Totgesagte leben länger. Aber warum?

Steht der Verbrennungsmotor vor einem Comeback?

Autonomes Fahren, Elektroautos und das mögliche Comeback von Verbrennungsmotoren: Die Automobilindustrie steht vor großen Herausforderungen. In mehreren Beiträgen blicken wir ab heute auf wichtige Veränderungen. Los geht es mit dem Verbrennungsmotor. Ist er wirklich ein Auslaufmodell oder erlebt er eine ungeahnte Renaissance?

Bild: iStock.com/yuyangaVerbrennungsmotor

Götterdämmerung des Verbrennungsmotors?
Es war mehr als nur ein Einschnitt. Der Abgasskandal im September 2015 hat VW nicht nur finanziell geschadet, sondern auch das Image der Branche ramponiert. Es offenbarte aber auch die Grenzen des Machbaren. Der ungebrochene Glaube von Managern und PS-Fans an das Versprechen, dass immer PS-stärkere, schnellere Autos gebaut werden können, bei gleichzeitig sinkenden Abgaswerten. Der Traum platzte. Im Zusammenhang mit dem Abgasskandal sprach Ex-Conti-Vorstand Thomas Sattelberger im Oktober 2015 von einem Symbol für die Götterdämmerung des Verbrennungsmotors. Im Oktober 2016 bestärkte Ferdinand Dudenhöffer, Inhaber des Lehrstuhls für Allgemeine Betriebswirtschaftslehre und Automobilwirtschaft Fakultät für Ingenieurwissenschaften
Universität Duisburg-Essen, in einem Interview mit der Zeitschrift „Absatzwirtschaft“, dass die Zeit des Verbrennungsmotos abgelaufen sei. Er sagte voraus, dass 2025 jedes vierte Auto ein Elektroauto sein werde.

De facto sind die Stromer noch Ladenhüter. Die Autobranche stellen sie zudem vor schwierige technische Herausforderungen und sie sind noch zu teuer. Geld wird heute daher noch mit der alten PS-starken Verbrennungstechnik verdient.

Gefährdet wird dies jedoch durch die neue EU-Verordnung, die ab 2020 die zulässigen CO₂-Emissionswerte noch einmal deutlich herabsetzt. Das könnte das Aus für viele Verbrennungsmotoren bedeuten.

Das Comeback des Verbrennungsmotors?
Doch jetzt kommt ein Wunder! Ingenieure aus Japan haben es auf der North American International Auto Show 2016 im Januar präsentiert. Es scheint, als hätten sie realisiert, wovon Ingenieure seit Jahrzehnten geträumt haben. Das Wunder heißt „Variable Verdichtung“ und kann fast 30 Prozent Kraftstoff einsparen. Nissan hat mit seiner Premiummarke „Infiniti“ den QX50, einen mittelgroßen Premium-SUV, auf den Markt gebracht unter dessen Haube laut Hersteller der erste serienreife Verbrennungsmotor mit variabler Verdichtung ist. Aber was ist das?

Im Motor wurde durch die Bewegung des Kolbens im Zylinder von unten nach oben ein Kraftstoff und Luftgemisch verdichtet und entzündet. Das sogenannte Brennraumvolumen war immer gleich groß. Es war festgelegt durch die Länge der Pleuelstange und des Hubs der Kurbelwelle. Dieses starre Verhältnis können Ingenieure nun überwinden und variable Mengen Kraftstoff, bedarfsgenau zur Verbrennung bringen. Der Motor läuft sparsamer, ohne an Power zu verlieren.

Doch es gibt weiteres Einsparpotenzial durch synthetische Kraftstoffe. Die sogenannten E-Fuel könnten heutige Verbrennungsmotoren nahezu ohne Ausstoß von klimaschädlichem CO₂ antreiben.

Was sind synthetische Kraftstoffe?
Dabei versucht man mit Hilfe der Elektrolyse Strom in Wasserstoff umzuwandeln. Dann gibt man CO₂ hinzu, um Kraftstoff zu erzeugen. Dieses stammt aus der Atmosphäre. Bei der Verbrennung wird die gleiche Menge CO₂ wieder in die Umgebung abgegeben, die ihr zuvor entnommen wurde. Die Methode nennen die Fachleute „Power-To-X“. Der Wirkungsgrad soll um mehr als zehn Prozent zu steigern sein.

Deutschland ist Branchen-Treffpunkt
MotorenkongressDie führenden Experten aus der ganzen Welt kommen Mitte Februar erneut in Baden-Baden zusammen, um über die Zukunft des Verbrennungsmotors zu diskutieren. Auf dem „Internationalen Motorenkongress“ wollen sie ihre Erfahrungen austauschen und versuchen weitere verborgene Potenziale zu heben.

Es geht inzwischen um weit mehr als nur das Automobil. Andere Motoren mit hohem CO₂-Ausstoß werden in Diskussionen oft vergessen. Was ist mit Schiffen und Flugzeugen? Wenn es jetzt den Ingenieuren gelingt, den CO₂-Ausstoß des klassischen Automotors drastisch zu reduzieren, dann kann dies auch für andere Verbrennungsmotoren von Vorteil sein. Denn ein Elektromotor für Flugzeuge ist definitiv nicht in Sicht. Oder wurde er überhaupt je diskutiert?

tomas-frohnAutor: Thomas Frohn
Position im VDI Wissensforum:Referent für Presse- und Öffentlichkeitsarbeit

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12 Gedanken zu “Steht der Verbrennungsmotor vor einem Comeback?

  1. Variable Verdichtung – wenn damit 30% Kraftstoff eingespart werden, ist das nicht schlecht. Dann auch noch synthetische Kraftstoffe dazu – das senkt den CO2-Ausstoss ganz wesentlich.
    Es sollte aber anerkannt werden, dass ein Verbrennungsmotor überwiegend als Ofen zu betrachten ist. Welcher normal denkende Mensch betreibt einen Ofen auf der Straße oder auf der Grünen Wiese?
    Viel wichtiger als die Technik sind also die Strukturen! SIE sorgen dafür, dass diese Öfen auf der Straße betrieben werden oder dort, wo die Wärme eine sinnvolle Verwendung findet. Denn dort stehen Heizkessel, die die Abwärme der Mobilität und der thermischen Stromproduktion NOCHMAL produzieren. Selbstverständlich mit entsprechendem Investitionsaufwand und entsprechender Umwelt- und Sozialbelastung.
    Abhilfe gegen diesen wirklich elementaren Missstand kann das Astrail-Konzept bringen, das aus zwei Teilen besteht:
    1. automatisches bidirektionales Stromhandelssystem für alle (ASTROHS)
    2. autobahnähnlicher Individualverkehr auf der Schiene.
    1.) sorgt dafür, dass die thermische Stromproduktion dort hin verlagert wird, wo die anfallene Wärme auch sinnvoll genutzt werden kann. Nicht stromproduzierende Heizkessel können damit verschrottet werden. Sie müssen auch nicht mehr mit Energie versorgt werden. Das ist auch deutlich billiger als eine nachträgliche Gebäudedämmung. Zudem entfällt die Notwendigkeit der Stromspeicherung (stattdessen werden Brennstoffe einfach nicht verbrannt. Das ist erheblich billiger und effektiver.) und der Stromfernleitungen. Und weil so ein System sehr schnell reagieren kann, werden die saubersten Energieformen grundsäztlich systembedingt bevorzugt. Ist z.B. viel Sonnen- und Windstrom im Netz, fällt der Strompreis so weit, dass das Verheizen von Energiespeichern (Brennstoffen) wirtschaftlich nicht mehr sinnvoll ist. Dann wird ggf. elektrisch geheizt – OHNE CO2-Balastung.
    2.) löst das Langstreckenproblem der E-Mobilität, womit diese schnell einen Massenmarkt bekommt. Zusammen mit 1.) können so z.B. für Deutschland etwa 50% Energie eingespart werden. Alleine dadurch verdoppelt sich schon der Anteil regenerativer Energieformen, wenn diese nur gleich bleiben sollten. Sie sollen aber ausgebaut werden.

  2. Tue das Eine, ohne das Andere zu lassen. Wieso scheint es immer nur um entweder – oder zu gehen, um einen Glaubenskrieg, der noch dazu mit der Sorge um Arbeitskräfte oder der Sorge um das Klima fast religiöse Züge annimmt? In Tat und Wahrheit liegt unsere Zukunft darin, für jeden Zweck das sinnvollste Mittel zu finden: e-Mobility für Personen- und Nahverkehr, für Baustellenfahrzeuge und Maschinen, Verbrennungs- und Hybridtechnik für Schwer- und Langstreckenverkehr, für Schiffs- und Transportantriebe. Europa wird nur langfristig Erfolg haben, wenn wir in allen Bereichen optimale Lösungen bringen, nicht, indem wir die Insolvenz von Tesla vorhersagen und vergangener Grösse nachtrauern.

  3. Hi, danke für den interessanten Hinweis. Ich wusste gar nicht, dass die schon so weit sind. Ist ja spannend, was sich da tut. Das wird aber noch etwas dauern wie ich glaube, ehe die großen Jumbos damit abheben könnten. Hier ist davon die Rede, dass ein Startgewicht von 2 Tonnen möglich ist. Die neue Boeing 747-8 hat meines Kenntnisstandes nach eine maximale Startmasse von 447 Tonnen. Oder gibt es hier auch schon Pläne für Elektromotoren? Finde das Thema nämlich sehr spannend.

  4. Mein Elektroauto verbraucht im Jahresmittel ca 17,5kWh/100km inklusive Ladeverluste bei viel Stadtverkehr und Kurzstrecken.
    Hier muss ich mir von Kritikern anhören, dass das ja nur mit Ökostrom umweltfreundlich sei.
    Wenn ich annehme, dass ein Benziner mit 5 Litern E-Fuel dieses Profil meistern würde, wäre das wohl recht optimistisch. In 5 Litern Benzin sind ca 50kWh enthalten. Zur Erzeugung kommen Wandlungsverluste hinzu, 80kWh für 5 Liter sind wohl eher optimistisch zu sehen.

    Vor diesem Hintergrund – wie nachhaltig können denn E-Fuel überhaupt sein? Da ändert auch eine variable Kompression nichts grundlegend an der Frage. Dann ist der Verbrenner halt ein bisschen weniger schlecht. Schlecht ist er trotzdem und er wird immer komplizierter und ist noch nicht mal lokal abgasfrei.

    • Kaufen Sie doch weiterhin Ihre Elektroautos. An Geld scheint es Ihnen ja nicht zu fehlen. Dann haben Sie Ihr reines Gewissen. Lassen Sie mir dabei bitte weiterhin meine Verbrenner. Denn ich habe anscheinend kein Gewissen, jedenfalls nicht in den Augen eines Gutmenschen. Damit könnte ich aber insgesamt besser leben, als mit der Wahl zwischen Alles oder Nichts.

      • Lieber TS,
        Sie können gerne bei uns kommentieren und an Diskussionen teilnehmen, aber bitte halte Sie sich an die gebotene Höflichkeit und beleidigen nicht unsere Besucher, die an der Debatte teilhaben wollen. Anderenfalls müssen wir leider Ihre Kommentare löschen und Sie sperren.

  5. Technisch ohne Zweifel eine faszinierende Idee. Wenn sie praktikabel und wirtschaftlich umsetzbar ist, wird sie sicherlich langfristig darunter leiden, dass mit den Abgasmanipulationen der letzten Jahre das Vertrauen in Verbrennungsmotoren massiv und nachhaltig beschädigt wurde. Und grundsätzlich bleiben prinzipbedingte Nachteile: Bewegte Massen abseits des Antriebsrades, eingeschränkter Drehzalbreich macht Kupplung und Getriebe erforderlich, eingeschränkte Möglichkeit der Energierückgewinnung z.B bei Bergabfahrt etc. Ich werde die Entwicklung auf jeden Fall interessiert beobachten.

  6. Jetzt hat es dieser schreckliche Blogbeitrag noch auf die VDI-Startseite geschafft. Die Botschaft: deutsche Ingenieure schaffen das nicht mit den angepeilten Motorspezifikationen, vgl. VW, da können sie noch so viele Kongresse abhalten. Aber die Japaner! Die schaffen das! Gut, es ist zwar keine intellektuelle Leistung, sondern ein „Wunder“, aber egal. Wir werden japanische Lizenzen einkaufen.

    Ironie des Schicksals, der berühmte Luftmassenhomogenisierer, der für 1 €/Stück den VW-Dieselskandal lösen soll, war auch mal eine japanische Erfindung.

    Da lohnen sich meine 140 € Mitgliedsbeitrag, wenn VDI-Mitarbeiter die Leistungen der Japaner loben, während sie für für deutsche Entwickler Palaverkongresse abhalten.

    • Hallo Oliver, deine Kritik nehmen wir natürlich ernst. Es ist Dein gutes Recht, Kritik an dem Artikel zu äußern. Aber bitte halte Dich an die gebotene Etikette. Entwickler aus der ganzen Welt arbeiten branchen- und länderübergreifend. Ob nun in Japan oder Deutschland – auf der ganzen Welt arbeiten kluge Köpfe zusammen, um Motoren, seien es elektrische, konventionelle oder hybride, voranzubringen, damit am Ende Alle davon profitieren. Wir betrachten unsere Veranstaltungen nicht als ‚Palaverkongresse‘, sondern als wichtige Plattformen für Begegnung und Austausch von Expertenwissen. Hier werden nicht Nationen, sondern Leistungen und Ideenreichtum honoriert. Gerade das schätzen unsere Gäste, egal ob aus Deutschland oder Japan. Am Ende sind sie alle Ingenieure, Entwickler, Entscheider vor allem aber kreative Köpfe“.

  7. Ich denke, wie jemand vor mir sagte, nicht, dass die Frage nach dem richtigen Antrieb (Benzin, Diesel, Elektro?) eine Anwendungsfrage ist. Denn das ganze ist kein Ingenieursproblem (a’la: welcher Antrieb ist fuer welche Aufgabe am besten), sondern ein existenzielles. Die globale Erwärmung mit all ihren Konsequenzen ist ein Fakt und wir muessen aufhören mit dem CO2. Das können heutige Elektrofahrzeuge zum Teil (abhängig vom Strommix, der stetig besser wird weg vom CO2) – Verbrenner aber ganz sicher nicht. Da kommt immer CO2 raus.

  8. Meines Erachtens gibt es bei den Diskussionen um E-Mobilität einen häufigen, aber wichtigen Denkfehler. Wenn ich abends mein E-Mobil an die Steckdose anschließe, dann kommt da bestimmt kein Solarstrom heraus. Gleichzeitig ist die Wahrscheinlichkeit groß, daß Wasser- und Windkraftwerke oder die Leitungssysteme ausgelastet sind. Das bedeutet, daß der zusätzlich verbrauchte Strom erzeugt wird durch Vorfahren eines Kohle- oder im besten Fall durch ein Gaskraftwerk.
    Damit beschränkt sich der aktuelle Vorteil der Elektromobilität darauf, daß die Emissionen aus bewohnten Gebieten zu hohen Kaminen verlagert wird. Die CO2-Bilanz wird langfristig nur dadurch verbessert, daß weiterhin die regenerative Stromerzeugung und das Stromnetz ausgebaut werden. Erst wenn so viel emissionsfreier Strom zur Verfügung steht, daß die konventionellen Kraftwerke im Mindestlastbetrieb fahren, dann wird ein E-Mobil emissionsfrei fahren können.
    In der Zwischenzeit macht es aber sehr wohl Sinn, den Anteil der E-Mobile allmählich zu erhöhen, aber eben nur in dem Maße, wie sich auch die Erzeugung von regenerativem Strom und die Versorgungsinfrastruktur entwickeln. Und das dauert lange und kostet viel Geld.

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