März 2002 Umweltbrief.org Neue Antriebskonzepte _____________________ Die Automobilindustrie arbeitet intensiv an neuen Antriebskonzepten. Diese sollen es dereinst erlauben, die Mobilitätsbedürfnisse möglichst umweltschonend und mit erneuerbarer Energie zu befriedigen.Von Jahr zu Jahr verbreitert sich die Palette von alternativen Antriebssystemen. Am Anfang der Suche nach einem umweltschonenden Antrieb standen die Elektrofahrzeuge mit immer leistungsfähigeren Batterien.Trotz spürbaren Verbesserungen in nur wenigen Jahren, bremsen die begrenzte Speicherkapazität, der Preis und das Gewicht der Batterien nach wie vor die breite Markteinführung von Elektrofahrzeugen. Vielfalt bei den Hybridfahrzeugen _________________________________ Deutlich bessere Voraussetzungen haben Hybridfahrzeuge. Alle auf dem Markt erhältlichen Hybridfahrzeuge haben neben einem Elektromotor auch einen Benzinantrieb. Der Leistungsanteil der beiden Motoren kann sehr unterschiedlich sein. Das Spektrum reicht vom Benzinauto mit Elektroantrieb zum Anfahren und zur Unterstützung bei grossem Leistungsbedarf, bis zum Elektrofahrzeug mit einem kleinen, mit Benzin betriebenen Generator zum Nachladen der Batterien. An Automobilausstellungen sind auch schon Prototypen gezeigt worden, die neben dem Elektroantrieb einen Diesel-, Erdgas- und neuerdings Druckluftantrieb verwenden. Andere Konzepte verwenden anstatt Batterien Superkondensatoren. Zuden Vorteilen dieses Stromspeichers gehören, dass er sich schnell laden lässt und einen höheren Anteil der Bremsenergieaufnehmen kann als Batterien. Hoffnungsträger Brennstoffzellen ________________________________ In den letzten Jahren ist die Brennstoffzelle als weitere Möglichkeit aufgetaucht,um an Bord Strom für den Elektroantrieb zugenerieren und so die Reichweite zu vergrössern. Die meisten dieser Fahrzeuge verwenden Wasserstoff als Energieträger für die Brennstoffzelle. Andere nutzen Methanol und einzelne Benzin, aus welchem ein Reformer im Auto Wasserstoff produziert.Da noch zahlreiche Fragenoffen sind, sind Brennstoffzellenautos erst in einigen Jahren oder sogar Jahrzehnten auf dem Markt zu erwarten. Vor allem deutsche Konzerne sehen im Wasserstoff auch einen schadstofffreien Treibstoff für Autos mit Verbrennungsmotor. Für einenverbreiteten Einsatz solcher Fahrzeuge ist allerdings erst ein Wasserstoff-Tankstellennetz aufzubauen. Dies gilt auch für Fahrzeuge mit einem Druckluftantrieb, welche vor allem von einem französischen Kleinbetrieb entwickelt und propagiert werden. Weiterentwicklung konventioneller Antriebe: Ein erhebliches Potenzial für Optimierungen besteht auch noch beim Verbrennungsmotor. Dies bewies beispielsweise das vom Bundesamt für Energie unterstützte Projekt Palos der ETH Zürich: Durch verschiedene Massnahmen konnte die Zürcher Forschergruppe den Benzinverbrauch auf 3 Liter pro 100 km halbieren. 3-Liter-Dieselautos sind bereits auf dem Markt erhältlich. Vom Elektrofahrzeug zum Wasserstoffauto _______________________________________ Dem Antrieb der Zukunft auf der Spur EcoCar ­ Die Zukunft beginnt heute Auf dem Weg in die Zukunft Der Schweizerische Verband für elektrische und effiziente Strassenfahrzeuge e'mobile fördert Elektro- und Hybridfahrzeuge sowie weitere sparsame und umweltschonende Strassenfahrzeuge. Er koordiniert das vom Bundesamt für Energie unterstützte Projekt EcoCar und vereinigt Firmen, Institutionen und Personen, die sich für die technische Entwicklung und die Markteinführung dieser Fahrzeuge interessieren. Sekretariat: Ch. de Mornex 6, 1001 Lausanne Geschäftsführung: c/o VSE, Gerbergasse 5, 8023 Zürich Internet: www.e-mobile.ch Zurzeit stehen vier Antriebssysteme und sechs Kraftstoffe für die Automobilindustrie im Vordergrund von Forschung und Entwicklung. Der Kangoo wird als Elektro- und ­ in Kürze ­ auch als Hybridfahrzeug angeboten. Für einen möglichst nachhaltigen Strassenverkehr sind sehr energieeffiziente Antriebssysteme unabdingbar. Den höchsten Wirkungsgrad weist der Elektroantrieb auf. Die Mehrheit der alternativen Antriebskonzepte baut auf dem Elektroantrieb auf. Der Grund liegt unter anderem darin, dass sich Strom aus vielen verschiedenen, erneuerbaren Energiequellen generieren lässt. In Fragekommen beispielsweise Wasser-, Wind- und Solarkraftwerke. Auch aus Alkohol bzw.Methanol lässt sich zum Beispiel mit einer Brennstoffzelle Strom gewinnen. Effizienter Elektroantrieb __________________________ Ausserdem nutzt der Elektroantrieb die Energie am effizientesten. So hat die Fachhochschule Biel mit dem Radnabenmotor des Spirit of Biel III einen Wirkungsgrad von weit über 90%erreicht. Der Antrieb von in der Schweiz käuflichen Elektrofahrzeugen vermag rund 80% derEnergie zu nutzen. Elektrizität ist eine Sekundärenergie, das heisst sie muss aus anderen Energieträgern gewonnen werden. Um den Wirkungsgrad von verschiedenen Antriebssystemen miteinander vergleichen zu können, muss die Rechnung auch die Gewinnung des Kraftstoffes respektive der Elektrizität einschliessen. Den besten Wirkungsgrad erreichen Elektrofahrzeuge, die den Strom aus einem modernen Wasserkraftwerk beziehen. Solche Kraftwerke weisen einen Wirkungsgrad von mehr als 80% auf. So kann ein Elektrofahrzeug einen Gesamtwirkungsgrad von 66% erreichen. Stammt der Strom aus einem Kohlekraftwerk mit deutlich tieferem Wirkungsgrad von gut 30%, sinkt die gesamtenergetische Wirkung beim Elektrofahrzeug jedoch auf 26%. Dies ist vergleichbar mit einem Hybridfahrzeug, dessen Benzinmotor von einem Elektromotor unterstützt wird. Herkömmliche Benzinfahrzeuge erreichen zur Zeit einen Gesamtwirkungsgrad von 14%, sparsame Dieselfahrzeuge 19%. Verluste bei der Verbrennung ____________________________ Bei allen Antriebssystemen, die einen Verbrennungsprozess beinhalten, geht der grösste Teil des Energieverlustes auf das Konto der Abwärme. Dies gilt auch für die Brennstoffzelle, obwohl hier die Elektrizität nicht in einem eigentlichen Verbrennungsprozess entsteht. Eine Verbesserung des Gesamtwirkungsgrads lässt sich hier vor allem durch die Nutzung der Abwärme erreichen. Möglich ist dies mit einer Wärmekraftkopplungsanlage: Hier generiert ein Blockheizkraftwerk oder eine Brennstoffzelle die Elektrizität, die ins öffentlich Stromnetz eingespeist wird und von Elektrofahrzeugen irgendwo zum Laden der Batterien genutzt werden kann. Energieeffiziente Antriebssysteme _________________________________ Den hohen Wirkungsgrad des Elektromotors nutzen Elektro- und Hybridfahrzeuge Wirkungsgrade unterschiedlicher Antriebssysteme: Vom Energieträger bis zum Rad betrachtet haben Elektrofahrzeuge, die den Strom aus einem modernen Wasserkraftwerk beziehen, den kleinsten Energieverlust bzw. den besten Wirkungsgrad. Beispiele käuflicher Elektro- und Hybridautos: Citroën Saxo électrique und Toyota Prius Erdgasfahrzeuge _______________ Erdgasfahrzeuge haben markant weniger Schadstoffe im Abgas als Benzin- und Dieselautos. Sie stossen auch weniger CO2 aus und bieten zudem die Möglichkeit, mit erneuerbarem Biogas zu fahren.Erdgas enthält bei gleichem Energieinhalt wie Benzin weniger Kohlenstoffe. Deshalb stossen mit Erdgas betriebene Fahrzeuge bis zu 25% weniger CO2 aus als das gleiche Auto mit einem Ottomotor und etwa 15% weniger als ein Dieselfahrzeug. Nur wenig beeinträchtigt wird die positive Bilanz durch etwas mehr Methan im Abgas, obwohl dieses stärker klimawirksam ist als CO2. Dank ihren tieferen CO2-Emissionen können Erdgasautos einen wesentlichen Beitrag zur Senkung der Klimagasemissionen leisten. Immer mehr Länder sehen in der Förderung dieser Fahrzeuge ein wichtiges Instrument, um die Klimaschutzziele, wie sie im Kyoto-Protokoll vereinbart wurden, zu erreichen. Praktisch CO2-neutral fahren jene Fahrzeuge, die Gas tanken, das aus der Vergärung von Biomasse gewonnen worden ist. Vor allem im Raum Zürich ist solches Biogas an mehreren Tankstellen unter der Bezeichnung «Naturgas» erhältlich. Tiefe Abgaswerte Noch deutlicher sind die Reduktionen bei den anderen Schadstoffen: Erdgas ist praktisch schwefelfrei, verbrennt sozusagen ohne Russpartikel und seine Abgase enthalten so gut wie keine Krebs erregenden Gase wie Benzol oder Formaldehyd. Bei den Kohlenwasserstoffen ist gegenüber dem Benzinmotor fast eine Halbierung möglich, bei den Stickoxiden eine Reduktion von bis zu 90%. Das Ozonbildungspotential beträgt sogar nur 2% desjenigen von Benzinfahrzeugen. Nach Angaben des Verbands der Schweizerischen Gasindustrie (SVG) erfüllen die modernen Erdgasautos denn auch in der Regel bereits die strengen Abgasnormwerte Euro 4, die ab 2005 für alle Fahrzeuge obligatorisch sein werden. Was die Energieeffizienz anbelangt, liegen sie etwa gleich auf mit dem Durchschnitt der Benzinfahrzeuge. Wachsendes Tankstellennetz Ein grosses Hindernis für eine rasche Verbreitung von Erdgasfahrzeugen ist das vielerorts noch lückenhafte Tankstellennetz. In der Schweiz ist es dank den Kompogasanlagen im Raum Zürich am dichtesten. In den vergangenen Monaten konnten mehrere neue Tankstellen in anderen Teilen der Schweiz in Betrieb genommen werden. Insgesamt stehen Anfang 2002 22 Erdgastankstellenzur Verfügung. Weitere Inbetriebnahmen sind für die kommenden Monate geplant. Da allein in der Schweiz angebotenen Erdgasfahrzeuge auch einen Benzintank haben, ist die Gefahr dennoch klein, plötzlich ohne Treibstoff stehen zu bleiben. Steigendes Angebot Das Fahrzeugangebot umfasst in der Schweiz den Fiat Multipla Bipower, drei Modelle von Volvo und ab Sommer 2002 den VW Golf Variant. In wenigen Monaten soll auch der Opel Zafira in einer Bi-Fuel-Version auf den Markt kommen. Die Fahrzeuge sind auf den Gasantrieb abgestimmt und bieten im Kofferraum gleichviel Platz wie die Benzin- oder Dieselversion. Zusätzlich lassen sich viele Benzinfahrzeuge auf Gasantrieb umrüsten. Erdgas als Alternative Wachsendes Interesse an schadstoffarmem Treibstoff Erdgasfahrzeuge Weitere Informationen: Verband der Schweizerischen Gasindustrie Grütlistrasse 448027 Zürich Telefon 01 288 31 31 E-mail auto@erdgas.chwww.erdgas.ch Fiat Multipla Bipower beim Tanken mit Kompogas Kombinierter Anschluss zum Tanken von Gas und Benzin. Die Autobranche hat sich verpflichtet, bis 2008 den durchschnittlichen Treibstoffverbrauch der Neuwagen von heute 8,4 Liter auf 6,4 Liter pro 100 km zu senken. Vor allem Sparversionen mit Dieselmotor unterschreiten die angestrebten Wertebereits heute deutlich. Kurz vor dem Genfer Automobilsalon 2002 hat autoschweiz, die Vereinigung Schweizer Auto-mobil-Importeure, mit dem Bund eine Vereinbarung unterzeichnet, wonach der durchschnittliche Treibstoffverbrauch der Neuwagen bis 2008 auf 6,4Liter/100 km gesenkt werden soll.Dies ist rund ein Viertel weniger als der aktuelle Durchschnitt. Nach autoschweiz entspricht dieser Wert ungefähr der Vereinbarung der Automobilindustrie mit der EU, das heisst 140 g CO2 pro Kilometer. Anreize zum Sparen beim Fahren ______________________________ Bewährte Antriebstechnik weiter optimieren Das sparsamste Auto wählen Auch ohne besondere Etikette können Interessierte bereits heute auf einfache Weise Angaben zum Energieverbrauch des Fahrzeugs ihrer Wahl erhalten: Angaben von auto-schweiz Seit einiger Zeit bereits gehören Kraftstoffverbrauch und CO2-Ausstoss zu den allgemeinen Angaben zu jedem Neuwagen. Diese Werte sind unter www.auto-schweiz.ch für sämtliche Modelle abrufbar, die in der Schweiz auf dem Markt sind. TCS-Liste Der TCS bewertet seit zehn Jahren den Treibstoffverbrauch aller Personenwagen. Dabei berücksichtigt er neben dem Verbrauch und der Treibstoffart auch das Fahrzeugleergewicht als Angabe für den Nutzwert des Autos. Zu beziehen ist diese Liste bei den einzelnen TCS-Sektionen oder über www.tcs.ch. Auto-Umweltliste des VCS Neben dem Treibstoffverbrauch respektive den CO2-Emissionen berücksichtigt der VCS für seine bereits 15-mal publizierte Auto-Umweltliste weitere Faktoren, die einen Einfluss auf Mensch und Umwelt haben: Belastung durch Lärm, durch Krebs erregende Stoffe und durch Stickoxide, Kohlenwasserstoffe und Partikel. Bezogen werden kann die Liste beim Verkehrs-Club der Schweiz, Aarberggasse 61, Postfach, 3000 Bern 2 oder überwww.vcs-ate.ch. Eines der ersten Drei-Liter-Autos: Der Audi A2 1.2 TDI benötigt nur 3 Liter Diesel pro 100 km ImpressumNews Nr. 1, März 2002 Redaktion: MobilE, Dr. Susanne Wegmann, Wilfried Blum Gerbergassse 5, 8023 Zürich Tel. 01 226 51 22, Fax 01 226 51 91 www.e-mobile.ch Mit Unterstützung durch www.energieschweiz.ch