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Ratgeber Auto & Umwelt

Die Alternativen zu herkömmlichen Kraftstoffen und Antrieben haben das Potential, die Emissionen zu verringern und die Energieversorgung nachhaltig zu sichern.

In den letzten Jahren wurden mit Erdgas, Strom oder Wasserstoff einige durchaus vielversprechende alternative Energieträger entwickelt und zum Teil auch zur Serienreife gebracht. Wie der Verbrauchs- und Emissionshaushalt jedes einzelnen Fahrzeugs auf unseren Straßen tatsächlich aussieht, kommt aber nicht nur auf die Verbrauchswerte und Leistungen der jeweiligen Fahrzeuge, sondern vor allem auf jeden individuellen Autofahrer an.

     

Fahren mit Biodiesel

Biodiesel ist ein biosynthetischer Kraftstoff, der aus durch Umesterung von Rapsöl mit Methanol, dem Rapsölfettsäure-Methyl-Ester (RME) gewonnen wird. Bei der Verbrennung werden im Gegensatz zu herkömmlichen Dieselkraftstoff die CO- und CH-Emissionen reduziert, der NOx-Anteil steigt aber. Jedes Dieselfahrzeug könnte mit Biodiesel fahren, allerdings erhalten die meisten Fahrzeuge mit serienmäßigem Partikelfilter keine Freigabe. Derzeit werden dem Dieselkraftstoff bis zu sieben Volumenprozent Biodiesel beigemischt. [Foto © Jürgen Lang]


Fahren mit Brennstoffzelle

Brennstoffzellen funktionieren wie kleine Kraftwerke, die ihre Energie im Fahrzeug erzeugen und direkt an einen Elektromotor weitergeben. Die meisten Automobilhersteller entwickeln Antriebe auf Basis von Brennstoffzellen, die mit Wasserstoff betrieben werden. Die Reaktion von Wasserstoff und Luftsauerstoff hinterlässt dabei nichts als Wasserdampf.

Der Vorteil gegenüber Elektro-/Stromfahrzeugen ist, dass das Aufladen eines Akkus entfällt. Der Wasserstoff muss wie bei Benzin-/Dieselfahrzeugen nachgetankt werden. Die größten Probleme stellen die energieaufwendige Herstellung des Wasserstoffs dar, die Größe und das Gewicht der technischen Anlagen sowie der Aufbau eines flächendeckenden Tankstellennetzes. Bisher gibt es keine serienmäßigen Fahrzeuge auf dem Markt, in mehreren Projekten und Studien werden derzeit Erkenntnisse über den Antrieb und die notwendige Infrastruktur gesammelt.


Fahren mit CNG

Erdgas (Compressed Natural Gas) ist ein fossiler Brennstoff , der überwiegend aus Methan besteht und je nach Gehalt einen unterschiedlich hohen Energiegehalt erreicht, was sich auf Verbrauch, Emissionen und Reichweite auswirkt. Als Kraftstoff wird Erdgas als High-Caloric-Gas mit einem Methangehalt von 87,0 bis 98,9 Vol.-% und Low-Caloric-Gas mit 80,1 bis 86,9 Vol.-% angeboten. Erdgasfahrzeuge können mit beiden Gassorten fahren.

Das Fahren mit Erdgas ist umweltfreundlicher als das mit Benzin, Diesel oder Flüssiggas, weil optimierte Motoren und angepasste Antriebe den Energiegehalt von bis zu 130 Oktan vollständig nutzten und das Verhältnis von Kohlenstoff zu Wasserstoff im Methan bei der Verbrennung weniger CO2 verursacht. Der Ausstoß von Treibhausgasen liegt mit CNG um 21 Prozent unter dem von Benzinfahrzeugen bzw. um 11 Prozent von Dieselfahrzeugen. [Foto © Adam Opel AG]


Fahren mit Ethanol

ethanolEthanol ist ein Alkohol, der durch chemische Synthese aus Wasser und Ethen unter Zugabe von Schwefelsäure hergestellt oder durch Gärung aus Biomasse gewonnen wird. Ethanol als Reinkraftstoff E100 kann nur mit Rein-Ethanolmotoren, als Mischung E85 nur von Flexible Fuel Vehicles verwendet werden.

Der Vorteil liegt bei den direkten Emissionen, die gesenkt werden. Das Reduktionspotential bei den Gesamtemissionen hängt davon ab, aus welcher Pflanze das Ethanol gewonnen wird und ist beim Zuckerrohr am größten, bei Weizen am geringsten. Im Durchschnitt können die Emissionen um etwa 57 Prozent gesenkt werden. Wegen des deutlich geringeren Heizwertes von Ethanol steigt der Verbrauch beim Fahren mit E85 um etwa 30 Prozent gegenüber dem Fahren mit Benzin. [Foto © Ford Werke]

POTENTIAL
ETHANOL
INDIREKTE EMISSIONEN
DIREKTE EMISSIONEN
EMISSIONEN
GESAMT
BENZIN 18,4-46,4 151,6* 170,0-198,0
E100 68,5-112,5 0,0-0,3** 68,5-112,8
E85 61,0-102,6 23,1-24,6 84,1-127,2
DIFFERENZ 22,1-84,2 127,0-128,5 42,8-113,9
* Durchschnittliche CO2-Emissionen von Neufahrzeugen 2010 nach KBU. ** Direkte Emissionen von CH4 + N2O nach U.S. Department of Energy. Daten: Siehe Biokraftstoffe. Angaben in Gramm CO2 eq pro Kilometer.

Fahren mit LPG

Flüssiggas (Liquified Petroleum Gas) ist ein Gemisch aus Propan und Butan, das in Raffinerien sowie bei der Gas- und Ölförderung anfällt und mit dem generell alle Benzinfahrzeuge fahren können. Beim Fahren wird das Gas nicht angesaugt, sondern direkt gasförmig oder neuerdings auch flüssig eingespritzt. In Deutschland sind alle Anlagen auf einen bivalenten Betrieb ausgelegt, bei dem während der Fahrt das Umschalten von Benzin- auf Gasbetrieb möglich ist. Durch das Fahren mit LPG werden die CO2-Emissionen im Vergleich zu Benzinern um etwa zehn Prozent gesenkt und die schädlichen aromatischen Kohlenwasserstoffe reduziert.

Im Vergleich zu Dieselfahrzeugen ergeben sich keine Umweltvorteile. Die häufige Annahme, dass bedeutend weniger Abgasschadstoffe als beim Fahren mit Benzin oder Diesel verursacht werden, trifft nicht zu. Je nach Motor, Katalysator- und Abgasreinigungsanlage, Flüssiggasanlage, Gaszusammensetzung, Witterung und Fahrweise steigt der Verbrauch im Gasbetrieb gegenüber dem Benzinbetrieb um etwa 15 bis 25 Prozent und die Motorleistung fällt um gut zehn bis 15 Prozent ab.

Ein zu hoher Anteil von Butan im Flüssiggas kann zu einem Motorschaden führen, wenn das Mischungsverhältnis von der Voreinstellung der LPG-Anlage abweicht. Wegen der höheren Temperaturen, die beim Verbrennen des Gases entstehen, können Fahrten über längere Strecken oder unter Volllast problematisch für den Motor werden. Probleme treten vor allem an den Zylindern und Motor-Auslassventilen auf, die bei ungeeigneten Einbauten immer wieder zu kostspieligen Reparaturen oder sogar Motorschäden führen. Flüssiggas ist schwerer als Luft und kann sich am Fahrzeug zu einem zündfähigen Gemisch sammeln. Daher gibt es häufig Verbote für das Einfahren in Parkhäuser und vor allem Tiefgaragen.


Hybridelektrofahrzeuge

Die Fahrzeige zeigen mit Emissionswerten von rund 100 Gramm CO2 pro Kilometer, wie ein umweltfreundlicherer Straßenverkehr aussehen kann. Beim Mild Hybrid System wird der Verbrennungsmotor durch einen Elektromotor unterstützt, der sich zuschaltet, wenn eine größere Leistung abgerufen wird. Beim Full Hybrid ist die Funktionsweise umgekehrt. Beim Losfahren ist nur der Elektromotor in Betrieb, erst mit steigender Leistung schaltet sich der Verbrennungsmotor zu. Über kurze bis mittlere Strecken (ca. 50 Kilometer) ist ein rein elektrisches Fahren möglich.

Bei beiden Systemen wird die freigesetzte Energie aufgefangen und mittels Generator zurück in die Batterie eingespeist, im Leerlauf schaltet sich der Verbrennungsmotor automatisch ab. Die Akkus werden über ein Energierückgewinnungssystem geladen. Da die Energie dabei nicht in der benötigten Menge anfällt, muss zusätzlich Strom über einen vom Benzin-/Dieselmotor gespeisten Generator erzeugt werden. Durch den Mix aus Strom und Kraftstoff wird der Verbrauch und damit der Schadstoffausstoß reduziert. Mild- und Full-Hybridfahrzeuge beziehen ihre Energie aus den Rückgewinnungssystemen sowie dem Benzin- oder Dieselkraftstoff. Es werden keine zusätzlichen Tankstellen benötigt.

Fahrzeuge mit Start-Stopp-System werden zwar oft als Micro Hybrid bezeichnet, haben aber keine zwei Antriebe.


Fahren mit Elektromobilität

Das Fahren mit Strom hat dann ein hohes Potential, die CO2-Emissionen im Straßenverkehr deutlich zu reduzieren, wenn die Fahrzeuge mit Strom aus erneuerbaren Energien gespeist werden. Die Fahrzeuge werden von einem Elektromotor angetrieben, frei werdende Energien mittels Systemen für die Rückgewinnung aufgefangen. Die Akkus müssen über einen externen Stromanschluss aufgeladen werden, sogenannte Plug-In Hybridfahrzeuge verfügen über einen Verbrennungsmotor, der als Range Extender (Reichweitenverlängerer) fungiert und nur zum Laden der Batterie eingesetzt wird.

Auch Elektrofahrzeuge fahren nicht CO2-frei. Für eine CO2-Neutralität muss die Herstellung der Fahrzeuge und Akkumulatoren sowie die Stromproduktion emissionsfrei erfolgen. Auch bei den direkten Emissionen ist es falsch, von Null-Emissionen zu sprechen, da es keinen Strom gibt, der zu 100 Prozent emissionsfrei erzeugbar ist. [Foto © RWE Power]


Fahren mit Pflanzenöl

Aus Ölpflanzen wird Pflanzenöl als Agrokraftstoff gewonnen. Aufgrund seiner höheren Viskosität erhöht sich der Durchflusswiderstand in Kraftstoffleitungen und Einspritzanlage, weshalb ohne Modifikationen nur wenige Dieselmotoren mit Pflanzenöl betrieben werden können. Hauptsächlich wird dieser Kraftstoff für Landmaschinen oder einige wenige Lkw verwendet.

 

ECO-DRIVING - IN DER RUHE LIEGT DIE KRAFT

Wie der Verbrauchs- und Emissionshaushalt jedes einzelnen Fahrzeugs tatsächlich aussieht, hängt vor allem vom Autofahrer ab. Auch die Wahl des richtigen Reifens und das ständige Prüfen des richtigen Luftdrucks sparen nicht nur Geld. Durch einfachste Mittel kann der Spritverbrauch beim Fahren in niedrigen Drehzahlen um 25 bis 35 Prozent reduziert werden.

Das kommt nicht nur dem Geldbeutel, sondern auch der Umwelt zugute. Erfreulicher Nebeneffekt: Durch das vorausschauende Fahren kann auf jede neue Verkehrssituation frühzeitig reagiert werden. Fahrstress tritt so gar nicht erst auf. „Mit Eco-Driving kann jeder Autofahrer seinen Spritverbrauch um 25 Prozent, in der Innenstadt sogar um bis zu 41 Prozent senken. Und dies bei gleich schneller Fahrweise ohne Zeitverlust”, so Isfried Hennen, Leiter der Umweltkommunikation der Kölner Ford Werke. „Es darf ruhig mehr Gas gegeben werden – im höchstmöglichen Gang.”

ecodriving

Eco-Driving ist der Weg zu mehr Fahrökonomie und Spritsparen sowie zu einem entspannteren und umweltverträglicheren Fahrstil.

  • Vorausschauend fahren: Eine gleichmäßige Fahrweise, das „Mitschwimmen” im Verkehrsfluss und ein wenig mehr Gelassenheit helfen, souverän und entspannt am Ziel anzukommen.
     
  • Entscheidungsfreiheit sichern – Handlungsspielraum erweitern: Das frühe Reagieren auf jeweilige Verkehrslagen ermöglicht ein gleichmäßiges Fahren. Das „Kleben” am Vorausfahrenden führt zu einer Abhängigkeit von dessen Verhalten – und Fehlern.
     
  • Bei niedrigen Drehzahlen schalten und fahren: Das Fahren im nächsthöheren Gang im Drehzahlbereich von etwa 2.000 U/min sorgt für eine optimale Fahrökonomie und eine erhöhte Reichweite. Die Faustregel lautet: Ab 20 km/h in den 2. Gang, ab 30 km/h in den 3. Gang, ab 40 km/h in den 4. Gang und ab 50 km/h in den 5. Gang schalten.
     
  • Schwung des Fahrzeugs nutzen: Gerade im Stadtverkehr reicht oftmals der Schwung des PKW im Leerlauf aus, um von Ampel zu Ampel zu kommen.
     
  • Motor abschalten – wenn der Motor warm und das Abschalten sinnvoll ist: Bei betriebswarmen Motoren ist das Abschalten des Motors bereits ab einer Standphase von 20 Sekunden sinnvoll.
     
  • Richtigen Reifenluftdruck einstellen: Schon 0,2 bar weniger erhöhen den Rollwiderstand um bis zu 10 Prozent und sorgen für unnötigen Mehrverbrauch und Verschleiß. Durch die Erhöhung des Drucks um 0,2 bis 0,4 bar wird der Reifen in sich stabiler und der Rollwiderstand optimiert. Die Laufruhe des Fahrzeugs erhöht sich, die Abrollgeräusche sowie der Kraftstoffverbrauch sinken.
     
  • Unnötiger Ballast sollte nicht im Kofferraum liegen, sondern in der Garage bleiben. Und auch ungenutzte Gepäckträger und Dachboxen sollten entfernt werden.

Alufelgen bieten etwas für die Optik und helfen beim Spritsparen, da jede Alufelge etwa fünf Kilogramm weniger wiegt als eine Stahlfelge. Auch wird das Trägheitsmoment kleiner, wodurch weniger Rotationsenergie aufgewendet werden muss. Insgesamt wird die Beschleunigungsmasse um bis zu 40 Kilogramm durch Alufelgen reduziert.

Die Gummimischung von Leichtlaufreifen ist härter als bei herkömmlichen Reifen, was der starken Verformung des Reifens und dem Energieverlust entgegenwirkt. Der Kraftstoffverbrauch und entsprechend der CO2-Ausstoß sinkt um gut acht Prozent. Die meisten Hybridfahrzeuge sind ab Werk mit Leichtlaufreifen ausgestattet.


BIO- UND AGROKRAFTSTOFFE

Bei einem sogenannten Biokraftstoff handelt es sich nicht um ein Bio-Produkt, daher ist die Verwendung des Begriffs „Bio” irreführend. Zutreffender ist es, von einem Agrokraftstoff zu sprechen, da die Kraftstoffe aus Produkten der Forst- und Landwirtschaft hergestellt werden, zum Beispiel aus Raps, Mais, Ölsamen, Palmöl, Soja, Sonnenblumen, Weizen, Zuckerrohr und -rüben oder Gülle und organischen Reststoffen. Im Bereich der Primärkraftstoffe spielen sie keine Rolle.

Als ein Argument für Agrokraftstoffe wird gern die Klimaneutralität angeführt, bei der nur die Menge CO2 als direkte Emissionen bei der Verbrennung des Kraftstoffs anfällt, die die Pflanzen der Atmosphäre beim Wachstum entziehen. Allerdings wird eine vollständige Klimaneutralität nur erreicht, wenn über die gesamte Emissionskette keine weiteren Treibhausgase anfallen. Nach Angaben des U.S. Department of Energy entstehen bei der Verbrennung von Bio-Ethanol Stickstoff und Methan, Bio-Diesel führt zu einer erhöhten Belastung durch Partikeln und Stickstoff. Umstritten sind die indirekten Emissionen, die je nach Pflanzenart und Anbau durch Maschinen, Produktionsverfahren oder Transportwege entstehen. Künstlicher Dünger und Kalk führen zu N2O- und CO2-Emissionen der Böden. Die Herstellung der in der Landwirtschaft verwendeten Materialien ist wie der Einsatz von Maschinen und Transportfahrzeugen mit eigenen Emissionsketten verbunden, die ebenfalls in die indirekten Emissionen einfließen.

Mit den steigenden Quoten der Beimischung steigt auch die Nachfrage nach Energiepflanzen zur Herstellung der Agrokraftstoffe. Zur Deckung des europäischen Bedarfs werden nach einer Studie des Institute of European Environmental Policy gut 70.000 Quadratkilometer Anbauflächen benötigt. Da diese in Europa nicht zur Verfügung stehen, müssen bestehende Anbauflächen für Nahrungs- oder Futtermittel umgewandelt oder die Agrokraftstoffe importiert werden, was zur einer Verlagerung des Flächenbedarfs und zur Steigerung des Transportaufkommens führt. Ebenfalls umstritten ist, ob der Pflanzenanbau zur Herstellung von Kraftstoffen Nahrungs- und Futterpflanzen verdrängt und dadurch zu Verknappungen von Nahrungsmitteln und Preissteigerungen bei Lebensmitteln beiträgt.

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[Foto lizenzfrei]

Brandrodungen und Abholzungen der Urwälder in Südostasien oder Südamerika für den Anbau von Energiepflanzen sind ein gefährlicher Trend. Allein das Abbrennen der Wälder setzt Tonnen von Klimagasen frei und führt jede Klimabilanz ad absurdum. Zwar ist der Import von daraus gewonnenen Agrokraftstoffen in Deutschland durch die Nachhaltigkeitsverordnung verboten, dies wird den Verkauf aus umstrittenen Quellen zur Bedarfsdeckung aber kaum verhindern.


HINWEIS

Alle Angaben ohne Gewähr und ohne Anspruch auf Vollständigkeit.

 
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