So fahren wir im Jahr 2030

Die verschiedenen Antriebstechniken liefern sich ein Rennen um die automobile Zukunft. Wie wird der Wettlauf um den besten Antrieb ausgehen? Fragen und Antworten zum Fahrzeugantrieb im Jahr 2030. 

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Der globale Fahrzeugbestand liegt derzeit bei mehr als einer Milliarde Kraftfahrzeugen. Davon entfallen rund zwei Drittel auf Pkw, der Rest sind Nutzfahrzeuge. In den kommenden Jahren soll die weltweite Anzahl der Pkw weiter wachsen. "Bis 2030 dürfte sich der globale Pkw-Bestand verdoppeln, getrieben vor allem durch die Nachfrage in Wachstumsmärkten", prognostiziert Andrej Heinke von Bosch im Artikel Die Zukunft der Mobilität aus dem Jubiläumsheft 120 Jahre ATZ. 

Dabei werden nicht nur Personen, sondern auch Waren bewegt. "Bezogen auf das Basisjahr 2010 wird bis zum Jahr 2030 ein Anstieg der Personenkilometer im motorisierten Individualverkehr um 12,9 Prozent prognostiziert, während die Tonnenkilometer im Güterverkehr um 16,8 Prozent steigen sollen", erläutern Peter Gutzmer und Uwe Wagner von Schaeffler im Artikel Entwicklungsstrategien für die individuelle Mobilität von morgen aus dem Jubiläumsheft 120 Jahre ATZ. 

Fahrzeugantrieb 2030?

Angesichts dieser Zahlen sind neue Lösung und Ideen für die Mobilität von morgen notwendig. Denn wollen wir nicht fortlaufend im Stau stehen und durch Schadstoff-Emissionen beeinträchtigt werden, muss die Mobilität effizienter und nachhaltiger werden. Hierbei spielt der Antrieb künftiger Fahrzeuge eine große Rolle. 

Verschiedene Modelle, Kraftstoff- und Antriebsarten konkurrieren miteinander. Schaut man auf die Verbrennungsmotoren, dann können heute sowohl Otto- als auch Dieselmotoren mithilfe einer intelligenten Regelung und Steuerung der innermotorischen Prozessabläufe und der Abgasnachbehandlung niedrige Schadstoffemissionen erreichen. Auch alternative Kraftstoffe können zur CO₂-Reduzierung beitragen. Gleichzeitig schreitet die Elektrifizierung der Fahrzeugantriebe voran. Daneben nehmen Shared Mobility und automatisierte Fahrfunktionen zu. Was sich durchsetzen wird, ist noch nicht entschieden. Wir wagen dennoch einen Blick in die Zukunft des Antriebs und beantworten drängende Fragen zum Fahrzeugantrieb im Jahr 2030.

Welches Optimierungspotenzial gibt es bei Otto- und Dieselmotoren?

"Verbrennungsmotoren, die 2030 noch im Mobilitätsmix mitspielen wollen, müssen deutlich effizienter und sauberer sein als heutige Fahrzeuge", prognostiziert Otmar Scharrer von Mahle im Artikel Powertrain 2030 – Geprägt von der Diversifizierung aus dem Jubiläumsheft 120 Jahre ATZ. Dabei sei die Optimierung der Motormechanik, konkret die Verringerung der Reibleistung, einer der Ansatzpunkte. In Summe soll mit der Kombination aus niederviskosen Ölen, Lösungen zur Reibungsminderung an den Motorkomponenten sowie einem optimierten Ölkreislauf ein um bis zu fünf Prozent niedrigerer CO₂-Ausstoß bei Ottomotoren möglich werden, so Mahle. Weitere Maßnahmen zur Weiterentwicklung des verbrennungsmotorischen Antriebsstrangs seien beispielsweise Innovationen im Luftpfad oder ein intelligentes Thermomanagement, das nochmals rund zwei Prozent bewirken könne. 

Auch im Dieselmotor steckt noch Potenzial für weitere technische Optimierung, die ihn effizienter und sauberer machen könnten. Es sind insbesondere fünf zentrale Herausforderungen, denen sich der Dieselmotor stellen muss.

Was bringen alternative Kraftstoffe?

Alternative Kraftstoffe sind ebenfalls ein Hebel zur CO₂-Reduktion. "Eine flächendeckende Anhebung von E10 auf E20 würde bei synthetischer Erzeugung durch regenerativen Strom bis zu zehn Prozent CO₂ bei Ottomotoren sparen", so Otmar Scharrer von Mahle im Artikel Powertrain 2030 – Geprägt von der Diversifizierung aus dem Jubiläumsheft 120 Jahre ATZ. Technisch wäre eine entsprechende Auslegung der Motoren bereits heute machbar. Langfristig sollen regenerativ erzeugte synthetische Kraftstoffe laut Scharrer sogar eine vollständig CO₂-neutrale Individualmobilität ermöglichen. Synfuels seien jedoch nicht die einzigen Kraftstoffe mit klimaschonendem Potenzial. Auch ein monovalent ausgelegten CNG-Motor hat ein großes CO₂- Einsparpotenzial.

Wie entwickelt sich der batterieelektrische Antrieb?

Laut Otmar Scharrer ist die Elektromobilität langfristig einer der Schlüsselbausteine für einen CO₂-neutralen Individualverkehr. "Hindernisse auf dem Weg hin zu mehr Elektromobilität liegen derzeit in der Ladeinfrastruktur. Insbesondere die Verfügbarkeit von Schnellladestationen muss deutlich erhöht werden", so der Mahle-Experte im Artikel Powertrain 2030 – Geprägt von der Diversifizierung aus dem Jubiläumsheft 120 Jahre ATZ. Erst wenn Strom zu großen Teilen CO₂-neutral gewonnen werde, zahle die Elektromobilität über die lokale Emissionsfreiheit hinaus nachhaltig in die Klimaziele ein. Ob sich rein batterieelektrische Antriebe auch außerhalb der Städte durchsetzen werden, hängt von der zukünftigen Batterieentwicklung ab – genauer von der Speicherkapazität, Aufladbarkeit, Lebensdauer und Kosten der Batterien. 

Wie steht es um die Brennstoffzelle?

Andreas Burkert äußert sich in seinem Report Kommt der Brennstoffzellenantrieb zu spät? aus der MTZ 3-2018 pessimistisch, was den Brennstoffzellenantrieb angeht. Nicht nur das Fehlen einer Infrastruktur, auch die Fortschritte bei Lithium-Ionen-Akkumulatoren und die Konzentration der Forschung und Entwicklung auf rein batterieelektrische Antriebe verzögerten den flächendeckenden Einsatz. Da die Automobilbranche ihre Forschungsaktivitäten bei der Brennstoffzelle nur zurückhaltend forciere, schwinde der Reichweitenvorteil und die Kosten blieben hoch. Darüber hinaus erschwerten die Integration des Wasserstofftanks sowie die anderen Systemkomponenten ein fortschrittliches Automobildesign. Burkerts Fazit: "Der Wasserstoffantrieb kommt zu spät". 

Ganz anderes sieht es Nikolai Ardey. Der Audi-Manager hat das Brennstoffzellenfahrzeug noch nicht abgeschrieben, wie er im Interview "Der Preis für eine Brennstoffzelle lässt sich auf ein knappes Drittel bis Viertel reduzieren" erläutert. In der ersten Hälfte des nächsten Jahrzehnts will Audi das erste Brennstoffzellen-Auto in einer Kleinserie auf den Markt bringen. 

Wie werden wir 2030 mobil sein?

"Im Jahr 2030 wird in einer sogenannten Shared Economy der Besitz eines Fahrzeugs immer weniger von Bedeutung sein, wohl aber die Verfügbarkeit beziehungsweise der Nutzen", prognostizieren Mirko Knaak, René Gegusch und Stefan Schmidt von IAV im Artikel Visionen einer zukünftigen Mobilitäts- und Arbeitswelt aus dem ATZ 120 Jahre-Jubiläumsheft. Aktuell noch wenig genutzte Modelle wie Ride Hailing sollen laut der Autoren hinzukommen. Multimodale Mobilität und deren Organisation soll vor dem Hintergrund von ansteigendem Straßenverkehr, Parkplatzmangel und hohen Parkkosten an Bedeutung gewinnen.

Daneben sollen autonome Fahrzeuge im deutschen Verkehrssystem 2030 eine wichtige Rolle spielen. Die Unternehmensberatung Roland Berger erwartet, dass bis 2030 autonome Fahrzeuge der Stufen 4 und 5 serienmäßig in den Markt eingeführt werden. Auch autonome Taxiflotten sollen laut der Analysten Bedeutung erlangen. Schätzungen zufolge könnte allein eine durchschnittliche Familie durch die Nutzung autonomer Taxen bis zum Jahr 2030 vollständig auf ihren Zweitwagen verzichten. Die IAV-Experten gehen davon aus, dass der ÖPNV durch fahrerlose Shuttles ergänzt wird. 

Fazit

Verbrennungsmotoren werden im globalen Antriebsmix von morgen weiterhin eine entscheidende Rolle spielen. "Die zukünftige Mobilität ist jedoch nicht homogen, sondern divers, sie fächert sich noch für lange Zeit in verschiedene Antriebskonzepte auf", resümiert Otmar Scharrer. Schrittweise baue sich der Anteil von Verbrennungsmotoren bis 2030 ab. Diesel, Benzin und alternative Kraftstoffe behielten jedoch durchaus einen hohen Stellenwert. Peter Gutzmer und Uwe Wagner von Schaeffler sehen es ähnlich. Auch sie gehen von einem Antriebsmix in der Zukunft aus. Ferner prognostizieren sie ein erweitertes Mobilitätsangebot, um den Verkehr effizienter und nachhaltig zu gestalten und gleichzeitig die individuelle Mobilität zu gewährleisten.