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«Der Dieselmotor hat eine Zukunft»

Interview mit Automobil-Ingenieur an der Empa

«Der Dieselmotor hat eine Zukunft»

Die Automobilität befindet sich in einem spannenden Umbruch. Ausgelöst wurde dieser Umbruch nicht etwa durch den sogenannten Dieselskandal, sondern durch die Inkraftsetzung der europäischen CO2-Gesetze. Wie die Zukunft des Automarkts aussehen könnte, sagt Christian Bach von der Empa Dübendorf in einem Interview.

Gerold
Schmid
Dienstag, 26. September 2017, 08:55 Uhr Interview mit Automobil-Ingenieur an der Empa
Trotz allen Unkenrufen hat der Dieselmotor nicht ausgedient. (Archiv ZO)

Der Automarkt ist zurzeit im Umbruch. Nicht erst seit dem sogenannten Dieselskandal. Viele traditionelle Hersteller rüsten ihre Flotte elektrisch auf. Toyota hat gar das Ende des Dieselmotors eingeläutet. Hat der Verbrennungsmotor, insbesondere der Diesel, bei Pkws noch eine Zukunft?
Christian Bach: Dieser Umbruch wurde durch die Inkraftsetzung der europäischen CO2-Gesetze für Neufahrzeuge eingeleitet und nicht durch den Dieselskandal. Dieser hat aber die Sichtbarkeit der Umstrukturierungen in den Medien massiv erhöht. Und ja, der Dieselmotor hat eine Zukunft – insbesondere bei grös­seren Personenwagen –, aber er muss hinsichtlich der Schadstoffe sauber werden, und er muss, wie alle künftigen Antriebskonzepte, zunehmend mit erneuerbarer Energie betrieben werden.

Was verhalf dem Dieselmotor eigentlich zu seiner Popularität? Was hat ihn in so kurzer Zeit in Verruf gebracht?
Dieselfahrzeuge weisen einen 15 bis 20 Prozent geringeren Verbrauch auf als Benzinfahrzeuge. Insbesondere bei Fahrzeugen mit hohen Laufleistungen führt das zu spürbaren Kosteneinsparungen. In Verruf gebracht haben ihn die hohen Stickoxid­emissionen im realen Betrieb. Es reicht nicht, nur auf dem Papier saubere Fahrzeuge zu haben; das sollten wir uns merken. Sonst ist der nächste derartige Skandal schon fast absehbar.

Hersteller Mazda bringt auf 2019 einen Benzinmotor als Selbstzünder auf den Markt. Ist das eine mögliche Alter­native zum Diesel?
Die weiterentwickelten Brennverfahren von Benzin- und insbesondere Gasmotoren werden in Zukunft dieselähnliche Wirkungsgrade erreichen, was dazu führen könnte, dass Dieselmotoren in Personenwagen weiter an Boden verlieren. Das neue Brennverfahren von Mazda ist so ein Beispiel. Es hat Vorteile bei den Schadstoff­emissionen und verringert die Verbrauchsnachteile des Benzinmotors gegenüber dem Diesel.

Als Alternative zum Verbrennungsmotor steht vor allem der Elektroantrieb zur Diskussion. Sind Elektrofahrzeuge aber so umweltfreundlich, wie sie angepriesen werden? Stichwort graue Energie.
Elektrofahrzeuge weisen bei der Herstellung eine grössere Klima- und Umweltbelastung auf als verbrennungsmotorische Fahrzeuge, dafür eine geringere im Betrieb. Diesbezüglich sind sich die wissenschaftlichen Studien einig. Etwas vereinfacht lässt sich sagen, dass elektrische und verbrennungsmotorische Fahrzeuge insgesamt eine ähnlich schlechte Umweltbilanz aufweisen, wenn sie mit fossiler Energie betrieben werden, und eine ähnlich gute, wenn sie mit erneuerbarer Energie betrieben werden.
Die wichtige Erkenntnis daraus ist, dass wir primär auf erneuerbare Energie umsteigen müssen, wenn wir die CO2-Emissionen senken wollen. Und das ist mit Elektro-, Wasserstoff- und Gasfahrzeugen einfacher als mit Benzin- und Dieselfahrzeugen.

Ein grosses Handicap bei den Elektrofahrzeugen ist die Reichweite. Es gibt zurzeit nur wenige auf dem Markt, die eine Reichweite von über 300 Kilometern haben. Das ist eine Frage der Batterie. Können Sie uns einen Blick in die laufende Entwicklung von neuen Batterietypen geben und sagen, mit wie viel Reichweite wir in den nächsten fünf Jahren rechnen können?
Es gibt viele Forschungsarbeiten auf dem Gebiet der Batterien, auch an der Empa. Für die nä­here Zukunft werden die heutigen Batterietypen und -grössen bestehen bleiben, was auch bedeutet, dass die Reichweite bei Kompaktfahrzeugen im Bereich 250 bis 350 Kilometer bleiben wird beziehungsweise nur noch wenig steigt. Diese Batterien funktionieren gut, sind erprobt, weisen akzeptable Kosten auf und sind sicher.
Wesentlich wichtiger als die Erhöhung der Reichweite ist aus meiner Sicht die Verbesserung der Umweltbilanz. Insbesondere der Kobaltabbau ist umwelt- und gesundheitsbelastend. Das bedeutet, dass Elektrofahrzeuge mit grossen Batterien heute noch einen Teil des ökologischen Vorteils dieser Technologie verlieren, selbst wenn sie mit grünem Strom betrieben werden.

«Wesentlich wichtiger als die Erhöhung der Reichweite bei Elektrofahrzeugen ist aus meiner Sicht die Verbesserung der Umweltbilanz.»
Christian Bach, Automobil-Ingenieur

Ein weiterer Kritikpunkt bei den Elektrofahrzeugen ist das Recycling der Batterien. Wie sieht es diesbezüglich aus?
Das Recycling wird kommen, sobald der Markt dafür gross genug ist. Schon allein wegen des Werts der verbauten Materialien. Vor dem Recycling werden die Batterien zudem künftig voraussichtlich einem sogenannten second life zugeführt, indem sie nach dem Einsatz im Auto noch für stationäre Anwendungen genutzt werden. Das alles verbessert die Umwelt- und die Klimabilanz.

Bei der laufenden Diskussion zur Zukunft stehen hauptsächlich Elektroantriebe im Fokus. Werden Gasmotoren oder Fahrzeuge mit Brennstoffzellen überhaupt noch weiterentwickelt?
Eine vollständige Umstellung auf mit erneuerbarer Energie betriebene Elektrofahrzeuge ist in den allermeisten Ländern in absehbarer Zukunft sehr unwahrscheinlich, da die Stromnetze dies gar nicht leisten können oder zu wenig CO2-arme Elektrizität vorliegt. Elektrofahrzeuge sind ideale Kurzstrecken-, Pendler- sowie Stadtfahrzeuge. Allerdings werden gegen 70 Prozent der Fahrleistungen von Fahrzeugen mit jährlichen Fahrleistungen über 20’000 Kilometer erbracht. Dieser Bereich kann mit Elektrofahr­zeugen nur schwer abgedeckt werden. Für diese Anwendungen braucht es Gas- und Brennstoffzellenantriebe. Wir arbeiten des­halb an der Empa auch intensiv an solchen Antrieben neben ­denjenigen mit Batterien. Diese sind zudem besonders geeignet, temporär überschüssige erneuerbare Elektrizität zu nutzen, die mit dem Bau von PV- und Windanlagen zwangsläufig anfällt.

Einige europäische Länder wie Norwegen, Frankreich, Grossbritannien und Deutschland wollen künftig keine Fahrzeuge mehr mit Verbrennungsmotor auf ihren Strassen. In Grossbritannien sollen sogar Hybrid-Fahrzeuge davon betroffen sein. Ist das aus entwicklungstechnischer Sicht zu begrüssen?
Das halte ich in den meisten ­dieser Länder für nicht umsetzbar und auch für nicht sinnvoll. Bei solchen Vorstössen werden Massnahmen und Ziele verwechselt. Das wichtigste Ziel ist, die CO2-Emissionen massiv zu senken. Das ist eines der ­anspruchsvollsten Ziele dieses Jahrhunderts. Dabei dürfen keine Technologien ausgeschlossen werden, die einen Beitrag dazu leisten können.
Wenn schon etwas verboten werden sollte, müssten es Kohlekraftwerke und fossile Energieträger sein, da diese in einem CO2-armen Energiesystem definitiv keinen Platz mehr haben.

Viele Autokäufer sind heute verunsichert beim Kauf eines Neuwagens. Was raten Sie ­solchen Leuten?
Wir raten generell, den Kauf eines Elektro-, eines Wasserstoff- oder eines Gasfahrzeugs ernsthaft zu prüfen. Diese Fahrzeuge sind bezüglich Nachhaltigkeit vergleichbar und wesentlich besser als Benzin- und Dieselfahrzeuge, da sie schon heute mit erneuerbarer Energie gefahren werden können. Wer hinge­gen ein Benzin- oder ein Dieselfahrzeug kauft, riskiert in Zukunft zunehmende CO2- oder andere Lenkungsabgaben und steigende Wertverluste beim Wiederverkauf des Fahrzeugs, wenn die Ziele des Pariser Klimaabkommens wirklich umgesetzt werden sollten – wovon wir aus­gehen.

Zum Schluss: Wie beurteilen Sie als Fachmann die laufende Entwicklung auf dem Automarkt?
Der Automobilmarkt muss ne­ben den neuen Antriebskonzepten gleichzeitig auch mit neuen Nutzungsprofilen wie Sharing-Konzepten, neuen politischen Diskussionen wie Fahrverboten in Städten oder Quoten für Elek­trofahrzeuge und neuen Technologien wie dem automatisierten Fahren klarkommen.
Das hat in der Summe in den letzten Monaten meines Erachtens vor allem zu einer Über­hitzung in der Berichterstattung geführt, die sich viel mehr im Überbieten von Ankündigungen denn in glaubhaften Konzepten manifestiert hat. Ich hoffe hier stark auf eine Versachlichung, denn nur das führt zu mehr Vertrauensbildung. Für uns ist es eine sehr spannende Zeit – noch nie wurden so viele neue tech­nologische Ansätze in Betracht gezogen wie heute.

Zur Person

Christian Bach

Christian Bach ist Automobil-Ingenieur und leitet die Abteilung Fahrzeugantriebssysteme der Empa. Er ist zudem mitverantwortlich für den Future Mobility Demonstrator «move» der Empa, der die künftige Energieversorgung von Fahrzeugen aufzeigt. Diese Aktivitäten sind Teil des Schweizerischen Kompetenzzentrums für Energieforschung im Bereich Mobilität (SCCER Mobility) unter der Leitung der ETH Zürich, wo er den Bereich der chemischen Energiewandler koordiniert.

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