Internationaler Motorenkongress 2018

Mobilität für morgen – mit oder ohne Verbrennungsmotor?

Am 27. und 28. Februar findet in Baden Baden der internationale Motorenkongress statt. Im Vorfeld haben wir uns mit Prof. Dr.-Ing. Peter Gutzmer unterhalten. Er ist stellvertretender Vorsitzender des Vorstands und Vorstand Technologie bei der Schaeffler AG. Ende Februar ist er Referent auf dem Internationalen Motorenkongress in Baden-Baden. Er spricht dort zum Thema „Mobilität für morgen – mit oder ohne Verbrennungsmotor?“

Bild: SchaefflerProf. Dr.-Ing. Peter Gutzmer ist Referent auf dem Internationalen Motorenkongress 2018

Peter Gutzmer ist Referent auf dem Internationalen Motorenkongress 2018

Herr Gutzmer, welche Zukunft hat der Verbrennungsmotor aus Ihrer Sicht?

Peter Gutzmer: Der Verbrennungsmotor – und auch die Dieselvariante aber in wahrscheinlich reduziertem Umfang – wird uns noch viele Jahre lang begleiten. Wir werden verschiedene Konzepte nebeneinander sehen: In urbanen Bereichen werden vornehmlich elektrifizierte Antriebe zu finden sein, aber im ländlichen Raum, auf der Langstrecke und beim Nutzfahrzeug wird der Verbrennungsmotor auch in Zukunft seine Vorteile ausspielen. Der fossile dieselmotorische Plug-In-Hybrid wird eine Nischenanwendung bleiben. Die Elektrifizierung des Dieselmotors ermöglicht zwar elegante Lösungen bei der Minimierung von CO2- und des Schadstoffausstoßes; es ist aber der Ottomotor, der sich heute und auch in Zukunft für die zunehmend bedeutende Voll-Hybridisierung anbietet. Wir beobachten schon heute ein Nebeneinander von verschiedenen Antriebskonfigurationen: vom reinen Verbrennungsmotor mit breiter Leistungsspreizung und unterschiedlichen Kraftstoffen, über die verschiedenen Hybridisierungstopologien mit unterschiedlich starker Ausprägung, bis hin zu rein elektrischen und ersten Brennstoffzellenfahrzeugen. Diese Varianz wird sich in Zukunft eher verstärken als abnehmen.

Welche Rolle kann die Weiterentwicklung synthetischer Kraftstoffe dabei spielen?

Die forcierte Weiterentwicklung von synthetischen Kraftstoffen aus überschüssiger regenerativer Energieerzeugung könnte entscheidend für die Zukunft des Verbrennungsmotors und seiner Infrastruktur sein. Die Minimierung der Schadstoffemissionen des Verbrennungsmotors ist technologisch im Griff, auch die anspruchsvollen Grenzwerte im realen Fahrbetrieb werden eingehalten. Unstrittig ist aber, dass der minimale CO2-Ausstoß eines verbrennungsmotorischen Antriebs mit konventionellen fossilen Kraftstoffen eine physikalische Untergrenze hat, selbst bei der Erschließung des weiterhin vorhandenen Effizienzpotentials. Synthetisch erzeugte Kraftstoffe werden hier bei erweiterter Well-to-Wheel-Betrachtung einen nahezu CO2-neutralen Kreislauf in der motorischen Energiekette eröffnen. Überschüssige Energie aus regenerativ erzeugten, aber stark volatilen Strom kann so sinnvoll umgewandelt und gespeichert werden. Der unvermeidliche Wirkungsgradverlust in der Herstellungskette ist unter diesen Gesichtspunkten dann zweitrangig. Die zweckmäßige Sektorkopplung ist hier zielführend. Weiterhin bietet synthetischer Kraftstoff durch Blending auch eine Möglichkeit, die CO2- Emissionen in der bestehenden Fahrzeugflotte zu minimieren. Zudem sind die Schadstoffemissionen noch geringer als bei konventionellen Kraftstoffen. Allerdings bedarf es noch weiterer intensiver Forschungsaufwendungen bis zur finalen Nutzung synthetischer Kraftstoffe.

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Wieviel Optimierungspotential steckt in der Verbrennungstechnologie noch?

Wir wissen, dass der Wirkungsgrad für den verbrennungsmotorischen Antriebsstrang – und damit auch die Reduktion der CO2-Emissionen – um 15 bis 20 % verbessert werden kann. Hybrid-Kombinationen werden hier entscheidende zusätzliche Treiber sein. Das Downsizing der Verbrennungsmotoren hat eine untere Grenze erreicht und ist inzwischen aus Kosten/Nutzen-Aspekten dem Rightsizing gewichen.

Ist eine Mobilität komplett ohne Verbrennungsmotor überhaupt zielführend?

Nein, denn der Verbrennungsmotor und seine Infrastruktur bleibt in unserer Welt der individualisierten Mobilität ein wichtiger Baustein, auf den man auch in weiterer Zukunft nicht verzichten kann; auch wenn er in bestimmten Anwendungsfällen, wie beispielsweise auch autonom fahrenden Stadtfahrzeugen, zunehmend ersetzt werden mag. Bei zunehmend ganzheitlicher Betrachtung der Energiekette für die Mobilität und ihrer CO2-Bilanz werden neben rein elektrischen Antrieben überwiegend elektrifizierte verbrennungsmotorische Antriebe auch aus Kostengründen noch für viele Jahre dominieren und zu einer CO2- neutralen Struktur beitragen. Die weltweit zunehmende volatile regenerative Energie- Erzeugung bedarf verschiedener Formen der Zwischenspeicherung in elektrischen Speichern, ergänzt um eine stationäre Wasserstoff-Infrastruktur, sowie auch die gasförmigen und flüssigen synthetisch erzeugten Kraftstoffe.

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Peter Gutzmer ist stellvertretender Vorsitzender des Vorstands und Vorstand Technologie bei der Schaeffler AG.

Wenn Sie 25 Jahre in die Zukunft blicken – wie sieht Ihre Idealvorstellung der Mobilität von morgen aus?

Die Sektorkopplung wird in 25 Jahren zumindest in Europa erfolgreich umgesetzt sein. Die Mobilität von morgen ist durch die Koexistenz verschiedener Antriebsarten mit nahezu gleichgestellter Nutzung von Verbrennungsmotor und Elektromotor mit Batterie und Brennstoffzellen bestimmt. Neben stationären Energiespeichern, einer ausgebauten Wasserstoff-Infrastruktur, stehen synthetische PtG- und PtL-Kraftstoffe als effiziente Energiespeicher im großen Maßstab zur Verfügung und puffern die natürlichen Schwankungen der regenerativen Energiequellen möglichst schon am Ort ihrer Erzeugung. Somit sind sie ein zentrales Element bei der erfolgreichen Energiewende und weiteren Defossilisierung der Energieketten. Synthetische Kraftstoffe sind in 25 Jahren in der Schiff- und Luftfahrt, sowie im Schwerlastverkehr etabliert. Hier werden sich auch Brennstoffzellenantriebe finden. Im urbanen Umfeld werden Shared-Mobility-Konzepte ganz selbstverständlich genutzt. Die schnelle Entwicklung beim Autonomen Fahren wird zusätzlich neue Möglichkeiten eröffnen. Hier werden batterieelektrische Fahrzeuge überwiegend eingesetzt werden. Ziel muss eine zunehmend defossilisierte, elektrobasierte Energiebereitstellung für eine CO2-neutrale Zukunft der Mobilität sein, die durch eine sinnvolle Sektorkopplung erreicht wird. Gemeinsam für die jeweilige Anwendung optimiert, werden uns elektrische und elektrifiziert-verbrennungsmotorische Fahrzeuge mit synthetischen Kraftstoffen eine moderne, nachhaltige und nach wie vor emotionale Mobilität gewährleisten.

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

 

 

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