Alternative Antriebe für Autos

[newman]

Inzwischen wird ja kräftig an alternativen Antriebsarten für Autos gebastelt.

Hybridantriebe existieren schon, Daimler will nächstes Jahr das erste Wasserstoffauto auf den Markt bringen und die Technologie in ein paar Jahren zur Marktreife bringen, geforscht wird auch kräftig an den Elektroautos und Biosprit hätte es notfalls auch noch als kleine Alternative.

Ich frag mich dabei was wohl am wahrscheinlichsten den Durchbruch in der Zukunft schaffen könnte, wem man den Durchbruch am ehesten gönnen würde, welche Schwierigkeiten jeweils bei der Entwicklung existieren.
Wozu hats also ein Technik & Wissenschafts Subforum, in dem technisch etwas versiertere Forumsmitglieder ihre Kommentare dazu abgeben können.

[J_T_Kirk2000]

Inzwischen wird ja kräftig an alternativen Antriebsarten für Autos gebastelt.

Hybridantriebe existieren schon, Daimler will nächstes Jahr das erste Wasserstoffauto auf den Markt bringen und die Technologie in ein paar Jahren zur Marktreife bringen, geforscht wird auch kräftig an den Elektroautos und Biosprit hätte es notfalls auch noch als kleine Alternative.

Ich frag mich dabei was wohl am wahrscheinlichsten den Durchbruch in der Zukunft schaffen könnte, wem man den Durchbruch am ehesten gönnen würde, welche Schwierigkeiten jeweils bei der Entwicklung existieren.
Wozu hats also ein Technik & Wissenschafts Subforum, in dem technisch etwas versiertere Forumsmitglieder ihre Kommentare dazu abgeben können.

Bei Biosprit fällt mir Methan (CH4) ein.
Das ist eher ein Gas als ein flüssiger Treibstoff, aber durch den hohen Wasserstoffgehalt verbrennt dieser zu 2/3 Wasserdampf (H2O) und 1/3 Kohlendioxid (CO2).
Außerdem ist dieser demnach in verbrannter Form weniger schädlich, als würde dieser in direkter Form der Umwelt zugeführt werden (siehe Treibhauseffekt).
Die Herstellung ist in der Massenviehhaltung bereits gegeben, aber ich bin mir nicht sicher, ob dies ausreichend für den gesamten Verkehr ausreichend wäre.
Es ist aber definitv ein guter Ansatzpunkt, selbst wenn dieser allein nicht für allen Bedarf ausreicht.
In jedem Fall wäre es idiotisch, länger als unbedingt notwendig (wobei die Notwendigkeit eher auf den Rohstoff, als die Lobby oder Wirtschaft zu beziehen ist) auf fossile Brennstoffe zurückzugreifen, denn fossile Brennstoffe sind nicht einmal andeutungsweise stark genug regenerativ um deren Bedarf in unserer Wirtschaft auf die Dauer zu decken und langfristig ist deren Verwendung bei möglichst sauberem Einsatz und sogar sehr kurzfristig bei eventuellen Katastrophen für die Umwelt.

[RTW112]

Also Hybridantrieb sehe ich als Übergangslösung nur und aus meiner sicht wird sich Wasserstoff und Elektroautos durch setzen. Letzteres vielleicht eher noch weil man bei der Gewinnung von Wasserstoff viel Energie einsetzten muss und somit könnte man die benötigte Energie gleich in ein Zwischenpuffer speichern (Akku) und die Autos fahren auch als das man erst Wasserstoff erstellen müssten und das dann noch der Transport dazukommt was auch Energie nimmt. strom kann man schneller und Enrergiesparmer transportieren.

[HiroP]

Hybridantriebe existieren schon, Daimler will nächstes Jahr das erste Wasserstoffauto auf den Markt bringen und die Technologie in ein paar Jahren zur Marktreife bringen, geforscht wird auch kräftig an den Elektroautos und Biosprit hätte es notfalls auch noch als kleine Alternative.

Der Hybridantrieb ist m.E. nur eine Übergangslösung zum Elektroauto, dem m.A.n. auch die Zukunft gehört.

Biosprit...
Ja, Biosprit ist toll.
Biosprit ist nur eine weitere Form der Ausbeutung der dritten durch die erste Welt. Hier wird das Problem sehr gut zusammengefasst.
Davon abgesehen ist es Kohlendioxidbilanztechnisch (was für ein Wort...!) auch absoluter Humbug.

[Pyromancer]

Ich frag mich dabei was wohl am wahrscheinlichsten den Durchbruch in der Zukunft schaffen könnte, wem man den Durchbruch am ehesten gönnen würde, welche Schwierigkeiten jeweils bei der Entwicklung existieren.

Strom, schlicht und einfach.

Im Gegensatz zu Wasserstoff ist die Infrastruktur dafür nämlich schon vorhanden. Einziger Nachteil ist die lange Aufladezeit, für Überland-Reisen wird man ein Elektroauto in den nächsten Jahren noch nicht verwenden können.

Aber der Löwenanteil des Individualverkehrs spielt sich eh im Bereich <100km ab, das können schon heutige Elektroautos locker leisten.

Bei Biosprit fällt mir Methan (CH4) ein.

Das wiederum ist unter dem Begriff "Erdgas" seit Jahren Stand der Technik. Ich kenne etliche Leute mit Erdgas-Autos. Das Tankstellen-Netz ist noch etwas dünn, wächst aber ständig. Und man tankt unschlagbar billig.

[J_T_Kirk2000]

Also Hybridantrieb sehe ich als Übergangslösung nur und aus meiner sicht wird sich Wasserstoff und Elektroautos durch setzen. Letzteres vielleicht eher noch weil man bei der Gewinnung von Wasserstoff viel Energie einsetzten muss und somit könnte man die benötigte Energie gleich in ein Zwischenpuffer speichern (Akku) und die Autos fahren auch als das man erst Wasserstoff erstellen müssten und das dann noch der Transport dazukommt was auch Energie nimmt. strom kann man schneller und Enrergiesparmer transportieren.

Hierbei fällt mir dieses Experiment mit einem Auto ein, welches mit einer Brennstoffzelle arbeitet und durch Aufladung mit hilfe von Elektrolyse das Wasser wieder aufspaltet.
Sicher geht es mit Energie selbst einfacher mit dem Transport, aber ist eine Speicherung von Wasserstoff und Sauerstoff nicht leistungsfähiger als ein Akku?
Bei dem besagten Experiment wurde, so glaube ich das Auto über Solarzellen aufgeladen, aber auch die Aufladung über das Stromnetz wäre demnach denkbar.

In jedem Fall muss ein Umdenken von möglichst viel Leistung zu möglichst guter Umweltverträglichkeit stattfinden.
Von mir aus können gern die reichen Typen, wenn ihnen so viel an Leistung liegt Autos mit hoher Leistung kaufen und verwenden, aber dann bitte solche, die ebenfalls regenerative Rohstoffe und/oder Energien verwenden.
Immerhin muss das eine ja das andere bei entsprechender technischer Entwicklungsreife nicht ausschließen, aber Luxus sollte Luxus bleiben und entsprechend teurer sein, als das Notwendige.
Denn ansonsten würde dieser Luxus überhand nehmen und beispielweise bei Methan bei falscher Anwendung wieder zu einem größeren Umweltrisiko werden.

Strom, schlicht und einfach.

Im Gegensatz zu Wasserstoff ist die Infrastruktur dafür nämlich schon vorhanden. Einziger Nachteil ist die lange Aufladezeit, für Überland-Reisen wird man ein Elektroauto in den nächsten Jahren noch nicht verwenden können.

Eine gute Idee, von dr Grundlage her.
Natürlich müsste dann aber auch die elektrische Energie umweltschonend gewonnen werden und in dieser Hinsicht braucht es noch einige Entwicklungsarbeit.
Bei der Produktion und spätestens bei der Wartung von solchen Energiewandlern wie Turbinen, Windräder, Solarzellen und so weiter werden ebenfalls noch notwendigerweise fossile Rohstoffe benötigt, die wieder beim Transport bis zu Verwendung ein Umweltrisiko darstellen und in jedem Fall weiter aufgebraucht werden.

Das wiederum ist unter dem Begriff "Erdgas" seit Jahren Stand der Technik. Ich kenne etliche Leute mit Erdgas-Autos. Das Tankstellen-Netz ist noch etwas dünn, wächst aber ständig. Und man tankt unschlagbar billig.

Ist Erdgas nicht eigentlich ein Mutterbegriff für die Kohlenwasserstoffverbindungen mit hohem Wasserstoffanteil?
Immerhin reicht Erdgas mit hin zum Propan, wenn ich mich recht erinnere.

[Pyromancer]

Sicher geht es mit Energie selbst einfacher mit dem Transport, aber ist eine Speicherung von Wasserstoff und Sauerstoff nicht leistungsfähiger als ein Akku?

Nicht das ich wüsste. Aber ich bin, was die Entwicklung im Bereich Wasserstoff-Autos angeht, auch nicht auf dem neuesten Stand.

Ist Erdgas nicht eigentlich ein Mutterbegriff für die Kohlenwasserstoffverbindungen mit hohem Wasserstoffanteil?
Immerhin reicht Erdgas mit hin zum Propan, wenn ich mich recht erinnere.

Nö, Erdgas besteht immer zum Großteil aus Methan. Bei unserem russischen Erdgas sind das ~98%.

[Degra]

Ich denke, dass die Brennstoffzelle, kombiniert mit einem Elektromotor die größte Zukunft hat, wenn nicht jemand einen revolutionären Akku erfindet. Das Argument, dass Wasserstoff in der Produktion sehr viel Energie braucht ist stichhaltig, aber wenn man bedenkt, dass leistungsstarke Elektroautos durch den Akku sehr schwer sind gleicht sich das etwas aus. Außerdem will niemand alle 300 km den Akku laden. Kombiniert mit Energierückgewinnung, leichten Werkstoffen und Solarzellen auf dem Dach, ließe sich nicht nur ein effektives, sondern auch enorm leises Auto bauen.

[TheJoker]

ach, ich bin da eigentlich optimistisch, das sich auf Akkuseite in den nächsten Jahren einiges tut. Dazu störmen derzeit zuviele Firmen aus eigentlich anderen Branchen auf den Akkumarkt (z.B. IBM heise online - 25.06.09 - IBM will Lithium-Luft-Batterien für Elektroautos entwickeln ). Die haben im Gegensatz zur derzeitigen Autoindustrie keinerlei Interesse die Technik noch zurückzuhalten und würden wohl kaum investieren, wenn sie sich davon in Zukunft keine Gewinne versprechen würden. 500-800km hört sich jedenfalls genau richtig an, mehr braucht es doch gar nicht, für längere Distanzen gibt es Züge und Flugzeuge.

[Schlachti]

Der Energieverbrauch bei der Wasserstoffherstellung ließe sich minimeren, wenn man es durch Elektrolyse aus Wasser gewinnt und die Elektroden mit einem Katlysator wie z.B. Palladium beschichtet. Dass hat den Vorteil, dass bei einer Temperatur ab ungefähr 20°C die Spaltung von H und O quasi von alleine stattfindet. Bei niedrigeren Temperaturen muss man halt noch etwas Strom verwenden, der aber trotzdem viel niedriger ist, wie bei Elektroden ohne Katalysatorbeschichtung.

Die Infrastruktur, also die vorhanden Tankstellen sind kein wirkliches Argument. Wenn die Wasserstoffautos kommen, dann werden auch zunächst einige Tankstellen umrüsten und da Wasserstoff billig ist, werden die Autos wahrscheinlich erfolgreich sein, was zur Folge hat dass immer mehr Tankstellen H anbieten.

[TheJoker]

selbst wenn man die Umwandlung hin bekommt, die Brennstoffzelle wird immer extrem teuer sein, schon weil sie extrem seltene Metalle benötigt (Platin 5 · 10^7 % der Erdmasse, Palladium 10^-6% ). Für den Akku braucht es nur Lithium, das ist zwar auch selten (6*10^-3%) aber dann doch sehr viel häufiger als Platin und Palladium.

[Physicus91]

selbst wenn man die Umwandlung hin bekommt, die Brennstoffzelle wird immer extrem teuer sein, schon weil sie extrem seltene Metalle benötigt (Platin 5 · 10^7 % der Erdmasse, Palladium 10^-6% ). Für den Akku braucht es nur Lithium, das ist zwar auch selten (6*10^-3%) aber dann doch sehr viel häufiger als Platin und Palladium.

wie jetzt?
platin ist 50.000.000 % der Erdmasse?

meinst du nicht eher 5 mal 10^-7?
das währen dann 0.0000005%

klingt auch etwas extrem wenig aber immerhin ist das möglich

[Enas Yorl]

Ich denke nicht, das sich für die Fahrzeuge der Zukunft nur eine Antriebsform etablieren wird. Je nach Nutzungsverhalten wird man wohl verschiedene Antriebe bevorzugen.

- Hybridantrieb: Als Kombination eines Verbrennungs- und Elektromotors ist er nur eine Übergangslösung. Die Strategie zwei Antriebsformen zu integrieren, bedingt einen hohen Herstellungspreis und Gewicht des Fahrzeuges. Das wird langfristig ein Wettbewerbsnachteil gegenüber anderen Antrieben sein.

- Elektroantrieb mit Brennstoffzelle: Elektroantriebe sind hocheffizient, Verschleiß, Wartungsarm und verbrauchen nur Energie wenn sie tatsächlich Arbeit leisten müssen. Als Energieträger für eine Brennstoffzelle können Wasserstoff, Methan oder auch Methanol dienen. Das hat den großen Vorteil, das man das Fahrzeug schnell an geeigneten Tankstellen auftanken kann. Allerdings ist das nur dann Klimafreundlich, wenn der Energieträger auch entsprechend gewonnen wird (der Großteil der heutigen Wasserstoffherstellung ist noch nicht Klimafreundlich). Diese Antriebsform eignet sich besonders für Fahrzeuge die eine hohe tägliche Fahrleistung aufweisen, z.B. LKWs.

- Elektroantrieb mit Akkus: Die meisten heutigen Fahrzeuge mit diesen Antrieb weisen nur eine geringe Reichweite auf, ca. 80 bis 150km. Allerdings lassen Meldungen aus den Bereich der Forschung, durchaus vermuten das dort Laufe der Zeit noch eine beträchtliche Leistungssteigerung zu erwarten ist. Der Hauptvorteil von einigen Akkutypen gegenüber der Brennstoffzelle ist der höhere Wirkungsgrad (Akku 80-95% / Brennstoffzelle 50-60%). Die Klimafreundlichkeit dieses Antriebes ist von der Herstellung des Ladesstromes abhängig. Interessant ist dieser Antrieb hauptsächlich für PKWs die nur eine geringe tägliche Fahrleistung aufweisen.

- Wasserstoffmotor: Dieser bringt es auf einen Wirkungsgrad von 45%, konventionelle Verbrennungsmotoren kommen nur auf 25%. Ansonsten weist dieser Antrieb ähnliche Nachteile wie konventionelle Motoren auf, Energieverbrauch beim Leerlauf und eine mechanisch sehr aufwendige Konstruktion. Ob der Wasserstoffmotor sich langfristig gegenüber den Elektroantrieb behaupten kann, bezweifle ich.

[Harmakhis]

Oh, ich glaube sehr wohl, dass sich langfristig eine Antriebsmethode durchsetzen will. Es ist einfach ineffizient für mehrere System "Tankstellen-Netz" o.ä. bereit zu stellen.

Ganz klar gehört dem reinem Elektroauto in meinen Augen die Zukunft.
Die Entwicklung leistungsfähiger Akkus mit Reichenweiten von etwa 1000 Kilometern ist doch eher eine Frage des "Wann?" und nicht des "Ob?".

Letztlich haben Elektroantriebe auch enorme Vorteile durch den hohen Wirkungsgrad, die Wartungsfreiheit und vor allem, dass die Autos in ein intelligentes Stromnetz eingebunden werden können. Die Verbindung von Auto und Stromnetz eröffnet dann neben speziellen Speicherkraftwerken die Möglichkeit den Strom aus schwankenden, regenerativen Quellen zu speichern und im Fall der Fälle wieder ins System einzuspeisen.

Ich gehe mal davon aus, dass sich das Problem des langen Aufladezykluses nicht so schnell lösen wird und deshalb wird wohl die Infrastruktur für Elektroautos sich sehr von unserer Benzin-Sache unterscheiden.
Es laufen ja schon Pilotprojekte, wo an den "Tankstellen" immer nur die Akkus ausgetauscht werden. Die Akkus sind sozusagen nur geleast. Sogar eine Subventionierung des Autos wird dabei angedacht - ähnlich wie bei Handys.

[Physicus91]

Da sProblem bei den Elektro-MOtoren ist, dass die Umwelt nicht großartig geschont wird.

Ob wir nun Benzin in einer üblichen Motor verbrennen oder eben ein paar Tonnen Kohle mehr um den Elektrizitätbedarf dieser schönen wägelchen zu decken macht von der Klimabelastung her nur einen sehr geringen, wenn nicht sogar gar keinen unterschied.

Ich weiß nicht genau wie das mit der leistung aussieht aber evtl bestünde sogar die gefahr das der mensch denkt "juhu mien auto stößt keine schadstoffe aus" aber in wirklichkeit werden für die produktion des stroms mehr schadstoffe in die atmosphäre gepustet als es mit benzin der fall wäre.

Edit:
Wenn ich mich nicht sogar völlig Irre ist der Wasserstoff-Motor einer der umweltfreundlichsten Varianten, da die Gewinnung von Wasserstoff aus ganz normalem Wasser meiner INformation nach völlig Schadstoffrei abläuft un bei einem Wasserstoffmotor am ende auch einfach wieder wasser herraus kommt und keine abgase.