Mobilität der Zukunft
Kurz- und mittelfristig gibt es für viele Einsatzbereiche kaum Alternativen zum Diesel. Dieselaggregate sind besonders sparsam im Treibstoffverbrauch, haben auch bei niedrigen Tourenzahlen ein hohes Drehmoment und sind sehr robust. Das macht sie besonders für den Lastverkehr und für Langstreckenfahrten nur schwer ersetzbar. Ein reines Umsatteln von Diesel auf Benzin ist auch aus Klimaschutzgründen nicht sinnvoll, da – bedingt durch den Mehrverbrauch – Benzin-getriebene Motoren mehr CO2 ausstoßen als Diesel.
Langfristig – in mehreren europäischen Ländern wird von 2040 gesprochen, in manchen schon 2025 – sollen generell Verbrennungsmotoren in neuen Fahrzeugen aus Klimaschutzgründen verboten werden. Auch in Deutschland werden die CO2-Klimaziele bis 2050 mit Verbrennungsmotoren nicht zu erreichen sein. Daher ist schon ab 2030 damit zu rechnen, dass es zu immer mehr Hürden für den Betrieb von Autos mit Verbrennungsmotoren gibt. 2030 heißt aber auch, dass die heute erworbenen Fahrzeuge bei einer Lebensdauer von 10 Jahren dann wohl kaum noch verkaufbar sind.
Wenn in Deutschland schon ab 2030 im PKW-Bereich nur noch Elektrofahrzeuge neu zuzulassen werden, wären an die 46 Mio. Fahrzeuge mit Verbrennungsantrieb nach und nach zu ersetzen. Das würde gewaltige Herausforderungen in den Bereichen Infrastruktur und Wertschöpfung erfordern. Benötigt würde ein immenser Ausbau unserer Stromnetze, die erforderlich sind, um Millionen von Batteriefahrzeugen zu laden. Noch entwickelt werden müssen auch Technologien für die Herstellung und das Recycling von Batterien und Brennstoffzellen in Millionen-Stückzahlen. Für die Brennstoffzellenantriebe müsste ein dichtes Netz von Wasserstofftankstellen mit Grünem Wasserstoff errichtet werden.
Bis dahin wird es vermehrt zu Dieselfahrverboten in Großstädten kommen. Das wird zu Veränderungen in der Logistik führen. In der Peripherie der Großstädte werden Warenverteilzentren entstehen, von denen aus der städtischer Verteilverkehr über Elektro- / Gas-getriebene Fahrzeuge abgewickelt wird.
Es ist daher für Handwerksunternehmen wichtig, sich frühzeitig auf die Veränderungen einzustellen. Wer schon jetzt z.B. teilweise auf E-Mobile umstellt, wird als „innovativer Betrieb“ insbesondere im städtischen Bereich Imagevorteile haben und auch die Mobilitätsvorteile des Elektromobilitätsgesetzes genießen können. Ist das Elektromobil erst normales Beförderungsmittel, wird es solche Vorteile nicht mehr geben.
Fast noch wichtiger als eine technische Lösung ist es aber, die Kosten / Aufwände für die betriebliche Mobilität durch organisatorische Maßnahmen zu senken.
Zukunftssicher mobil durch technische Lösungen
Durch die raschen Verbesserungen in der Batterietechnologie und den Beginn der Massenproduktion kommt es gerade zu einer drastischen Reduktion der Batteriepreise. Demnach werden die Kosten für Lithium-Ionen-Batteriesysteme im nächsten Jahr deutlich sinken – von heute 260 Euro/kWh auf dann unter 150 Euro/kWh. Durch die Weiterentwicklung wird ab 2022 sogar ein Preis von 110 Euro/kWh erwartet. Dadurch dürfte der Kostenvorteil herkömmlicher Antriebe verloren geht. Dann werden die E-Autos auch genügend große Reichweiten bieten und die Ladezeit der Stromspeicher drastisch reduziert sein.
Etwas mehr als 10 Jahre sind wenig Zeit für eine große Mobilitätswende, wenn sie weiter so zögerlich angegangen wird wie derzeit in Deutschland. Im „Autoland Deutschland“ sind von Industrie und Politik Alternativen zu Verbrennungsmotoren nur sehr zögerlich vorangetrieben worden, auch weil man fürchtet, dass die sinkende Zahl der Antriebskomponenten bei E-Fahrzeugen Arbeitsplätze in Deutschland gefährden können.
Insbesondere in China und Japan ist der Veränderungsdruck durch Smog in den Städten so viel größer als in Europa, dass die Mobilitätswende früher gestartet wurde als hier. Noch liegen viele Patente bei deutschen Firmen, aber die Produktion der Batterien und die Erfahrungen mit der Serienfertigung von E-Mobilen liegen inzwischen in süd-ost-asiatischer und amerikanischer Hand.
Was ist ein Elektrofahrzeug?
Elektrisch betriebene Fahrzeuge sind laut Elektromobilitätsgesetz (EmoG) alle reinen Batterie-elektrischen Fahrzeuge, Brennstoffzellenfahrzeuge sowie Plug-in-Hybride, die maximal 50 g/km CO2 ausstoßen oder im reinen Elektro-Betrieb eine Mindestreichweite von 30 km (ab 2018 40 km) erreichen. Diese Definition ist wichtig für gesetzlich festgelegte Privilegien sowie eventuelle finanzielle Förderung beim Kauf.
Das Angebot der im Markt verfügbaren Elektrofahrzeuge wächst dynamisch: es umfasst derzeit mehr als 50 verschiedene Typen (rein batterieelektrische Fahrzeuge und Plug-In Hybride). Einen regelmäßig aktualisierter Überblick über verfügbare Modelle gibt es hier(externer Link).
Bevorrechtigungen / Förderung von Elektrofahrzeugen
Das Elektromobilitätsgesetz (EMoG) vom 5. Juni 2015 ermöglicht Regelungen im Straßenverkehr zur Bevorrechtigung von Elektrofahrzeugen, „um deren Verwendung zur Verringerung insbesondere klima- und umweltschädlicher Auswirkungen des motorisierten Individualverkehrs zu fördern“. Das Gesetz ist die Ermächtigung für die Kommunen, Bevorrechtigungen auszusprechen z.B.:
- für das Parken auf öffentlichen Straßen oder Wegen,
- bei der Nutzung von für besondere Zwecke bestimmten öffentlichen Straßen oder Wegen oder Teilen von diesen, (z.B. Busspuren…)
- durch das Zulassen von Ausnahmen von Zufahrtbeschränkungen oder Durchfahrtverboten,
- im Hinblick auf das Erheben von Gebühren für das Parken auf öffentlichen Straßen oder Wegen.
Die Bundesregierung hat sich im April 2016 mit der Automobilindustrie auf eine Kaufprämie geeinigt, die neben dem Ausbau der Lade-Infrastruktur mehr E-Mobile auf die Straße bringen soll.
Kernpunkte der Kaufprämienförderung sind:
- 4.000 € beim Kauf eines rein elektrischen Pkw
- 3.000 € beim Kauf eines Plug-in-Hybrids
- Kaufpreis-Obergrenze 60.000 € netto
- Abwicklung über das BAFA (Bundesamt für Außenwirtschaft) - externer Link
- Eine Positivliste der förderfähigen Modelle (externer Link)
- Vergabe in der Reihenfolge der Anträge ('Windhund-Verfahren'), mindestens aber 300.000 Fahrzeuge
Als Kaufanreiz wurde weiterhin beschlossen und eingeführt:
- 10 Jahre Befreiung von der Kfz-Steuer
- Arbeitgeber darf Ladestrom verschenken (kein „geldwerter Vorteil“)
- Ausbau des Bundes-Fuhrparks auf 20% elektrischer Pkw
- Ausbau der Ladeinfrastruktur (200 Mio. € für Schnelllade-Technik / 100 Mio. € für Normalladen) - externer Link
Batterieelektrischen Fahrzeuge
Ein rein batteriebetriebenes Elektrofahrzeug (BEV = Battery Electric Vehicle) wird ausschließlich durch einen Elektromotor angetrieben, der mit Strom aus Batterien angetrieben wird. Statt eines zentralen Elektromotors können auch mehrere Radnabenmotoren direkt in den Rädern verbaut sein. Wegen der geringen Energiedichte in der Batterie verglichen mit dem Kraftstofftank erfordert die Elektromobilität alternative Lösungen für die gesamte Fahrzeugtechnik. Dabei haben die Verbesserung der Batterietechnik und die Gewichtsoptimierung - und damit der Leichtbau - eine hohe Bedeutung.
Ein großer Vorteil bei den rein elektrischen angetriebenen Fahrzeugen ist, dass die Zahl der technischen Komponenten gegenüber einem Verbrennungsmotor drastisch abnimmt. Das hat deutliche Auswirkungen auch auf die Fahrzeugnebenkosten, da die Wartungsintervalle extrem lang sein können. Da der Elektromotor beim Bremsen die Bremsenergie als Generator in Strom umwandeln und in die Batterie rückgespeichert werden kann (Rekuperation), wird der Verschleiß der Bremsen stark reduziert. So halten Bremsscheiben und Beläge bis zu 200.000 Km. Generell ist die Zahl der Verschleißteile sehr niedrig.
Der mittlere Wirkungsgrad von elektrischen Fahrzeugantrieben ist mit bis zu 90 % deutlich höher als der von z. B. Benzinmotoren mit etwa 20 Prozent. Dies ist zum einen auf den hohen Wirkungsgrad des Elektromotors, zum anderen auf die Möglichkeit zur Rückgewinnung von Bremsenergie zurückzuführen. Wie ökologische ein E-Fahrzeuge aber ist, hängt von der Art des Stroms in den Batterien ab. Wichtig ist der Anteil regenerativ erzeugten Stroms im Strommix. Bei überwiegend aus fossilen Brennstoffen erzeugtem Strom wäre die CO2-, Stickoxid- und Feinstaubbelastung lediglich von der Straße in die Kraftwerke verlagert. Neben dem primärenergetischen Wirkungsgrad des Kraftwerks sind auch Verluste durch Stromtransport und Speicherverluste zu berücksichtigen. Mit der zunehmend umweltfreundlicheren Stromerzeugung verbessert sich auch die Gesamtbilanz der Elektrofahrzeuge.
Neben der Energieeffizienz ist die Menge der vom Fahrzeug ausgestoßenen Schadstoffe relevant. Elektrofahrzeuge ohne Verbrennungsmotor verursachen keine direkten Schadstoffe und sind daher für den Einsatz im städtischen Bereich besonders geeignet.
Reichweite von Elektromobilen
Da die Energiedichte in den Batterien deutlich geringer ist als im Benzin- oder Dieseltank und die Akkus teuer und schwer sind, ist die Ladekapazität der Batterie der begrenzende Faktor für die Reichweite. Sie ist bei Elektrofahrzeugen daher in aller Regel deutlich geringer als bei Verbrennerfahrzeugen.
Eine Angst jedoch, dass die Reichweite von E-Autos zu gering ist, ist in der Praxis oft unbegründet, denn über 88 % aller Deutschen fahren weniger als 70 km am Tag, im Durchschnitt sogar nur 40 Km. Der Hauptstrom auf deutschen Straßen geht von den Vorstädten in die Metropolen und zurück. Auch Lieferverkehre im Innerstädtischen Bereich liegen im Mittel bei nur 80 km pro Tag, so dass eine Aufladung der Fahrzeuge über Nacht ausreichend ist.
Ein modernes E-Fahrzeug hat heute eine Nennreichweite von 200 km und mehr. Auch im ungünstigen Fall bei Kälte liegt die Reichweite einer Batterieladung immer noch bei ca. 150 km. Bei den wenigen bisher käuflich erwerbbaren leichten Nutzfahrzeugen liegt diese Reichweite nur bei ca. 80 km. Das ist aber für viele Einsatzformen ausreichend, da z.B. bei Fahrten zu Baustellen in der Arbeitszeit zwischengeladen werden kann.
Problematischer sind Langstreckenfahrten, da eine flächendeckende Ladeinfrastruktur mit Schnellladesäulen erst noch aufgebaut werden muss.
Ladeinfrastruktur
Neben dem hohen Fahrzeugpreis ist für potentielle Käufer das Thema „Laden“ bei Elektroautos besonders wichtig. Beim Laden zeigt sich der größte Unterschied des Elektroautos zu einem gewöhnlichen Verbrenner. Während der Tankvorgang bei einem Verbrenner in der Regel wenige Minuten dauert, kann – je nach Batteriegröße, Stromquelle und Ladeart – das Aufladen der Batterien auf 100% Kapazität eine ganze Nacht benötigen. Da im Kurzstreckenverkehr das Aufladen entweder zuhause oder am Arbeitsplatz geschieht, ist die Ladezeit dort in der Regel nebensächlich. Ausreichend sind dort Normalladepunkte mit geringer Ladeleistung (->lange Ladezeit), für deren Versorgung oft der normale Hausanschluss ausreicht.
Für das Zwischenladen im Langstreckenverkehr werden z.Zt. am den Tank- und Raststätten der Autobahnen Schnellladesäulen aufgebaut, an denen – wieder abhängig von Batteriegröße, Stromquelle und Ladeart – eine Aufladung auf 75% (der Reichweite) innerhalb ca. einer halben Stunde erfolgen kann. Ein dichtes Netz von Schnellladesäulen ist besonders für Reisende an Autobahnen, Fern- und Bundesstraßen relevant.
Wie bezahlt man den Strom?
Anders als bei den privaten und halböffentlichen Lademöglichkeiten müssen öffentliche Lademöglichkeiten - egal, ob kostenlos oder mit Gebühren - vor dem Laden freigeschaltet werden. Durch das Anschließen des Fahrzeugs an die Ladesäule werden beim „handshake“ eine Reihe von Informationen zwischen Lademanagement im Fahrzeug und der Ladesäule ausgetauscht.
Viele Betreiber wie z.B. Stadtwerke geben Ladekarten für ihre Säulen aus. Diese enthalten einen RFID-Chip, mit dem sich dann die Ladesäulen des jeweiligen Betreibers freischalten lassen. Daneben gibt es noch Roaming-Betreiber, mit deren Karten oder Chips sich sämtliche Säulen dieses Verbunds freischalten lassen.
Manche Ladesäulen lassen sich nur über eine App oder aber über eine Telefonnummer freischalten, die sich auf der Säule befindet. Diese Methode hat den Vorteil, dass man keine Karten benötigt und sein Smartphone meistens zur Hand hat.
Eine weitere Methode nutzt die Girokarte, um die Säule freizuschalten. Die Giropay-Methode nutzt die Geldkartenfunktion der Girokarte und die Identifikation des Besitzers. Diese Methode wird demnächst stärker zum Zuge kommen, weil die Ladeinfrastruktur-Förderung vorschreibt, dass sich Ladesäulen auch ohne Anmeldung nutzen lassen müssen: Entweder über Giropay oder über eine Hotline.
Auf den Seiten des Goingelectric Forum gibt es eine Karte (externer link), die alle Ladesäulen in Deutschland zeigt und unter „Details“ auch Hinweise über die Freischaltungsmöglichkeiten gibt.
Welche Ladekabel gibt es?
Bei den Ladekabeln gibt es Reihe unterschiedlicher Typen sowohl auf der Fahrzeug- als auch auf der Ladesäulenseite. Ein Grund für die Vielfalt sind die landesspezifischen Stromnetze, die z.T. nur 1-phasig ausgelegt sind. Während in Europa und Amerika das (schnellere) 3-pasige Laden bevorzugt wird, ist im Asiatischen Raum das Netz überwiegend 1-phasig ausgelegt.
Die Netzunterschiede spiegeln sich auch in den unterschiedlichen Steckern wieder. So gibt es – auch nach Standardisierung - 4 Anschlussarten am Fahrzeug (Typ 1, Typ 2, ChaDeMo und CCS) und 4 Anschlussarten für die Stromquelle (Schuko, Typ 2, Camping und CEE Anschluss).
Während die privaten und halböffentlichen Säulen oft mit nur einem Stecker-System ausgestattet sind – hier braucht man evtl. Adapter – sind die Schnellladestationen häufig mit mehreren fest installierten Ladekabeln/Steckern ausgestattet.
Brennstoffzellen- und Hybridfahrzeuge
Brennstoffzellen-Fahrzeuge – Strom on-board erzeugt
Auch bei den Brennstoffzellenfahrzeugen erfolgt der Antrieb über Elektromotoren. Ein Brennstoffzellenfahrzeug erzeugt seinen Strom aber direkt an Bord. In der Brennstoffzelle wird chemisch gebundene Energie - meistens Wasserstoff - unter Zugabe von Luftsauerstoff in elektrische Energie umgewandelt und in einer Batterie zwischengespeichert. Da Wasserstoff als kleinstes Element durch fast alle Tankmaterialien diffundiert, ist die (Langzeit-)Speicherfähigkeit problematisch. Vorteil ist, dass bei der Reaktion im „Stack“ reines Wasser entsteht.
Ein Brennstoffzellen-Fahrzeug lässt sich fast genauso schnell mit Wasserstoff betanken, wie ein Verbrenner mit Benzin – und eine Tankfüllung reicht für 500–600 km. Bisher gibt es bundesweit allerdings nur 19 öffentlich zugängliche Wasserstofftankstellen.
Die Herstellung von Wasserstoff erfolgt bisher vor allem aus fossilem Erdgas – und ist damit nicht CO2-neutral. Für eine bessere Umweltbilanz sollten zur Gewinnung vor allem Erneuerbare Energien genutzt werden – oder Wasserstoff, der in der chemischen Industrie häufig als Abfallprodukt anfällt.
Hybridfahrzeuge: Verbrennungs- und Elektromotor kombiniert
Nur teilweise elektrisch angetriebenen sind sogenannte Hybridfahrzeuge, eine Mischform von Verbrennungs- und Elektromotor. Je nach Systemstruktur unterscheidet man parallele und serielle Hybride.
Bei einem seriell angeordneten Hybridantrieb, hat einer der Energiewandler (= Motoren) keinerlei mechanische Verbindung mehr zur eigentlichen Antriebsachse. Meist treibt ein im optimalen Drehzahl- und Lastbereich laufender Verbrennungsmotor einen elektrischen Generator an, der die Fahrenergie bereitstellt oder den Fahr-Akku lädt. Bei kurzzeitig höherem Leistungsbedarf können die Akkus zusätzlichen Strom liefern. Der oder die antreibende(n) Elektromotor(en) müssen immer das gesamte geforderte Drehmoment und die gesamte geforderte Leistung erbringen.
Ein paralleler Hybrid kann sowohl vom Verbrenner- als auch vom Elektromotor angetrieben werden. Beide Motoren wirken zusammen oder unabhängig voneinander auf den Antrieb. Der Elektromotor kann beim Anfahren zugeschaltet werden, um die optimale Effizienz und eine höhere Beschleunigung zu erreichen.
Mischhybride kombinieren oft variabel den seriellen und den parallelen Hybridantrieb während der Fahrt entsprechend den Fahrzuständen. So kann entweder der Verbrennungsmotor mit dem Generator nur den elektrischen Energiespeicher laden und den Elektromotor antreiben oder mechanisch mit den Antriebswellen gekoppelt sein. Umgeschaltet wird über eine spezielle Kupplung.
Hybride, die über einen Stecker geladen werden kann, nennt man Plug-In-Hybride (PHEV = Plug-In-Hybrid Electric Vehicle). Die Batterie ist so groß, dass längere Strecken elektrisch zurückgelegt werden können.
Bei einem Mild Hybrid unterstützen die elektrischen Antriebskomponenten den Verbrennungsmotor beim Anfahren und Beschleunigen. Mild Hybride sind fast immer parallele Hybride und meist nicht in der Lage, rein elektrisch zu fahren.
Vollhybridfahrzeuge können kurze bis mittlere Strecken auch rein elektrisch fahren. Bei den Range Extendern schaltet sich ein vom Verbrennungsmotor angetriebener Generator erst zu, wenn die Fahrakkus nicht mehr genügend Energie liefern können.
Lohnt sich heute ein Elektrofahrzeug in meinem Betrieb?
Fast jeder dritte in Deutschland neu zugelassene Wagen entfällt auf Unternehmensflotten. Im Vergleich zum privaten Einsatz bieten Elektrofahrzeugen in Unternehmensfuhrparks mehrere Vorteile: Die begrenzte Reichweite ist weniger problematisch, wenn man auf andere Fahrzeuge aus der Flotte ausweichen kann. Außerdem können Ladepunkte auf dem eigenen Betriebsgelände kostengünstig von mehreren Fahrzeugen genutzt werden, tagsüber auch von Elektro-PKW der Mitarbeiter. Die Wirtschaftlichkeit der Fahrzeuge ist durch die regelmäßige Nutzung im Betrieb höher als bei einer unregelmäßigen im Privatbereich.
Die Zahl der Alternativen im Nutzfahrzeugbereich ist noch sehr niedrig. In der Sprinter-Klasse gibt es derzeit nur ein E-Serienfahrzeug. Aufgrund des hohen öffentlichen Drucks werden aber mehrere Hersteller Ende 2017/Anfang 2018 mit Elektro-Varianten ihrer Standard-Nutzfahrzeugreihen auf den Markt kommen. In der Regel sind diese Fahrzeuge aber nur im Nahverkehr in einem Radius von ca. 70 km sinnvoll einzusetzen.
Aber für viele Fahrten werden gar nicht die 3,5-Tonner gebraucht, sondern schon heute von verschiedenen Herstellern erhältliche Kombi-PKW für Nutzlasten von ca. 500 Kg und Ladevolumina von 1 – 3 m³. Diese Fahrzeuge sind im innerstädtischen Kurzstreckenverkehr gut einsetzbar. Durch Vorrechte über das Elektromobilitätsgesetz werden sie demnächst in immer mehr Städten auf den Sonderspuren fahren können. Beispiele von Elektromobilität in Unternehmen zeigt die Initiative ElektroMobilität NRW (externer Link).
Wenn man die Kosten zwischen einem Fahrzeug mit Diesel- und einem Elektroantrieb vergleichen will, ist es wichtig, alle Kosten zu betrachten. Die Gesamtkosten-Betrachtung (TCO – Total Cost of Ownership) berücksichtigt sämtliche Kostenfaktoren von der Fahrzeuganschaffung über Kraftstoffe und Strom, Werkstattbesuche, Steuer und Versicherung bis hin zum Fahrzeugrestwert und der Ladeinfrastruktur.
Mit dem Online-Rechner des Öko-Institut e.V. (externer Link) können die CO2-Emissionen und Kosten ermittelt werden, die mit der Fahrzeugnutzung verbunden sind. Dabei können auf plausible Voreinstellungen zurückgegriffen werden oder die einzelnen Größen manuell anpasst werden.
Der Verbrennungsmotor – ein Auslaufmodell?
Da Benzinmotoren im Vergleich zu Dieselmotoren ein niedrigeres Drehmoment und eine höhere Nenndrehzahl aufweisen, werden sie vorwiegend für PKW eingesetzt. Den hohen Drehmomentbedarf schwerer Fahrzeuge oder Baumaschinen können z.Zt. nur Dieselmotoren liefern. In den vergangenen Jahren hat die Effizienz moderner Benzinmotoren zugenommen. Mittels Turboaufladung und Direkteinspritzung wurde zudem das Drehmoment gesteigert. Unter Last, also bei voller Beladung oder beim Ziehen von Anhängern, ist der Verbrauch von Fahrzeugen mit Benzinmotoren deutlich höher als bei Fahrzeugen mit Dieselmotoren.
Wenn vom Hersteller zugelassen, kann von den Benzinern die Benzinsorte „E10“ getankt werden. Für diese Sorte wird weniger fossiles Öl eingesetzt, da es neben rund 90 % Benzin 10 % Bioethanol enthält, das aus Pflanzen gewonnen wird.
Durch Turboaufladung und Direkteinspritzung haben Dieselmotoren heute ein hohes Drehmoment schon bei niedrigen Drehzahlen. Der gegenüber Benzinern geringere Kraftstoffverbrauch liegt zum einen am effizienteren Verbrennungsprozess des Dieselmotors, zum anderen an dem höheren Brennwert des Diesels (ca. 12 kWh/Liter) im Vergleich zum Benzin.
Ein Ausweichen auf Bio-Diesel, der aus Pflanzenöl gewonnen wird, ist nur für wenige Modelle zugelassen. Da Bio-Diesel in Deutschland nur in begrenzter Menge hergestellt werden kann, ist ein Ersatz für Erdöl-basierten Diesel im großen Maßstab wenig sinnvoll.
Dieselabgase enthalten aber vergleichsweise hohe Schadstoffmengen, insbesondere Stickoxide und Feinstäube, zu deren Senkung Filter für die Abgasreinigung und Harnstoff für die Umwandlung des NO2 in ungiftige Stoffe eingesetzt werden.
Bei Dieselmotoren schwerer Nutzfahrzeuge kann zur Verbesserung der Energieeffizienz ein „Waste-Heat-Recovery-System“ (WHR-System) eingesetzt werden. Hierbei die Wärme aus den Abgasen zurückgewonnen.
Auch mit komprimiertem oder verflüssigtem Gas kann ein Verbrennungsmotor angetrieben werden. Neben umgerüsteten Benzinern gibt es heute auch serienmäßige Gas-betriebene Fahrzeuge.
Erdgas für Autos wird als sogenanntes „CNG-Erdgas“ (= “compressed natural gas“) auf dem Markt angeboten. Erdgas besteht hauptsächlich aus Methan und geringen Anteilen anderer Gase und wird für den Automobilbetrieb in komprimierter Form vertrieben. Der Energieinhalt von 1 kg CNG entspricht dann dem von rund 1,3 Litern Diesel bzw. 1,5 Litern Benzin. Der Energieinhalt und damit der Verbrauch pro Kilometer wird durch die zwei grundsätzlichen Arten des Erdgases bestimmt:
- High Caloric Gas (H-Gas) mit einem Methangehalt von 87 bis 98,9 Vol.% oder
- Low Caloric Gas (L-Gas) mit einem Methangehalt von 80,1 bis 87 Vol.%
Bei der Verbrennung von Erdgas entstehen hauptsächlich Wasserdampf und Kohlendioxid, Schadstoffe hingegen entstehen kaum. Im Vergleich zu den Antriebsarten Benzin oder Diesel gelten Erdgas-Fahrzeuge daher als besonders umweltfreundlich. Eine zusätzliche Steigerung der Umweltfreundlichkeit wurde durch die Zugabe von Bio-Gas aus tierischer oder pflanzlicher Produktion erreicht.
Methan lässt sich auch im „Power to Gas“-Verfahren aus z.B. überschüssigem Strom aus Windkraftanlagen erzeugen und dem normalen Erdgas zumischen. Da sich Erdgas gut in den Kavernen der Salzstöcke speichern lässt (strategische Reserve für ca. 2 Monate), werden keine zusätzlichen Pufferspeicher benötigt.
Neben des Umweltaspektes kommen für den Betreiber eines Erdgasfahrzeugs finanzielle Vorteile hinzu: bis 2026 gilt für Erdgas ein vergünstigter Mineralölsteuersatz. Je nach Region werden zudem Anschaffungsprämien für Erdgasfahrzeuge gewährt, welche einen zusätzlichen Kaufanreiz darstellen.
Weitere Informationen erhalten Sie hier (extener Link).
Auf dem Markt werden ca. 20 Automobile von verschiedenen Herstellern angeboten, die wegen zusätzlicher Technik (Einspritzsystem/ Gasspeicheranlage) i.d.R. teurer sind als Benzin- oder Dieselfahrzeuge. Nach Angaben des ADAC gibt es derzeit deutschlandweit 900 CNG-Tankstellen (CNG-Tankstellenatlas für Europa (externer Link)). Da viele Erdgas- bzw. Flüssiggas-Fahrzeuge bivalent, also sowohl mit Gas als auch mit Benzin, betrieben werden können, kann im Bedarfsfall auf Benzinbetrieb umgeschaltet und so ein möglicher Versorgungsengpass des Erdgases überbrückt werden.
Eine noch höhere Energiedichte hat Flüssigerdgas (LNG = liquefied natural gas), das durch Abkühlung auf −161 bis −164 C verflüssigt wurde. Wegen der hohen Sicherheitsanforderungen an den Tank wird dieses verflüssigte Erdgas derzeit nur in Großfahrzeugen eingesetzt.
Flüssiggas LPG („Liquified Petroleum Gas“) stellt ein Nebenprodukt der Mineralölgewinnung dar und besteht hauptsächlich aus Propan und Butan. Im Wesentlichen bietet es die gleichen Vorteile wie Erdgas – mit Ausnahme des etwas höheren CO2-Ausstoßes bei der Verbrennung. Derzeit bieten nur sechs Hersteller Fahrzeuge für den serienmäßigen LPG-Betrieb an. Da sich mit relativ wenig Aufwand benzinbetriebene Fahrzeuge auf LPG-Betrieb umrüsten lassen, wird dieser Service von vielen regionalen Fachbetrieben angeboten.
In Deutschland gibt es ein gut ausgebautes Versorgungsnetz mit mehr als 6.600 Tankstellen. Die bis 2018 geltende vergünstigte Besteuerung wird bis Ende 2022 schrittweise abgebaut. Damit dürfte der Kostenvorteil gegenüber Benzin verschwinden.
Lastenfahrräder
Für den innerstädtischen Bereich bietet sich eine umweltfreundliche und wirtschaftlich lohnende Alternative zu Kraftfahrzeugen an: das Fahrrad. Neben dem konventionellen Fahrrad werden heute Lastenfahrräder in einer Vielzahl von Varianten angeboten, ausgestattet sowohl mit als auch ohne Elektroantrieb. Je nach Einsatzaufgabe gibt es Lastenfährräder mit zwei Rädern (z.B. Bäckerrad), aber auch drei- oder vierrädrige Varianten (z.B. Rikscha oder Eisfahrrad). Die Ladeflächen können vorn oder hinten am Fahrrad positioniert sein.
Bei den elektrisch angetriebenen Varianten wird zwischen Pedelec, S-Pedelec und E-Bike unterschieden:
Beim Pedelec unterstützt der Elektromotor die Muskelkraft des Fahrers. In der Regel leistet der Motor maximal 250 Watt und ist auf eine Geschwindigkeit von 25 km/h begrenzt. Drei Antriebsvarianten sind möglich: Entweder sitzt der Motor im Hinterrad, am Rahmen oder im Vorderrad. Da jede Antriebsvariante Vor- und Nachteile hat, sollte die persönlich beste durch Testfahrtenermittelt werden.
S-Pedelecs (schnelle Pedelecs) gehören zu den Kleinkrafträdern und haben eine maximale Leistung von 500 Watt. Das zulassungs-, versicherungs- und helmpflichtige S-Pedelec kann bis zu einer Geschwindigkeit von 25 km/h elektrisch und ohne Muskelkraft gefahren werden. Darüber hinaus unterstützt der Motor die Muskelkraft des Fahrers bis zu einer Höchstgeschwindigkeit von 45 km/h. Die Fahrer müssen mindestens 16 Jahre alt sein und einen gültigen Führerschein besitzen.
Bis auf den Bereich der Kurierfahrten sind E-Bikes im gewerblichen Bereich selten. Bei diesen Rädern wird der Elektroantrieb – ähnlich wie bei Mofas - durch einen Drehgriff oder Schaltknopf am Lenker gesteuert und ohne Muskelkraft betrieben. Die Leistung beträgt maximal 500 Watt, die Höchstgeschwindigkeit beträgt je nach Bike-Klasse max. 20 km/h, bis zu 25 km/h, bis zu 45 km/h und über 45 km/h. Entsprechend ergeben sich Vorschriften bzgl. Helmpflicht, Versicherungspflicht, Führerschein und Radwegnutzung.
Insgesamt haben Lastenfahrräder den großen Vorteil, dass sie im Vergleich zu Kraftfahrzeugen wie PKW kostengünstig zu erwerben und günstig im Unterhalt sind. Sie sind je nach Variante zulassungsfrei und können dann auch von Personen ohne Führerschein (z.B. Lehrlinge) gefahren werden. Mit Lastenfahrrädern kann – wenn für den Radweg zugelassen – an Staus vorbeigefahren oder diese umgangen werden und die Parkplatzsuche entfällt. Dies ist vor allem in der Stadt von Vorteil. Wenig geeignet sind Räder dagegen für Überlandfahrten und den Transport großer oder schwerer Gegenstände. Lastenfahrräder sind daher ideal für kürzere Strecken, kleinere Lasten und für den Einsatz in der Stadt und/ oder in Umweltzonen. Sie dienen umweltbewussten Betrieben auch als selbsterklärende Werbeträger gegenüber dem Kunden.
Tourenplanung und Telematik
Müssen mehrere Termine koordiniert oder neue Aufträge direkt an den nächsten freien Mitarbeiter vergeben werden, können spezielle Software- und Telematik-Lösungen hilfreich sein. Diese lohnen sich für Unternehmen, die mehrere Außendienstmitarbeiter im Einsatz haben, Waren verteilen oder viele Termine verknüpfen müssen. So ein auf den Einsatzbereich zugeschnittenes Tourenplanungsprogramm ordnet die Aufträge den einzelnen Mitarbeitern bzw. Fahrzeugen zu und bestimmt die Reihenfolge, in der die Aufträge abzuarbeiten sind. Moderne Systeme berücksichtigen auch Faktoren wie Kundenzeitfenster, Pausenregelungen oder andere vom Benutzer eingetragene Randbedingungen. Durch die Verknüpfung mit einem Telematik-System kann die aktuelle Position der Fahrzeuge bestimmt werden. Neue Aufträge lassen sich dann dem Mitarbeiter zuweisen, der sich gerade in der Nähe befindet und dessen Fahrzeug die passende Ausstattung hat. So kann schneller auf Kundenwünsche reagiert und die Servicequalität verbessert werden.
Über eine Kopplung mit dem Bordcomputer lassen sich Geschwindigkeit, Verbrauch oder auch Fehlercodes des Fahrzeugs einzusehen und z.B. anstehende Wartungs- oder TÜV-Termine im System hinterlegen. Über ein elektronisches Fahrtenbuch und der Dokumentation der Routen kann auch eine direkte Zuordnung zu den verschiedenen Aufträgen erfolgen und verursachungsgerecht abgerechnet werden. Solche umfassenden Lösungen lohnen sich z.B. bei größeren Betrieben des SHK- oder Elektrohandwerks. Bei der Einführung solcher Systeme müssen immer die Vorschriften des undesdatenschutzgesetzes (externer link) zum Schutz der Mitarbeiter beachtet werden.
Inzwischen gibt es eine Vielzahl von großen und kleinen Anbieter von Telematiklösungen und Tourenoptimierungssoftware. 20 solcher Programme für kleine und große Handwerksbetriebe wurden von der Fachzeitschrift „handwerk magazin“ in einem Artikel (externer Link) näher vorgestellt.
Kontakt
Dr. Andreas Müller
Telefon 0251 705-1311
Fax 0251 705-55-1311
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