Laut einer aktuellen Untersuchung fahren Plug-in-Hybride mit einer realen elektrischen Reichweite von etwa 60 Kilometern genauso viel elektrisch wie reine Elektrofahrzeuge.
KIT / L. Albrecht
Plug-in-Hybridsysteme bilden oftmals den Einstieg in die Elektromobilität. Neben derzeit etwa 50.000 rein elektrischen Pkw sind ungefähr 40.000 Plug-in-Hybridfahrzeuge auf deutschen Straßen unterwegs. Plug-in-Hybridfahrzeuge werden sowohl von Umweltverbänden als auch von politischen Entscheidern oft kritisch gesehen, da sie keine "echten" Elektroautos seien und eine schlechtere Umweltbilanz hätten.
Um herauszufinden, ob die Kritik zutrifft, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung (ISI) und des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) einen systematischen, empirischen Vergleich der elektrischen Fahrleistung von Batterie- und Hybridfahrzeugen angestellt. Dazu haben sie die Fahrleistung von 49.000 Batteriefahrzeugen und 73.000 Plug-in-Hybridfahrzeugen in Deutschland und in den USA verglichen. Die Daten dafür stammen aus Flottentests und von Autoherstellen sowie von Webseiten, die der Verwaltung und Überwachung des eigenen Fahrzeugs dienen.
Genauso viele elektrisch gefahrene Kilometer
Die Datenauswertung zeigt: Plug-in-Hybridfahrzeuge mit einer realen elektrischen Reichweite von etwa 60 Kilometern fahren genauso viel elektrisch wie reine Batteriefahrzeuge, nämlich bis zu 15.000 Kilometer pro Jahr. Deshalb sei ihr Kohlendioxid-Reduktionspotenzial ebenso groß wie das von Elektroautos mit reinem Batterieantrieb, erklären die Forscher. Somit seien Plug-in-Hybride eine gute Ergänzung zu reinen Batteriefahrzeugen, um die Treibhausgase zu reduzieren. Dies gelte vor allem dann, wenn sie mit Strom aus erneuerbaren Energien geladen werden. "Bezieht man noch ein, dass bei der Produktion der deutlich kleineren Batterien von Plug-in-Hybridfahrzeugen weniger Kohlendioxid freigesetzt wird als bei der Produktion der größeren Batterien für Elektrofahrzeuge, haben sie sogar eine bessere Kohlendioxid-Bilanz", unterstreicht Patrick Jochem vom Institut für Industriebetriebslehre und Industrielle Produktion des KIT. "Zudem können Hybride zur Vertrauensbildung und Verbreitung der Elektromobilität beitragen, da sie anders als reine Batteriefahrzeuge prinzipiell die gleiche Reichweite wie ein Verbrennungsauto haben."
Patrick Plötz vom Fraunhofer ISI betont: "Plug-in-Fahrzeuge sind eine gute Ergänzung zu Batteriefahrzeugen, um das Ziel der Treibhausgasreduktion zu erreichen. Sie wurden aufgrund fehlender empirischer Daten in der Vergangenheit oft zu kritisch gesehen. Wichtig ist aber, dass die Batterie mit einer realen elektrischen Reichweite von mehr als 50 Kilometern groß genug ausgelegt ist und zusätzlich die Dekarbonisierung des Stromsystems weiter vorangetrieben wird." Laut der Studie werden die abnehmenden Kohlendioxid-Emissionen während der Batterieproduktion und die zunehmende Verbreitung von Schnellladesäulen diesen Vorteil jedoch in den kommenden Jahren immer mehr in Richtung der reinen Elektrofahrzeuge verschieben.
Dies mag wohl auch ein Grund sein, warum Toyota den Trend von Plug-in-Hybriden nur eingeschränkt verfolgt. Der japanische Hersteller ist mit einem Marktanteil von 60 Prozent der weltweit größte Produzent von Hybrid-Pkw, 31 Modelle sind global im Angebot, 14 davon in Europa.
Plug-in-Hybride haben ihre Berechtigung vor allem dann, wenn sie sehr viele Kurzstrecken fahren – also innerhalb ihrer elektrischen Reichweite. Gerade deshalb bringen wir eine neue Plug-in-Variante des Prius auf den Markt, die sich durch eine hohe elektrische Reichweite auszeichnet. Plug-in-Hybride sind kurzfristig aber keine Generallösung. Vielmehr erfüllen das unsere konventionellen Hybride", erklärt Gerald Killmann, Vice President R&D in Toyotas Forschungs- und Entwicklungszentrum im belgischen Zaventem, im Interview "Unsere Philosophie ist, Kerntechnologie im Haus zu entwickeln" aus der MTZ 5/2017.
Wie sich der Toyota Prius Plug-in im Vergleich zu anderen Plug-in-Hybriden wie dem Audi A3 E-tron, Mitsubishi Outlander PHEV oder dem Volvo V60 PHEV schlägt, hat Springer-Autor Werner Tober im Kapitel Analyse von Plug-in-Hybrid-Kraftfahrzeugen aus dem Buch Praxisbericht Elektromobilität und Verbrennungsmotor analysiert.
Plug-in-Hybride für den Volumenmarkt
Welche Systeme und Topologien bei Plug-in-Hybriden besonders für das Volumensegment geeignet sind, hat indes das Institut für Verbrennungskraftmaschinen und Fahrzeugantriebe an der Technischen Universität Darmstadt untersucht. Der Schlüssel zur Volumentauglichkeit liegt dabei für die Autoren in der konsequenten funktionalen Integration mit einer geeigneten Betriebsstrategie auf Gesamtsystemebene, woraus vereinfachte Teilsysteme auf Komponentenebene resultieren, wie sie im Artikel Plug-in-Hybride für den Volumenmarkt aus der MTZ 5/2017 erläutern.
Auch BMW und die Universität Duisburg-Essen haben eine Methodik erarbeitet, um optimale Auslegungsbereiche für die Elektrifizierung aufzufinden, wie sie im Artikel Kosten-Nutzen-Analyse von Plug-in-Hybrid-Fahrzeugkonzepten aus der ATZ 9/2013 erläutern. Mithilfe der erarbeiteten Methodik und den entwickelten Modellen lassen sich konsistente Konfigurationen des E-Systems eines Plug-in-Hybrid-Fahrzeugs mit maximalem Kundenutzen ableiten. Das Ziel der Forscher war, das Optimum bezüglich des Mehrpreises für den Käufer und hinsichtlich des Verbrauchsvorteils im Realbetrieb innerhalb des technischen Lösungsraums zu finden.