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Der Hybridantrieb: Ein Instrument zur nachhaltigen Marktpositionierung?

Seminararbeit 2008 15 Seiten

Umweltwissenschaften

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung

2 Funktionen und Varianten des Hybridantriebs

3 Der Hybridmotor im Vergleich zu alternativen Antrieben

4 Nachhaltige Marktchancen für Hersteller durch Hybridantriebe?
4.1 Globale Unterschiede im Verkehrssystem
4.2 Marktauftritte inländischer Automobilhersteller
4.3 Hybrid „für sich“ nutzen

5 Fazit

Literaturverzeichnis

1 Einleitung

Die Hybridtechnik im Bereich der Autoindustrie stellt ein zentrales Themengebiet der umweltpolitischen Entscheidungen für die Politik dar, speziell bei näherer Betrachtung von Umweltbelastungen und Ausstoßwerten der Nutz- und Kraftfahrzeuge. Maßnahmen, wie beispielsweise Steuererleichterungen für schadstoffarme Fahrzeuge oder aber Umweltzonen in Innenstädten, die von den entsprechenden Gremien zur Reduzierung des Schadstoffausstoßes verabschiedet werden, sind im Ausmaß sicherlich unterschiedlich; die erhoffte Wirkung bleibt jedoch gleich: Spritfressende und umweltbelastende Fahrzeuge sollen von deutschen Straßen entfernt werden. Darüber hinaus führt ein anderer Umstand derzeit zum Umdenken der Industrie und somit hin zu alternativen Energiequellen, wird einmal die Ressourcenknappheit im Bezug zum Rohöl aufgezeigt. Wie die Süddeutsche Zeitung anführt, können selbst Experten nicht genau abschätzen, wann der Rohölbestand weltweit aufgebraucht ist. Kurzweil prognostiziert ein Versiegen des Öls innerhalb der nächsten 50 Jahre. Eines scheint daher sicher, nämlich dass der Vorrat an fossilen Rohstoffen stetig schrumpft und somit zukünftigen Generationen nicht zur Verfügung stehen wird. Daher hat sich die Europäische Vereinigung der Automobilhersteller 1998 dazu verpflichtet, den Ausstoß von Kohlenstoffdioxid aller Neufahrzeuge bis 2008 auf 140 g/km zu reduzieren. Der nächste Schritt hin zu einem umweltfreundlicheren Gebrauch der fossilen Ressourcen ist eine weitere Reduzierung des Ausstoßes. Dieser Wert soll im Jahr 2012 bei 120 g/km CO2 liegen. Nach diesem Zeitraum werden sich die Anforderungen an den Verbrauch und den Emissionsausstoß einzelner Nutzfahrzeuge ebenso weiter verschärfen als auch die Vorräte des Rohstoffs Erdöl weiter reduzieren. Mit der Erkenntnis dieser Entwicklung richtet sich der Fokus ergo auf alternative Energie- und Antriebsquellen, wie beispielsweise den Hybridantrieb (vgl. BMBF 2004; Kurzweil 2006)

Diese gegenwärtige Form des Antriebs ist in ihrer Entwicklung als eher jung zu bezeichnen. Erste Versuche im Umgang mit Hybriden gab es zwar bereits am Anfang des 20. Jahrhunderts, heute befindet sich die Technologie jedoch im Anfangsstadium der Marktdurchdringung. Speziell den Vereinigten Staaten von Amerika wird nachgesagt, dass sie in punkto Umweltfreundlichkeit eher „altmodisch“ agieren. Zu häufig werden dort statt umweltschonenden Fahrzeugen stark motorige Automobile abgesetzt, die im Benzinverbrauch deutliche Defizite aufweisen (vgl. Frei 2005). Generell hat die Autoindustrie offiziell die Zeichen der Zeit erkannt und internalisiert. Doch die Forschungs- und Entwicklungskosten neuer Technologien sind hoch, die kontinentalen Märkte different und der Erfolg der Hybridtechnik ungewiss. Vor diesem Hintergrund ist zu klären, ob und wie stark die Automobilindustrie Neuerungen in der Entwicklung als lohnenswert empfindet. Zudem soll der Stand der Entwicklung des Hybridantriebs aufgezeigt werden. Ziel dieser Arbeit soll es sein, alternative Kraftstoffe kritisch zu beleuchten und mit der Hybridtechnologie zu vergleichen. Darüber hinaus soll hinterfragt werden, ob der Hybridantrieb als ein strategisches Instrument für Hersteller verstanden werden kann, wodurch deren Marktposition nachhaltig gesichert wird.

2 Funktionen und Varianten des Hybridantriebs

Die Diskussion um den Einsatz alternativer Antriebssysteme, speziell im Bereich der Nutz- und Kraftfahrzeuge, ist heute aktueller denn je. Immer wieder belegen Klimatologen und Meteorologen, dass sich die Lebensbedingungen auf unserem Planeten drastisch verändern werden. Ein Grund hierfür ist demnach die durch Menschenhand hervorgerufene globale Erwärmung, deren Folgen zurzeit als nicht präzise quantifizierbar bezeichnet werden. Wahrscheinlich ist, dass zukünftig milde Winter von Hitzeperioden im Sommer, Sturmfluten oder auch Tornados abgelöst werden. Diese Naturphänomene, so Experten, werden sich in den kommenden Jahren und Jahrzehnten weiter verschärfen. Daher ist es unumgänglich, klimafreundliche und schadstoffarme Produkte am Markt zu positionieren, um die Natur nachhaltig zu entlasten. Somit überrascht es nicht, dass der Hybridantrieb als mögliche Alternative zu herkömmlichen Antriebssystemen angesehen wird.[1]

Der Hybridantrieb besteht a priori aus mehreren Komponenten, die ambivalent zueinander agieren. Die Kombination dieser unterschiedlichen Technologien soll eine verbesserte Verbrauchssituation schaffen und zudem die Nachteile einzelner Systeme ausgleichen. Innerhalb der Kraftfahrzeuge bilden ein Diesel- oder Benzinmotor und ein Elektromotor den Hybridantrieb. Das Neuartige an dieser Technologie ist ein integrierter Speicher, welcher überschüssige Energie absorbiert, speichert und somit erhält. Dadurch ist es möglich, kleinere herkömmliche Motoren zu verwenden, da für die Inbetriebnahme die Arbeitsleistung nicht so hoch sein muss wie beim alleinigen Gebrauch beispielsweise eines Diesels. Folgend soll der Frage nachgegangen werden, wie der Hybridantrieb funktioniert.[2]

Beim Anfahren des Fahrzeugs ist auffällig, dass ausschließlich der Elektromotor antreibt, was anhand der Energie aus einer Batterie realisiert wird. Dadurch sorgt der Elektromotor für eine zügige, lautlose Anfahrt, während sich der Dieselmotor in einer Art „Wartestellung“ befindet. Ähnliches ist bei geringen Drehzahlen, beziehungsweise einer niedrigen Fahrgeschwindigkeit zu beobachten. Auch bis zu diesem Zeitpunkt wäre der Einsatz des Dieselmotors nicht effizient, da der Elektroantrieb eine größere Wirkung erzielt. Dieses Verhältnis ändert sich jedoch bei einer normalen Fahrgeschwindigkeit, ergo dem generellen Fahrbetrieb im Anschluss an die Anfahrtsphase. Hierbei ist der Dieselmotor effizienter, weshalb der Elektromotor nicht mehr ausschließlich, sondern unterstützend eingreift, um den Antrieb zu optimieren. Auffällig hierbei ist, dass überschüssige Energie in einem Generator gesammelt und gespeichert wird, wodurch sich wiederum der Elektromotor auflädt und einsatzfähig bleibt. Diese zusätzliche Energie wird bei hohen Fahrgeschwindigkeiten benötigt, da hierbei beide Motoren stark beansprucht werden, um optimale Ergebnisse zu erzielen. Von besonderer Bedeutung ist die Bremsung des Fahrzeugs; die Gewinnung neuer Energie steht im Beobachtungszentrum. Bremst das Fahrzeug ab, so wird bei herkömmlichen Fahrzeugen Energie freigesetzt, die als Reibungswiderstand verloren geht. Die Neuerung beim Hybrid liegt darin, dass diese Bremsenergie über Generatoren im Elektromotor gespeichert werden kann und somit die Kapazitäten erhalten bleiben. Der Leistungsverbrauch ist somit geringer als bei herkömmlichen Antriebssystemen. Weiter kann festgehalten werden, dass beim Stillstand des Fahrzeugs, etwa an einer „Roten Ampel“, beide Antriebssysteme ausgeschaltet werden. In diesen Situationen wird demnach keine Energie verwendet. (vgl. Toyota 2008). Soweit ein kurze Beschreibung über die Funktion des Hybrids während der Fahrt. Darauf aufbauend lassen sich drei Arten des Hybridantriebs unterscheiden.

Der serielle Hybridantrieb, wie oben beschrieben, treibt das Fahrzeug über einen Elektromotor an. Die elektrische Leistung hierfür stellt eine Verbrennungsmotor-Elektro-Maschinen-Einheit zur Verfügung. „Der Dieselmotor läuft mit konstanter Drehzahl im Bestpunkt von Wirkungsgrad und Emission. Die zum Beschleunigen notwendige Spitzenleistung liefert eine Batterie.“ (Kurzweil 2006, S. 8). Ein Eingreifen des herkömmlichen Motors wird demnach erst während der Fahrt notwendig.

Im Gegensatz hierzu agiert der parallele Hybridantrieb mit einer Kombination aus Elektro- und Verbrennungsmotor. Beide Motoren arbeiten im Antriebsstrang integrativ. Daraus resultiert, dass der Elektromotor die Schwächen eines Dieselmotors ausgleichen soll. Speziell für Lieferfahrzeuge, die nahezu emissionsfrei agieren sollen, eignet sich der parallele Hybridantrieb. Die dritte und letzte Variante stellt eine Mischform aus dem seriellen und dem parallelen Hybridantrieb dar, der innerhalb dieser Ausarbeitung nicht explizit beschrieben wird (vgl. Kurzweil 2006, S. 8 ff.).

[...]


[1] Um im weiteren Verlauf auf Marktchancen eingehen zu können, bedarf es vorab einer kurzen Vorstellung der Technologie. Allerdings soll diese nur oberflächlich beschrieben werden, da das Ziel dieser Arbeit ein anderes ist.

[2] Auf eine explizite Fachterminologie der Technik wird dabei verzichtet, da spezifische Erläuterungen den Fortgang der Arbeit behindern würden. Die Beschreibung richtet sich auf den seriellen Hybridantrieb.

Details

Seiten
15
Jahr
2008
ISBN (eBook)
9783640663385
ISBN (Buch)
9783640663309
Dateigröße
698 KB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v153768
Institution / Hochschule
Carl von Ossietzky Universität Oldenburg – Institut für Informatik, Wirtschafts- und Rechtswissenschaften
Note
1,7
Schlagworte
Hybrid Verbrauch

Autor

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