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CO₂-SenkungHybridisierung als Lösung

Wird die individuelle Mobilität zum Luxus, wenn sie klimafreundlich werden soll? Welche Wege führen zum Erreichen der CO₂-Vorgaben?

Der neue Toyota Yaris Hybrid ist ein extrem effizientes 3-Liter-Auto mit 85 kW (116 PS).
Der neue Toyota Yaris Hybrid ist ein extrem effizientes 3-Liter-Auto mit 85 kW (116 PS).
Toyota
Das Cockpit des New Yaris ist modern und übersichtlich und wird von dem grossen Touchscreen dominiert.
Das Cockpit des New Yaris ist modern und übersichtlich und wird von dem grossen Touchscreen dominiert.
Toyota
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Konventionelle Klein- und Kompaktautos werden die europäischen CO2-Ziele für 2025 nicht erreichen. So viel steht heute schon fest. Ihre Antriebe sind gerade effizient genug, um das Flottenlimit in diesem Jahr zu schaffen. Doch dann ist Schluss mit den reinen Verbrennern. Anders als vielfach prophezeit verschwinden die kleinen Motoren aber nicht aus den Modellprogrammen, sondern die Hubraumzwerge werden hybridisiert und bilden so eine Basis für erschwingliche und zugleich umweltfreundliche Autos.

«Kosten sind das grösste Thema, wenn es um den Durchbruch neuer Technologien geht», bringt es der österreichische Entwicklungsdienstleister AVL auf den Punkt. Im Kostenvergleich zu reinen Batterieautos seien verbrennungsmotorisch unterstützte Antriebe auch in den nächsten Jahren im Vorteil. Doch selbst Toyota (siehe Box) kann sich nicht auf mehr als 23 Jahren Hybrid-Erfahrung ausruhen. Der neue 1,5-Liter-3-Zylinder der Japaner wurde zwar stärker und zugleich sparsamer. Doch so günstig der Benziner ohne Turbo auch ist, in Kombination mit dem Hybrid-Stufenlosgetriebe stösst er sowohl bei den Kosten als auch bei der CO2-Minderung an seine Grenzen.

In die Schweiz kommt das System im Sommer im neuen Toyota Yaris. Der Cityfloh ist auf 85 kW (116 PS) erstarkt, der Preis steht derzeit nur für die sogenannte Premiere Edition fest – mindestens 31’500 Franken. Viel Geld für einen Mini. Aber dafür ist er auch in der Praxis ein extrem effizientes 3-Liter-Auto, das in der Stadt viel elektrisch fahren kann. Doch der CO2-Wert von voraussichtlich etwa 80 Gramm pro Kilometer (NEFZ-Zyklus) reicht nur knapp für die EU-Vorgaben in fünf Jahren. Mit grösseren Hybridmodellen ohne externe Stromversorgung (Plug-in) wird Toyota diese Zielmarke verfehlen. Deshalb steht ein Paradigmenwechsel bevor: Welche Antriebskonfiguration kann den Verbrauch im nächsten Schritt um weitere 15 Prozent senken und reine Batterieautos beim Preis unterbieten? Systemzulieferer wie Bosch, Continental und ZF wittern ihre Chance und werben mit neuen, kostengünstigeren Hybridlösungen um die Aufmerksamkeit der Autohersteller.

48-Volt-Systeme als Lösung?

Günstiger werden Fahrzeuge durch die Elektrifizierung generell nicht: Zum Verbrenner kommen meist eine Form von Automatikgetriebe plus Leistungselektronik samt Batterie. Spannend ist die Frage, welche Abstriche bei welchen Antriebskomponenten möglich sind. Am teuersten ist immer noch der Akku: Für jedes elektrische Reichweitenplus von jeweils zehn Kilometern werden schnell ein paar Hundert Franken fällig. Wer an der Preisschraube drehen will, landet also fast automatisch bei 48-Volt-Systemen. Solche Mildhybride rangieren mit 10 bis 15 kW elektrischer Leistung deutlich unter einem Vollhybrid wie im Yaris, der zwei E-Maschinen mit 68 und 59 kW Leistung nutzt. Beim Toyota-System ist die schwächere Maschine allerdings nicht für den Vortrieb, sondern unter anderem als Generator im Einsatz. Deshalb kommt der Yaris Hybrid einschliesslich Verbrenner auf eine Systemleistung von lediglich 85 kW. Viel Aufwand für ein überschaubares Ergebnis.

Einfacher geht es ohne tiefe Eingriffe ins (Automatik-)Getriebe. So kann sich die Continental-Tochter Vitesco ein Einstiegssystem vorstellen, das mit nur 20 kW elektrischer Leistung zum Vollhybrid ertüchtigt wird. Das Maschinchen lässt sich an ein manuelles Schaltgetriebe koppeln. Dann stehen bis zu 70 Nm an zusätzlichem elektrischem Drehmoment zur Verfügung. Kompakte Fahrzeuge können mit diesem sogenannten High-Power-System zwischen 60 und 80 km/h schnell elektrisch fahren. Wie lange sie das Mitschwimmtempo durchhalten, hängt von der Batteriegrösse ab. Entscheidend ist, dass solche aufgemotzten Verbrenner vorübergehend abgasfrei unterwegs sein können. Wenn Städte wie Paris, London oder Stockholm Nullemissionszonen auswiesen, würden sich solche Autos schnell verbreiten.

VW setzt Schwerpunkt auf Stromer

Tiefer gehen die Eingriffe bei einem Plug-in-Hybrid (PHEV): Das konventionelle Automatikgetriebe wird tüchtig ausgeschüttelt, bis nur noch vier mechanische Gänge übrig bleiben. Entfallen können auch die Mechanik zur Synchronisation beim Gangwechsel sowie die Schaltstufen zum Anfahren (1. und 2. Gang) und zum Rückwärtsfahren. Das alles übernimmt eine elektrische Traktionsmaschine. Geeignet ist so ein platz- und kostensparender Steckerhybrid aus Komfortgründen eher für Klein- und Kompaktfahrzeuge bis 1500 Kilogramm. Auch die Übertragungsleistung ist limitiert: Mehr als 130 km/h im Elektromodus und 160 km/h im kombinierten Betrieb sind laut Vitesco nicht geplant.

Das Problem ist nur: Für so einen Plug-in-Hybrid muss ein (Volumen-)Hersteller Mut und Geduld mitbringen: Erst wenn das neu entwickelte Getriebe hohe Stückzahlen erreicht, rechnet sich der Aufwand. VW hatte so ein System zwar in der Forschung, setzt den Schwerpunkt nun jedoch auf reine Batterieautos (BEV). Renault will dagegen zweigleisig fahren und das kostenoptimierte Plug-in-System in Serie bringen. Bleibt abzuwarten, welche der beiden Steckervarianten im Auto zuerst die Grenze von 20’000 Franken unterschreitet. Erst unterhalb dieser Preisschwelle werden saubere Kleinwagen massentauglich.