Alternative Antriebsformen von Personenkraftwagen : eine bewertende Gegenüberstellung in Hinblick auf die Zukunftschancen

Abstract

Hintergrund: Die Zahl der Personenkraftwagen und die durchschnittlich zurückgelegten Wegelängen steigen weltweit kontinuierlich an. Auch in Zukunft ist weiter mit einem Anstieg der Motorisierung und der damit verbundenen Emissionen zu rechnen. Die für die Treibstoffe benötigen Rohstoffe, vor allem Erdöl und Erdgas, sind nur begrenzt verfügbar.<br />Ziel: Ziel dieser Arbeit ist es, alternative Antriebsformen und alternative Kraftstoffe in Hinblick aufihre Potenziale zu untersuchen.<br />Gemessen werden sie an den auf dem Markt dominierenden Otto und Dieselmotoren. Vergleichskriterien sind unter anderem Reichweite, Nachhaltigkeit, Stand der Technik und Effizienz.<br />Methode: Alle alternativen Antriebsformen und Kraftstoffe werden kurz erklärt, ihre Funktionsweisen und die benötigten Rohstoffe werden erläutert. In einer SWOT-Analyse werden Stärken und Schwächen ausgelotet. Des Weiteren wird die benötigte Versorgungsinfrastruktur skizziert und Praxisbeispiele werden vorgestellt. In zwei Szenarien wird versucht unterschiedliche Entwicklungen auf dem Markt darzustellen. In einer direkten Gegenüberstellung werden die Alternativen übersichtlich miteinander verglichen.<br />Ergebnisse: Der Hybridantrieb und das Ein-Liter-Auto können nur kurzfristige Alternativen zur Senkung des Flottenverbrauchs darstellen.<br />Alternative Kraftstoffe sind schon heute in vielfältiger Form auf dem Markt erhältlich. Batterieelektrische Antriebe stellen bereits jetzt eine vernünftige Alternative zu Otto- und Dieselmotoren dar, einzig der Kaufpreis ist noch zu hoch. Der Wasserstoff-Verbrennungsmotor und die Brennstoffzelle bieten langfristig großes Potenzial für die Zukunft, hier muss allerdings noch die Herstellung des Treibstoffs effizienter gestaltet werden. Beinahe alle Alternativen sind bei den verursachten Emissionen in Hinsicht auf die komplette Kette zumindest etwas besser als Benzin und Diesel, jedoch bieten einige keine entscheidenden Vorteile.<br />Schlussfolgerung: Alle alternativen Antriebe und Kraftstoffe haben sowohl Vorteile als auch Nachteile. Welche Alternative sich auf dem Markt durchsetzen wird, hängt von einer Vielzahl an Faktoren ab: vom Einsatzzweck des PKWs, von den zukünftigen Entwicklungen der Benzin- und Dieselpreise, von der Errichtung der benötigten Infrastruktur und vom Fortschritt der technischen Weiterentwicklung. Aus den Szenarien lässt sich ablesen, dass eine unkontrollierte Entwicklung auf dem Markt für PKW-Antriebe nicht zielführend ist. Der Staat muss hier regulierend eingreifen um eine raschere Entwicklung zu nachhaltigen und ökologisch sinnvolleren Alternativen zu gewährleisten.<br />

Background: The number of passenger vehicles and the average distances covered are rising continuously all over the world. Thus, an increase in motorisation and emissions can be expected in the future.<br />Raw material, such as crude oil and natural gas, which is needed for the production of fuel, is finite / only available to a limited extent.<br />Aims: This thesis aims to investigate alternative drive forms and fuels regarding their potentials. They are compared to the Otto and diesel engines, which are so far dominating the market. The criteria for comparison include cruising range, sustainability, state of the technology and efficiency.<br />Method: All alternative drive forms and fuels are briefly explained, their functionality / mode of operation and the required raw materials are commented on. A SWOT analysis is used to demonstrate strengths and weaknesses. Moreover, the infrastructure for supply and maintenance is outlined and practical examples are given. The diverse developments on the market are illustrated by painting / describing two scenarios. The alternatives are then compared in a structured overview.<br />Results: The hybrid-electric power train / hybrid drive / composite engine and the 1-litre car are only very short term alternatives to reduce the fleet consumption. There is a range of alternative fuels available on the market. Battery-powered electric engines constitute a reasonable alternative to Otto and diesel engines. However, the purchasing price is still too high. The hydrogen combustion engine and the fuel cell show great potential in the long run; the production of the fuel has to be made more efficient though. Considering the emissions caused it can be said that nearly all alternatives are at least insignificantly better than petrol and diesel, but some of them do not entail decisive advantages.<br />Conclusion: All alternative drive forms and fuels have both their benefits and drawbacks. A number of factors will decide which of the alternatives will establish itself on the market: the intended use of the vehicle, the future development of petrol and diesel prices, the construction of the required infrastructure and the progress of technical development. The scenarios reveal that an uncontrolled development of vehicle drive forms is leading nowhere on the market. The government has to regulate the process in order to safeguard an efficient and expeditious development of sustainable and environmentally wise alternatives.