Mobilität der Zukunft Klimaneutral mobil: Die Alternativen zu Benzin und Diesel

Das Forschungsinstitut Empa lotet aus, wie Mobilität ohne fossile Treibstoffe funktionieren könnte. Sie setzt dabei auf drei unterschiedliche Technologien.

Auto-Abgase aus dem Auspuff bilden die Schrift "CO2"

Bildlegende: Die «CO2-Schleudern» Benzin und Diesel beherrschen die Strasse. Welcher neu Treibstoff wird sie in Zukunft ablösen? Colourbox

Trotz Tesla und Co.: Fast alle Autos fahren nach wie vor mit Benzin oder Diesel. Das schadet dem Klima und unserer Gesundheit. Weil auch die Vorräte an fossilen Brennstoffen endlich sind, müssen Alternativen her. Nach denen sucht man etwa an der eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt Empa.

«Wichtig ist, dass wir von fossilen Treibstoffen auf erneuerbare umsteigen», sagt Christian Bach, Abteilungsleiter für Fahrzeugantriebssysteme an der Empa. «Das ist der einzige Weg um Kohlendioxid-Emissionen einzusparen.»

Dafür will die Empa Überschüsse aus der erneuerbaren Stromproduktion nutzen. Es sei nämlich zu erwarten, dass Sonnen- oder Windkraftwerke künftig zu Spitzenzeiten mehr Strom produzieren als verbraucht wird.

Aber wie kommen Wind- oder Solarenergie in den Tank? Bei der Empa setzt man dafür auf drei Technologien, die Bach insgesamt als energetisch und ökologisch gleichwertig beurteilt: «Alle Konzepte haben unterschiedliche Vor- und Nachteile. Wir stufen sie aber alle als klar nachhaltiger ein als Benzin- und Dieselfahrzeuge.»

Und das sind die alternativen Treibstoffe der Empa im Detail:

Batterie: bekannt, aber (noch) wenig verbreitet

Ausgangslage: Elektroautos sind Realität. Sie machen aber nur gut ein Promille aller Fahrzeuge auf der Erde aus.

Vor- und Nachteile: Der Elektro-Antrieb ist sehr Energie-effizient. Allerdings dauert das Aufladen der Batterie relativ lange. Es gibt zwar Schnellladestationen, doch die belasten das Stromnetz stark. Ein weiteres Problem der Elektroautos ist ihre geringe Reichweite.

Zukunftspotenzial: Empa-Ingenieur Christian Bach sieht die Zukunft der Elektrofahrzeuge darum vor allem für Kurzstrecken oder für Car-Sharing-Stationen.

Wasserstoff: Brennstoffzellen für die «Profis»

Die Grafik zeigt einen Elektrolyseur mit Wasser, eine Wasserstofftankstelle und einen Bus

Bildlegende: Herstellung von Wasserstoff: Per Elektrolyse wird Wasser gespalten. Der so gewonnene Wasserstoff dient Brennstoffzellen-Fahrzeugen als Treibstoff. SRF

Ausgangslage: Es gibt erste Brennstoffzellen-Fahrzeuge, aber laut Christian Bach ist die Technologie noch nicht bereit für den Massenmarkt. Betankt werden die Autos mit Wasserstoff, der mit Strom aus Wasser gewonnen wird. Beim Fahren geschieht an der Brennstoffzelle der umgekehrte Prozess. Die frei werdende Energie lädt dann die Batterie eines Elektromotors ständig nach.

Vor- und Nachteile: Brennstoffzellen-Autos haben eine relativ hohe Reichweite und sind schnell aufgetankt. Zudem stossen sie statt Abgase nur Wasserdampf aus. Es gibt aber noch kein Netz von Wasserstoff-Tankstellen. Zudem sind die Brennstoffzellenantriebe gross, so dass sie in einem Kompaktwagen kaum Platz finden.

Zukunftspotenzial: Christian Bach glaubt deshalb, dass der Wasserstoff-Antrieb künftig vor allem bei Fahrzeugen wie Bussen, Lastwagen oder grösseren Personenwagen eingesetzt wird.

Gas: klimaneutral dank künstlichem Methan oder Biogas

Die Grafik zeigt Windrad & Sonnenkollektoren, einen Elektrolyseur, eine Methanisierungsanlage und ein Auto

Bildlegende: «Power to Gas» Bei der Methanisierung reagiert Wasserstoff mit Kohlendioxid (CO2) aus der Luft. So entsteht synthetisches Methan. SRF

Ausgangslage: Erdgas-Fahrzeuge sind seit Jahren auf dem Markt. Der Durchbruch gelang ihnen aber nie. Wer Biogas tankt, fährt mit einem Gasauto bereits heute klimaneutral. Erdgas hingegen, das hauptsächlich aus Methan besteht, ist ein fossiler Treibstoff. Mit der neuen «Power to Gas»-Technologie liesse er sich aber durch synthetisches Methan ersetzen. Weil man den künstlichen Gas-Treibstoff mit CO2 aus der Luft herstellt, ist er klimaneutral.

Vor- und Nachteile: Gasfahrzeuge sind schnell vollgetankt und haben eine gute Reichweite. Es gibt in der Schweiz aktuell aber nur 140 Gas-Tankstellen. Das könnte sich laut Christian Bach aber schnell ändern. Auch ist der Wirkungsgrad des «Power to Gas»-Verfahrens nicht sehr hoch: Bei der Methan-Produktion geht einiges an Energie verloren. Sinnvoll ist die Herstellung von synthetischem Methan darum nur, wenn man dafür überschüssigen Strom aus erneuerbarer Quelle einsetzt.

Zukunftspotenzial: Für Empa-Ingenieur Christian Bach haben Gasfahrzeuge grosses Potenzial als Familien- und Flottenfahrzeug sowie als Liefer- und Lastwagen.

Sendung: SRF 1, Einstein, 23.2.2017, 21 Uhr

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