Alternativ angetrieben
Die Fortbewegungsmittel
Im Folgenden zeigen wir die Vor- und Nachteile der einzelnen Fortbewegungsmittel und gehen auch auf technische Details ein.
E-Scooter
E-Scooter sind die wendigsten und flexibelsten Fortbewegungsmittel mit E-Motor. Angetrieben werden sie von einem Motor, der typischerweise im Hinterrad verbaut ist. Beschleunigt wird mithilfe eines «Drehgriffs», der direkt am Lenker sitzt. Die Bremsen sind ebenfalls am Lenker angebracht.
E-Bike
Das E-Bike benutzt einen Elektromotor, um die Tretkraft des Fahrers zu unterstützen. Es bietet also keinen Beschleunigungshebel und kein Pedal wie man es etwa von einem E-Roller oder Auto her kennt. Die beim E-Fahrrad verbauten Sensoren messen fortwährend Parameter wie Trittfrequenz, Drehmoment und Geschwindigkeit, um die optimale Unterstützung zu berechnen. Die Steuerung des Motors erfolgt über ein Display am Lenker, mit dem unterschiedliche Unterstützungsstufen gewählt werden können. E-Bikes bieten mit Nabenmotor, Mittelmotor und Tretlagermotor drei verschiedene Antriebsarten.
E-Roller
Elektromotorräder respektive die «leichteren» E-Roller nutzen einen bürstenlosen Gleichstrommotor (BLDC) für den Antrieb. Beim BLDC kommt ein Rotor zum Einsatz, der von einer Batterie gespeist wird.
E-Scooter prägen mittlerweile das Stadtbild
Quelle: Shutterstock/Herr Loeffler, Victor Velter, BGStock72
Automobil
Die letzte Kategorie sind Autos mit Alternativantrieb. Hier gibt es mehrere Varianten:
- Der Hybridantrieb vereint den klassischen Benzinmotor mit dem Elektromotor. Hierbei werden diese beiden Antriebe mit zwei Motoren zu einem effizienten Gespann kombiniert. Der Hybridantrieb wechselt bei der Fahrt also automatisch hin und her. Meistens funktioniert das so: Fährt das Auto langsam (weniger als 50 km/h), kommt beim Hybridfahrzeug der elektrische Motor zum Einsatz. Wird hingegen stark aufs Gaspedal gedrückt oder schneller gefahren, schaltet das Hybridauto den Verbrennungsmotor dazu oder nutzt diesen exklusiv. Die simple Faustregel: Je schneller man unterwegs ist, desto mehr wird auf den Verbrennungsmotor zurückgegriffen.
- Das vollelektrische E-Auto (kurz E-Auto) hat wohl die derzeit grösste Beachtung aller Alternativantriebe. Oft auch mit dem Kürzel BEV (Battery Electric Vehicle) bezeichnet, gibt es drei unterschiedliche Elektromotoren, die E-Autos antreiben: die permanenterregte Synchronmaschine (PSM), die Asynchronmaschine (ASM) und die fremderregte Synchronmaschine (FSM). Anhand von Merkmalen (gewünschte Reichweite, Leistung, Platzbedarf, Belastungsfähigkeit des Getriebes etc.) kann sich der Typus der E-Maschine und deren Anzahl im Fahrzeug unterscheiden. So können in einem Auto sogar zwei unterschiedliche Typen von E-Antriebsmaschinen verbaut sein: beispielsweise eine PSM an der Hinterachse und eine ASM an der Vorderachse. Die E-Maschinen nutzen übrigens Drehstrom, die Hochvoltbatterie liefert Gleichstrom – deshalb ist jeder Elektromotor mit einer Leistungselektronik gekoppelt, die den Strom wandelt.
- Bei mit Wasserstoff angetriebenen Autos kommt die Brennstoffzellentechnologie als Energielieferant zum Einsatz. Für einen Fahrzeugantrieb sind mehrere Hundert Brennstoffzellen als Gesamteinheit erforderlich. Wichtig: Zur Wasserstoffspeicherung sind im Auto spezielle Tanks untergebracht, und zwar aussen und im Unterboden des Fahrzeugs. Über eine Leitung gelangt der Wasserstoff in die Brennstoffzellen und reagiert dort mit Sauerstoff. Der Sauerstoff geht durch Lufteinlässe in den Verdichter. Durch eine chemische Reaktion, im Fachjargon als «kalte Verbrennung» bezeichnet, entsteht an der Membran die nötige Elektrizität für den elektrischen Antrieb des Autos. Dabei entsteht als Emission nur Wasserdampf.
Eine Hochvoltbatterie kommt wie bei den E-Autos auch bei diesem Fahrzeugantrieb zum Einsatz. Sie speichert zusätzlich Bremsenergie und setzt diese Energie zum Beispiel beim Anfahren oder bei Beschleunigungsphasen (Überholmanöver etc.) ein. Folglich handelt es sich bei Wasserstoffautos um Hybridfahrzeuge mit einem Elektroantrieb, der eine Brennstoffzelleneinheit und eine Batterie miteinander kombiniert. - Mit Erdgas betriebene Autos nutzen als Treibstoff komprimiertes Erdgas (Compressed Natural Gas oder kurz CNG). Lastwagen und andere Nutzfahrzeuge mit Erdgasantrieb verbrennen dagegen meist Flüssigerdgas (Liquefied Natural Gas oder kurz LNG). Ihre «grüne» Etikette: Erdgasantriebe sind schadstoffarmer als Benziner. Technisch gesehen liegen Erdgasfahrzeuge und Benziner auf einer Linie. Im Vergleich zu Benzin liegt die Verbrennung von CNG jedoch bei ca. 75 Prozent der CO₂-Menge.
