Entsprechend sind sie weniger effizient als BEV. Bei unpassenden Einsatzgebieten oder falscher Nutzung, z.B. bei nur unregelmäßigem Aufladen, stellen sich PHEV ökologisch und ökonomisch deutlich schlechter dar als BEV und zum Teil auch schlechter als konventionelle Fahrzeuge.

Der ADAC hat in einem Beitrag zu PHEV Tipps gesammelt, für wen sich diese Antriebsart noch lohnen könnte und was bei der Nutzung zu beachten ist.

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Brennstoffzellenfahrzeuge (FCEV für englisch fuel cell electric vehicle) werden mit Wasserstoff betankt. Über eine Brennstoffzelle wird der Wasserstoff zusammen mit Luftsauerstoff in elektrische Energie umgewandelt. Diese sorgt dann für den Antrieb eines Elektromotors. Wasser und Wärme fallen als Nebenprodukte an. Ein Brennstoffzellenfahrzeug verfügt zusätzlich über eine Batterie, die zum einen als Pufferspeicher zwischen Brennstoffzelle und Motor fungiert und zum anderen zurückgewonnene Bremsenergie aufnehmen kann. Die wenigen verfügbaren Modelle sind bisher recht teuer, ermöglichen jedoch Reichweiten von bis zu 650 Kilometern. Da bei der Herstellung des Wasserstoffs und dessen Transport sehr viel Energie benötigt wird, sind Brennstoffzellenfahrzeuge insgesamt gesehen weniger effizient als BEV.

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Hybridfahrzeuge (HEV für englisch hybrid electric vehicle) können nicht als Elektrofahrzeuge im engeren Sinn verstanden werden. Sie verfügen neben dem Verbrennungsmotor zwar über einen Elektromotor. Die Traktionsbatterie wird aber nicht von außen aufgeladen, sondern vom Verbrennungsmotor über einen eingebauten Generator mit Energie versorgt. Hybridfahrzeuge fahren deshalb nur elektrisch an und der Elektromotor unterstützt den Verbrennungsmotor beim Beschleunigen.

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Gasfahrzeuge tanken entweder Autogas (englisch: liquefied petroleum gas, LPG), komprimiertes Erdgas (englisch: compressed natural gas, CNG) oder Flüssiggas (englisch: liquefied natural gas, LNG).

CNG

Erdgas setzt sich aus Methan, Stickstoff und Kohlendioxid zusammen. Biogas wird im Gegensatz zu konventionellem Erdgas nicht aus fossilen, sondern aus nachwachsenden organischen Rohstoffen durch Vergärung gewonnen und zählt zu den nachhaltigen Antriebsformen. Idealerweise handelt es sich bei den Rohstoffen um Abfallprodukte, damit keine Flächenkonkurrenz zur Herstellung von Nahrungsmitteln auf den Äckern entsteht.

Der CNG-Antrieb ist lange erprobt und praxistauglich. Allerdings ist der Umstieg auf CNG heute kaum noch zu empfehlen, da es immer weniger Tankstellen gibt, die CNG anbieten - in 2024 etwa 700 deutschlandweit. Auch das Angebot an Fahrzeugmodellen ist sehr beschränkt, neue Modelle kommen nicht mehr auf den Markt. 

LPG

Etwas weiter verbreitet sind LPG-Tankmöglichkeiten und -Fahrzeuge, wobei auch diese sich auf einem geringen Niveau bewegen. Bereits heute gibt es deutlich mehr E-Fahrzeuge im Bestand in Deutschland als LPG-Fahrzeuge. Autogas besteht aus Propan und Butan - beides Gase, die bei der Erdöl- und Erdgas-Förderung sowie in Erdöl-Raffinerien anfallen. Unter Druck wird das Gemisch flüssig.

Laut dem Deutschen Verband Flüssiggas gibt es bundeweit etwa 6.000 LPG-Tankstellen. Das Netz ist also noch relativ gut ausgebaut. Allerdings gibt es nur noch wenige Hersteller, die neue LPG-Modelle auf den Markt bringen. Eine Umrüstung von Bestandsfahrzeugen mit Otto-Motoren ist möglich.

Da es sich bei LPG um einen Treibstoff handelt, der aus fossilen Quellen stammt, kann er nicht als nachhaltig eingestuft werden.

LNG

Durch Kühlung verflüssigtes Erdgas (LPG) wird im Straßenverkehr nur von Nutzfahrzeugen genutzt. Durch die Energiekrise in Folge des Ukraine-Kriegs werden LNG-Terminals in Deutschland gebaut, um Erdgas in flüssiger Form per Schiff aus aller Welt zu importieren. Die ökologische Bilanz dieses Treibstoffes verschlechtert sich entsprechend durch lange Transportketten. Aktuell wird Erdgas dringender fürs Heizen und die Industrie benötigt, sodass der Einsatz im Verkehrssektor künftig vor allem auf größere Anwendungen wie zum Beispiel im Schiffsverkehr beschränkt sein dürfte. 

Links

Weitere Informationen und Infografiken gibt es hier:

Deutscher Verband Flüssiggas

CNG-Club e.V.

Infos zu alternativen Antrieben beim ADAC

Factsheet "Biokraftstoffe" (PDF, NOW GmbH 2022)

Factsheet "Alternative Kraftstoffe" (PDF, NOW GmbH 2021)

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Im Gegensatz zu konventionellen Biokraftstoffen, deren biogene Energiequellen wie Mais, Raps oder Rüben extra für diesen Zweck angebaut werden und so mit Flächen für die Nahrungsmittelproduktion konkurrieren, basieren fortschrittliche Biokraftstoffe auf Rest- und Abfallstoffen. Beispiele sind Gülle, Stroh, Holzreste, Frittierfette oder generell Speiseabfälle. Biokraftstoffe (wie auch synthetische Kraftstoffe) erlauben theoretisch die Weiternutzung von Verbrennungsmotoren. Das macht sie zu einer interessanten Option für die Minderung von CO₂-Emissionen im Pkw-, Lkw-, Nutfahrzeug- und Notstromaggregator-Bestand. Sie werden unter dem Kürzel "XTL", kurz für "X to Liquid" zusammengefasst, wobei das X stellvertretend für verschiedene Rohstoffe steht.

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Seit Frühjahr 2024 dürfen paraffinische Diesel aus hydrierten Pflanzenölen (HVO für englisch hydrotreated vegetable oils) auch in Deutschland in Reinform (HVO100) an der Tankstelle verkauft werden. HVO100 wird aus biogenen Rest- und Abfallprodukten (daher oft der Spruch "Sprit aus altem Frittenfett") gewonnen und zeichnet sich - bei nachhaltiger Gewinnung und hochwertiger Erzeugung - durch geringere Emissionen (CO₂, Stickoxid und Feinstaub) aus als herkömmliche Diesel.  Die Herkunft und Nachhaltigkeit der verwendeten Rohstoffe - wenn auch Abfall - trägt maßgeblich zur CO₂-Bilanz des Endproduktes bei. 

Ebenfalls möglich ist eine bis zu 33-prozentige Beimischung in konventionellen Diesel, die dann unter der Bezeichnung "R33" an der Zapfsäule zu erkennen ist. Bereits vorher gab es "B7" oder "B10"-Dieselkraftstoff mit jeweils 7 und 10 Prozent Biodieselbeimischung an der Tankstelle. Reine HVO- und B10-Diesel sollte nur getankt werden, sofern die Fahrzeughersteller dies entsprechend deklarieren - genau wie es bei Super E10 der Fall ist.

Der Einsatz von HVO100 in Fahrzeugen bzw. Maschinen mit Verbrennungsmotor kann speziell dort sinnvoll sein, wo äquivalente Alternativen mit E-Antrieb schwer zu beschaffen oder noch gar nicht verfügbar sind. Das trifft insbesondere auf die Bereiche schwere Nutzfahrzeuge sowie Bau-, Agrar- und Forstmaschinen zu. Auch dort, wo Bestandfahrzeuge noch für einen mehrjährigen Zeitraum nicht ersetzt werden können, kann bei Freigabe durch die Fahrzeughersteller nachhaltig erzeugtes HVO 100 eine Möglichkeit darstellen, CO2-Emissionen zu senken.

Informationen der Verbraucherzentrale über HVO100

HVO100 im ADAC-Test

Lunch-Talk im Juni 2024 zum Thema HVO100

Kampagne "HVO100 goes Germany": verfügbare Tankstellen

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Synthetische Kraftstoffe (auch SynFuels genannt) können ebenfalls in konventionellen Verbrennungsmotoren genutzt werden. Sie werden in einem Syntheseverfahren aus einem Synthesegas erzeugt. Die NOW GmbH hat unterschiedliche Varianten von SynFuels zur besseren Abgrenzung definiert. Für die Zuordnung des jeweiligen Kraftstoffes sind sowohl der Rohstoff bzw. die Energiequelle als auch das Produktionsverfahren ausschlaggebend. Je nach Herkunft des Synthesegases wird unterschieden in

• strombasierte SynFuels, besser bekannt als "E-Fuels" - gasförmig oder flüssig (Erzeugung über Power-to-Gas oder Power-to-Liquid)
• biogene SynFuels (Erzeugung über Biomass-to-Liquid)
• fossile SynFuels (Erzeugung über Gas-to-Liquid oder Coal-to-Liquid)

Das bedeutet, das SynFuels nicht zwingend in der regenerativen Stromerzeugung ihren Ursprung haben und daher in ihrer Klima- und Umweltbilanz sehr unterschiedlich einzustufen sind. Im Vergleich untereinander sind die strombasierten E-Fuels am ökologisch sinnvollsten, während fossile SynFuels keinen Beitrag zum Klimaschutz leisten. Allen synthetischen Kraftstoffen gemein ist eine längere Verarbeitungskette, Energieverluste entlang der Prozesse und entsprechend verringerte Gesamtwirkungsgrade. 

Bisher kommen SynFuels nicht im regulären Straßen-, Schiff- oder Luftverkehr zum Einsatz – wenn überhaupt, nur als (experimentelle) Beimischungen zu fossilen Kraftstoffen. Zwar dürfen E-Diesel und E-Benzin bereits an der Tankstelle verkauft werden, ab Frühjahr 2024 auch in paraffinischer Form. Aber: Es gibt noch keine industrielle Großproduktion.

Eine großflächige Verbreitung von SynFuels im Straßenverkehr ist aktuell nicht zu erwarten. Die Herstellung ist sehr energieintensiv und darüber hinaus teuer. Bei biogenen SynFuels muss auf die Art der genutzten Biomasse und auf die Konkurrenz um Flächen für die Nahrungsmittelproduktion geachtet werden. Bei E-Fuels hingegen gibt es eine Konkurrenz um den erneuerbar erzeugten Strom. Dieser wird nicht nur in der Mobilität, sondern ebenso in Haushalten (auch zur modernen Wärmeversorgung) und in der Industrie benötigt. Daher werden synthetische Kraftstoffe vor allem im Schwerlastverkehr in der Luft oder auf dem Wasser Einsatz finden, wo bisher keine anderen alternativen Antriebe sinnvoll erscheinen. Ein breiter Einsatz von SynFuels im Lkw-Verkehr ist eher unwahrscheinlich, da die Batterie- und Brennstoffzellentechnologie hier in der Entwicklung schnell voranschreitet.

Weitere Informationen und Infografiken gibt es hier:

Factsheet "Alternative Kraftstoffe" (PDF, NOW GmbH 2021)

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