Geschichte, Gegenwart und Zukunft des Automobils

Dargestellt an ausgewählten Beispielen

© by Jonas Kesting

1. Vorwort

2. Geschichte

2.1 Das erste Automobil mit Verbrennungsmotor

2.2 Erfindung des Dieselmotors

2.3 Darstellung verschiedener Entwicklungsstränge

2.3.1 Daimler Benz (Mercedes)

2.3.2 DKW und Auto Union

2.3.3 Auto für das Volk (Volkswagen)

2.4 Abschließende Gedanken zum geschichtlichen Teil

3. Kleinwagenkonzepte früher und heute

4. Umweltbelastung durch Verbrennungsmotoren

4.1. Entwicklungen zur Verringerung des Schadstoffausstoßes

4.1.1 Effizientere Verbrennungsmotoren

4.1.1.1 Diesel Direkteinspritzung

4.1.1.2 Benzin Direkteinspritzung

4.1.2 Der Katalysator

4.1.3 Der Rußpartikelfilter

5. Alternative Kraftstoffe

5.1 Pflanzenöl

5.2 Biodiesel (RME)

5.3 Erdgas

5.4 Biogas

5.5 Hybridantrieb

6.Antriebe in der Zukunft

6.1 Verschiedene Wasserstoffantriebe

6.1.1 Brennstoffzelle (Daimler Chrysler)

6.1.1.1 Funktionsprinzip der Brennstoffzelle

6.1.1.2 Wasserstoffdirektbetankung

6.1.1.3 Methanol zur bordeigenen Wasserstoffproduktion

6.1.2 Wasserstofffahrzeuge mit Verbrennungsmotor (BMW)

6.1.2 Wasserstoff als Energieträger

6.2 Elektroantrieb

7.Abschlussgedanke

Literaturverzeichnis

Internetadressen

1.Vorwort

Da ich großes Interesse an Automobilen habe lag es nahe, sie zum Thema meiner Abschlussarbeit zu machen. So entwickelte sich der Gedanke, die Geschichte des Automobils an ausgewählten Beispielen darzustellen. Nach einigen Überlegungen beschloss ich, mich in meiner Arbeit auch mit den Umweltbelastungen, die durch das Automobil mit verursacht werden und mit neuen Technologien für die Zukunft zu befassen. Schließlich sah mein Konzept für die Arbeit so aus, dass ich im ersten Teil zur Geschichte des Automobils schreibe. Daran schließt sich der zweite Teil an, in dem ich Entwicklungen beschreibe, die den konventionellen Verbrennungsmotor umweltfreundlicher machen. Im letzten Teil stelle ich neue Technologien für die Zukunft vor, die zwar größtenteils noch nicht serienreif sind, jedoch den konventionell, mit fossilen Brennstoffen betriebenen Verbrennungsmotor einmal ablösen sollen. Vorher gehe ich noch auf alternative Kraftstoffe ein, die zwischen konventioneller und zukünftiger Technik zum Antrieb des Automobils stehen und sozusagen eine Brücke zwischen Gegenwart und Zukunft schlagen. Einige alternative Kraftstoffe werden vor allem dann an Bedeutung gewinnen, wenn die fossilen Brennstoffe zu Ende gehen, aber Entwicklung und Infrastruktur für die neuen Technologien noch nicht ausgereift sein sollten.

2. Geschichte

2.1 Das erste Automobil mit Verbrennungsmotor

Carl Friedrich Benz und Gottlieb Daimler entwickelten gleichzeitig ein Automobil mit Verbrennungsmotor, allerdings wusste keiner von den Entwicklungen des anderen. Beide hatten erkannt, dass sich der von Nikolaus Otto entwickelte “Gasmotor“, der mit Benzin betrieben wird, gut zum Antreiben von Fahrzeugen eignet. Das Automobil von Carl Benz wurde vor dem Fahrzeug von Gottlieb Daimler fertiggestellt und ist somit das erste Automobil mit Verbrennungsmotor gewesen, welches in einer Kleinserie gefertigt wurde.

Benz Patent Motorwagen

1885 meldete Carl Benz seine Idee zum Patent an und erhielt am 29. Januar 1886 die Urkunde. Daraufhin entwickelte er den Carl Benz Patent Motorwagen Das Fahrzeug hatte einen hintenliegenden Motor der 0,75 PS leistete. Der Motorwagen hatte nur drei Räder, hinten zwei und vorne eins, dadurch war die Konstruktion der Lenkung einfacher und der Wagen erreichte so eine große Wendigkeit. Bis 1894 baute Carl Benz ca. 25 Dreirad- Motorwagen, die für ungefähr 3000 Mark zu erwerben waren.

Die technischen Daten des Benz Patent Motorwagens:

Offener zweisitziger Dreiradwagen

Motor: 4-Takt 1 Zylinder, Hubraum: 954 ccm, Leistung: 0,75 PS bei 4000 U/min,

Gewicht 265 kg, Baujahr:1886

Gottlieb Daimler stellte 1885 einen Motor her, der so klein war, dass er für den Einbau in eine Kutsche geeignet war. Am 8. März 1886 bestellte Gottlieb Daimler eine Kutsche bei der Wagenbaufabrik Wilhelm Wimpff & Sohn in Stuttgart. Auf diese Kutsche ließ er seinen selbst entwickelten 1 Zylinder Motor setzen, der 1,1 PS leistete. Somit entstand das erste vierrädrige Automobil mit Verbrennungsmotor, der Daimler Motorwagen. Die technischen Daten des Daimler Motorwagens:

Motor: 1 Zylinder, stehend, Hubraum: 462 ccm, Leistung: 1,1 PS bei 600 U/min, Viertakter, Höchstgeschwindigkeit:18 km/h, Gewicht:290 kg,Baujahr:1886[1]

Daimler Patent Motorwagen

Das Wort „Automobil“ hat sich zwar in der französischen Sprache entwickelt, ist aber aus der griechischen hergeleitet: autos=selbst mobile=beweglich. Das Wort wurde nun in vielen Ländern der Erde benutzt, obwohl es eigentlich gar nicht auf die Eigenschaften eines Automobils zutrifft, denn dieses bewegt sich nicht von selbst. Das Wort „Kraftfahrzeug“, welches später in der deutschen Sprache eingeführt wurde, trifft meiner Meinung nach die Eigenschaften etwas besser, aber auch nicht vollkommen richtig.

Die ersten Automobile wurden von einem Großteil der Bevölkerung sehr skeptisch aufgenommen. Die meisten Menschen konnten sich nicht vorstellen, dass eine Kutsche ohne Pferde fahren soll. Aus diesem Grund entwickelte sich die Ausbreitung der Automobile auch erst sehr zögerlich, dann jedoch immer schneller.

Die ersten Automobile wurden mit Dampfmaschinen betrieben, auch Elektromotoren wurden getestet, doch schließlich stellte sich der Verbrennungsmotor als ideales Antriebsmittel heraus.[2]

2.2 Erfindung des Dieselmotors

Rudolf Diesel hatte es sich zum Ziel gesetzt, einen Verbrennungsmotor zu erfinden, der ohne Zündanlage funktioniert. 1890 brachte Diesel seinen Motor erstmals zum Laufen und 1892 bekam er das Patent auf den von ihm entwickelten Motor. Die ersten Dieselmotoren waren allerdings so schwer und unförmig, dass sie sich nicht für den Einsatz in Automobilen eigneten. Deshalb erlebte Diesel den Erfolg seines Motors nicht mehr. Nachdem 1907 das Grundpatent erloschen war, begannen andere am Dieselmotor zu forschen. So beschäftigte sich auch Daimler-Benz mit dem Dieselmotor und entwickelte um 1930 einen Motor mit drei Litern Hubraum, der allerdings so schwer war, dass die Nutzlast des kleinen Nutzfahrzeugs, in das er eingebaut werden sollte, nur durch den Motor bereits ausgelastet gewesen wäre. Deshalb wurde ein noch leichterer Motor entwickelt der in einen Pkw eingebaut wurde. Im Februar 1936 wurde der 260D der staunenden Öffentlichkeit auf der „aaa“ („avus automobile akzente“= Berliner Automobilausstellung) präsentiert. So stellte Daimler-Benz zeitgleich mit Hanomag den ersten serienreifen Pkw mit Dieselmotor vor.[3]

2.3 Darstellung verschiedener Entwicklungsstränge

2.3.1 Daimler Benz (Mercedes)

Die Geschichte von Daimler Benz beginnt eigentlich schon mit den beiden ersten Automobilen, die im Kapitel „Das erste Automobil mit Verbrennungsmotor“ beschrieben werden.

Bei Benz-Automobile folgten nach dem Patent Motorwagen noch einige Automobile, bei denen man zwischen vielen Karosserievarianten wählen konnte. Diese Modellvielfalt machte Benz-Automobile zwischenzeitlich zu dem erfolgreichsten Automobilhersteller der Welt. Da sich Karl Benz weigerte, Automobile mit mehr Leistung zu bauen, erlebte die Firma am Anfang des 20. Jahrhunderts eine Absatzkrise. So verließ Karl Benz im Jahre 1903 seine eigene Firma. Nun wurden auch Motoren für den Renneinsatz konzipiert und das Unternehmen fand den Weg aus der Krise.

Der Absatz der Daimler-Automobile lief auch recht gut. 1899 wurde Emil Jellinek, der österreichische Generalkonsul in Nizza, Alleinvertreter in mehreren Ländern. Da die Automobile von Daimler einen so eleganten Klang hatten, taufte er die Fahrzeuge auf den Namen Mercedes. Dies war der Name seiner Tochter. Da der Name Mercedes gut angenommen wurde, beschloss Daimler-Automobile alle Fahrzeuge so zu nennen und damit beginnt die Geschichte von Mercedes Automobilen. 1900 starb Gottlieb Daimler, die Firma führte sein Sohn Paul Daimler weiter, der stark in die Firma investierte. Der junge Daimler geriet schließlich mit dem Aufsichtsrat, der ein gut verkäufliches Serienauto entwickeln wollte, in Streit, denn Paul Daimler wollte lieber einen Achtzylinder bauen. Deshalb verließ Paul Daimler 1922 die Firma und ging zu Horch, wo er seine Ideen verwirklichen konnte. Ab 1921 baute Daimler den Kompressormotor.

Mercedes Simplex

Nach dem ersten Weltkrieg gab es 86 Automobilhersteller in Deutschland. Insgesamt boten diese Hersteller 144 verschiedene Modelle an. Die wirtschaftliche Lage war allerdings so schlecht, dass ein Hersteller den gesamten Bedarf hätte decken können. Deshalb arbeiteten Benz und Daimler seit 1924 in einer Interessengemeinschaft zusammen. 1926 beschlossen die beiden Firmen sich zusammenzuschließen. So entstand der Firmenname Daimler-Benz A.G. Das Markenzeichen setzte sich aus dem Mercedes Stern und dem Lorbeerkranz von Benz zusammen. Das Zeichen, wie es uns heute bekannt ist, besteht seit 1933.

Die Automobile, die von Daimler–Benz gebaut wurden, trugen nun alle den Namen Mercedes. 1936 wurde der erste serienmäßige Diesel Pkw von Daimler-Benz entwickelt. Der Wagen wurde hauptsächlich als Taxi oder für den leichten Lieferverkehr eingesetzt, aber auch bei Privatkunden fand der 260D nach anfänglicher Zurückhaltung seine Käufer. Der Diesel stellte sich bald als sehr langlebiger und robuster Antrieb heraus. An dieser Stelle möchte ich bemerken, dass die Autos von Daimler-Benz für die „einfachen Leute“ nicht erschwinglich waren, da der Preis für die Fahrzeuge einfach zu hoch war. Die Menschen, die Geld besaßen, kauften sich einen Mercedes um zu zeigen: „Ich habe es zu etwas gebracht“.

Mercedes Benz Typ 170

Zum Prestige von Mercedes-Wagen schrieb der Spiegel[4] meiner Meinung nach recht treffend: „Mercedes-Wagen chauffieren selbstständige Handwerker und Manager von Großunternehmen, Taxifahrer und Playboys, Päpste und Zuhälter, rechte Diktatoren und linke Revolutionäre, Hollywood-Stars und Rauschgifthändler“. Ein wichtiges Kapitel in der Geschichte ist wohl der 300 SL Flügeltürer, den fast jeder schon einmal abgebildet gesehen hat und mit der Marke Mercedes verbindet. Das Fahrzeug wurde 1954 auf den Markt gebracht. Der drei Liter Benzinmotor leistete 215 PS und war der erste Viertaktmotor in einem Serienfahrzeug mit Benzineinspritzung. Das Fahrwerk bestand aus einer Stahlrohr-Gitterrahmen Konstruktion, die von einer Leichtbau-Stahlblech-Karosserie überzogen war. Der Name SL stand für „Sport Leicht“ bzw. „Super Leicht“.Das Charakteristische für dieses Automobil waren die Flügeltüren. Der 300 SL Flügeltürer wurde 1400 mal verkauft.

Mercedes Benz 300 SL Flügeltürer

In den sechziger Jahren bekamen die Mercedes Modelle Heckflossen nach amerikanischem Vorbild. Ein sehr exklusives Fahrzeug war der Mercedes 600, er wurde von 1964-1981 nur 2677 mal gebaut. Für die exklusive Kundschaft gab es exklusives Zubehör. Das Fahrzeug wurde hauptsächlich für Präsidenten, Ölscheichs und den Papst gebaut. In den achtziger Jahren eroberte Mercedes mit dem 190 erfolgreich das Terrain, in dem VW Golf und Opel Kadett den Markt beherrschten. Dieses Auto war zu dem relativ günstigen Grundpreis von 25.600 DM zu erwerben. 1998 fusionierten Daimler-Benz und Chrysler zu einem der größten Autokonzerne der Welt. Dieser Konzern trägt den Namen Daimler-Chrysler. Hier sind die Personenwagen-Marken Maybach, Mercedes-Benz, Chrysler, Jeep, Dodge und smart zusammengefasst. Außerdem gibt es noch folgende Nutzfahrzeug-Marken: Mercedes-Benz, Freightliner, Sterling, Western Star, Setra, Thomas Built Busses, Orion und American LaFrance. Nach der Fusion mit Chrysler verschwand der Name Benz aus der Firmenbezeichnung. Im Markennamen Mercedes-Benz blieb der Name des Erfinders des Automobils allerdings erhalten.[5]

2.3.2 DKW und Auto Union

Jörgen Skafte Rasmussen gründete 1907 die Zschopauer Maschinenfabrik in der Nähe von Chemnitz. Da durch den ersten Weltkrieg Benzinknappheit herrschte, beschloss Rasmussen Dampf-Kraft-Wagen zu bauen, welche intern unter der Bezeichnung D.K.W. liefen .So taucht das erste mal in der Firmengeschichte der Name DKW auf. Da sich die Benzinknappheit wieder entspannte, begann Rasmussen mit der Produktion von Verbrennungsmotoren. Sein erster Motor war ein kleiner Zweitaktmotor, der unter dem Namen D.K.W in Spielwarenläden verkauft wurde. Diesmal stand D.K.W. für: „Des Knaben Wunsch“. Da nach dem Krieg nicht an die Produktion von Automobilen zu denken war, baute Rasmussen diesen Zweitaktmotor. Um eine richtige Basis für ein Industrieunternehmen zu haben, begann Rasmussen mit der Produktion von Fahrrad-Hilfsmotoren und so hatte er 1921 bereits 20 Motoren im Angebot. Die Motoren zeichneten sich durch eine hohe Zuverlässigkeit und gute Kraftübertragung aus. So kam es wohl zu dem Werbespot, in dem der Name DKW das dritte Mal verwendet wurde. Diesmal standen die drei Buchstaben für: „Das kleine Wunder“ und der Werbeslogan lautete: „DKW das kleine Wunder, läuft bergauf wie viele runter“. Nach den Fahrrad-Hilfsmotoren entwickelte die Firma Motorräder, auf die ich aber nicht näher eingehen werde. Die Entwicklungen der Zschopauer Maschinenfabrik wurden nun unter dem Namen DKW verkauft. Nachdem Rasmussen einen 2 Zylinder Motor entwickelt hatte, konnte er endlich ein schon länger geplantes vierrädriges Fahrzeug bauen. Dieses Fahrzeug wurde wohl nie ausgeliefert, erschien aber 1919 in der DKW Werbung als: „Der kleine Bergsteiger“. Der Motor des Fahrzeugs war auf dem linken Trittbrett befestigt und trieb über eine Kette die Hinterachse an. Durch das niedrige Gewicht von 250 kg brachte es das Fahrzeug mit einem 5 PS Motor auf eine Höchstgeschwindigkeit von 60 km/h. Parallel zu dieser Entwicklung lernte Rasmussen den Konstrukteur Dr. Slaby kennen, der ein Auto mit Elektromotor entwickelte. Dieser hatte aber nicht genug Geld um die Entwicklung fertigzustellen. So stieg Rasmussen mit in das Projekt ein und hatte somit auch Elektrofahrzeuge im Angebot. Rassmussen übernahm die Firma Slaby & Beringer einige Zeit später, da diese durch die prekäre Wirtschaftslage nicht mehr bestehen konnte. Nach diesen beiden Projekten widmete er sich erst einmal wieder mehr der Motorradproduktion, DKW entwickelte sich zu einem großen Motorradhersteller. Das erste richtige DKW Automobil erschien im Mai 1928. Die Karosserie des Fahrzeugs bestand aus einer selbsttragenden mit Kunstleder bespannten Sperrholzkonstruktion mit Holzgerippe. Es gab ein Zweisitzer-Cabrio und einen Zweisitzer (Roadster), in Ersterem konnten zur Not insgesamt 4 Personen befördert werden. Die beiden Autos liefen unter der Typenbezeichnung P15. Angetrieben wurden die Fahrzeuge von einem 600 ccm großen 2 Zylinder Zweitaktmotor. Der Motor war vorne hinter der Vorderachse angeordnet und trieb die Hinterräder an. Das Getriebe stammte ursprünglich aus dem Motorrad und hatte 3 Gänge, aber keinen Rückwärtsgang.

DKW P15

Mit diesen Fahrzeugen war der Durchbruch geschafft und so folgten viele weitere Automobile mit dem Markennamen DKW. Wann Rasmussen damit begann, vorderradangetriebene Fahrzeuge zu bauen, ist nicht mehr herauszufinden, da keine Unterlagen mehr darüber vorliegen. Fest steht aber wohl, dass Rasmussen kleine und günstige Fahrzeuge herstellen wollte bzw. musste, da die großen Wagen nicht mehr so einen großen Absatz erzielten. Deshalb entschied er sich wahrscheinlich, Kleinwagen mit Vorderradantrieb zu bauen. Der erste „Frontwagen“ (Frontwagen war ein von DKW geschützter Begriff) wurde im Frühjahr 1931 auf der Automobil-Ausstellung vorgestellt. Auch dieses Fahrzeug hatte eine mit Kunstleder bespannte Sperrholzkarosserie und einen Zweitaktmotor. Es gab allerdings auch einige wenige Fahrzeuge von DKW mit Stahlblechkarosserie[6]. „Eines aber hatten alle DKW- Automobile gemeinsam: den Zweitaktmotor“[7]

Am 29. Juni 1932 schlossen sich vier Autohersteller zur AUTO UNION A.G zusammen. Dies war wohl der einzig richtige Weg, um die große Wirtschaftskrise 1932 zu überstehen. In der AUTO UNION.AG vereinigten sich AUDI, DKW, HORCH und WANDERER. Die AUTO UNION schrieb bis zum zweiten Weltkrieg gute Verkaufszahlen. Während des Krieges kam die normale Produktion in den Werken der AUTO UNION A.G. zum Erliegen und es wurden hauptsächlich Rüstungsgüter hergestellt. Nach dem Krieg wurden die Werke im Osten Deutschlands demontiert und viele Mitarbeiter, vor allem aus technischen Abteilungen, wurden nach Russland dienstverpflichtet. Am 01.07 1948 wurde von der Landesregierung Sachsen bekannt gegeben, dass das Vermögen der AUTO UNION A.G. enteignet sei. Und „am17.08.1949 wurde die Firma im Handelsregister Chemnitz gelöscht“[8]. Nachdem Mitte Juni 1945 in München Besprechungen stattgefunden hatten, wurde beschlossen, in Westdeutschland eine Firma für Ersatzteile zu gründen, da an Automobilbau erst einmal nicht zu denken war. Die Produktion von Ersatzteilen machte deshalb Sinn, weil die Automobile der Firma DKW mit ihrer kunstlederbespannten Holzkarosserie im Krieg nicht von der Wehrmacht eingezogen worden waren. Deshalb existierten nach dem Krieg noch viele DKW und so wurden in Süd- und Norddeutschland etwa zeitgleich Zentraldepots für Ersatzteile eröffnet. Die neue Firma nannte sich „Zentraldepot für AUTO UNION - Ersatzteile GmbH“. Da aber auch wieder Automobile und Motorräder produziert werden sollten, wurde am 01.01.1949 in Ingolstadt die AUTO UNION GmbH begründet. Der Name der alten Firma (AUTO UNION A.G.) durfte, obwohl ja keine Firma mehr mit dem Namen existierte, nicht wieder verwendet werden. Die neue GmbH begann in Düsseldorf und in Ingolstadt zu produzieren und schon 1950 war die AUTO UNION und somit auch DKW wieder auf dem Markt vertreten. Der Konzern wuchs schnell und konnte somit auch tausende von Arbeitsplätzen schaffen. Doch nach einiger Zeit wurden wieder der betriebsinterne Dualismus der Frage Zweitaktmotor (DKW) oder Viertaktmotor (die anderen Konzerne der AUTO UNION) deutlich, außerdem sank der Absatz der Motorräder stetig ab. So kamen mehrere Faktoren zusammen und am 1.Januar 1958 wurde die AUTO UNION GmbH von Daimler-Benz übernommen. Mitte der (19)60er Jahre verkaufte Daimler-Benz die AUTO UNION GmbH, allerdings ohne das Werk Düsseldorf, an die Volkswagenwerk A.G.. 1965 wurde der letzte DKW von einem neuen Audi, der von der VW A.G. entwickelt wurde, abgelöst. So erinnert heute nur noch die Stadt Ingolstadt, die vier Ringe von AUTO UNION, die jetzt jeden Audi zieren und der Name Audi an die AUTO UNION GmbH und somit auch an DKW.[9]

2.3.3 Auto für das Volk (Volkswagen)

Automobile waren früher einem finanziell gut situierten Personenkreis vorbehalten gewesen. Dies wollte Ferdinand Porsche ändern, deshalb begann er mit der Planung eines Automobils für die Masse. Nachdem Ferdinand Porsche der Reichsregierung ein Manuskript, in dem der Bau eines Volkswagens beschrieben war, übergeben hatte, wurde am 22.06.1934 ein Vertrag unterzeichnet, der die Konstruktion eines Volkswagens beschloss. Bereits im Oktober 1935 fuhr der erste Prototyp. 1936 folgten drei weitere Prototypen und 1937 wurden mit 30 Prototypen 1.4 Millionen Versuchskilometer zurückgelegt. Im Mai 1937 wurde die Gesellschaft zur Vorbereitung des deutschen Volkswagens mbH gegründet (Gezuvor). Außerdem erhielt der Volkswagen seine endgültige Form.

Im Jahr 1938 wurde durch die Zusammenlegung mehrerer Gemeinden die Stadt des KdF-Wagens gegründet. In diesem Jahr wurde die Gezuvor in Volkswagenwerk GmbH umbenannt. Außerdem wurde mit dem Bau des Volkswagenwerks begonnen.1940 begann wegen des Krieges die Rüstungsproduktion. Am Ende des Krieges waren etwa zwei Drittel der Fabrikhallen zerstört. Trotzdem wurde schon Ende Mai, Anfang Juni die Produktion wieder aufgenommen. Die Stadt, in der produziert wurde, bekam nun den Namen Wolfsburg. Die ersten Fahrzeuge gingen ausschließlich an die alliierten Besatzungsmächte und an die Deutsche Post. Bereits am 13.05.1949 läuft der 50.000ste (Nachkriegs-)Volkswagen vom Band. Außerdem wird in diesem Jahr das Exportmodell des Volkswagen präsentiert, welches eine bessere Ausstattung hatte und für den Preis von 5.450 DM zu erwerben war. Gleichzeitig begann Karmann auf Basis des Volkswagen ein Cabriolet zu bauen, welches das meist verkaufte Cabrio der Welt wurde (330.281 Exemplare). 1949 lief der erste Volkswagen-Transporter vom Band, er basierte auf der Plattform der Limousine, hatte aber einen hohen Aufbau und zählte somit zu den leichten Transportern für den Lieferverkehr und für Handwerker. Der Transporter wurde auch als Kleinbus mit Fenstern gebaut. Schon bald wurden auf anderen Kontinenten Verkaufsgesellschaften gegründet, die für den Vertrieb des Volkswagens zuständig waren. 1955 wurde das in Zusammenarbeit mit Karmann entwickelte VW Karmann-Ghia Coupe vorgestellt. Am 29.06.1960 stimmte der Bundestag mit großer Mehrheit für die Privatisierung der Volkswagenwerk GmbH, so wurde die Volkswagenwerk GmbH zur Aktiengesellschaft, deren Aktien zu 60% als Volksaktien veräußert wurden. Die restlichen 40% blieben beim Bund und dem Land Niedersachsen. In den sechziger Jahren folgten einige Neuentwicklungen im Pkw und Lieferwagen Bereich. Am 05.01.1965 erwarb die Volkswagen AG von der Daimler-Benz AG die Auto Union GmbH. Es wurde aber nur die Marke Audi weitergeführt. Deshalb werden die vier Ringe von Auto Union heute meist mit Audi in Verbindung gebracht. Am 17.02.1972 lief der 15.007.034ste Volkswagen (für den sich mittlerweile der Name Käfer eingebürgert hatte) vom Band. Damit war der bisherige Produktionsrekord des Ford T-Modells gebrochen. Trotz dieses Erfolgs war der Volkswagen (Käfer) in die Jahre gekommen und verkaufte sich deshalb nicht mehr so gut. Dadurch kam die Volkswagenwerk A.G. in finanzielle Schwierigkeiten. Um wieder bessere Verkaufszahlen zu erzielen, wurde ein neues Fahrzeug entwickelt, welches den Volkwagen (Käfer) ablösen sollte. Dieses Modell hatte einen Frontmotor mit Wasserkühlung und Frontantrieb. So war der VW Golf geboren.

VW Golf 1

Der Kundschaft musste nun erst einmal vermittelt werden, dass nicht mehr der Heckmotor mit Luftkühlung und Hinterradantrieb etwas Gutes sei, sondern das genaue Gegenteil, der Frontmotor mit Wasserkühlung. Dies gelang und der Golf wurde ein Erfolg. Deshalb lief am 01.07.1974 der letzte Käfer im Stammwerk Wolfsburg vom Band. Das Volkswagenwerk Emden produzierte den Käfer noch bis zum 19.01 1978, dann wurde auch hier die Produktion eingestellt. Somit lief der letzte Käfer aus Deutschland vom Band. In Mexico hingegen wird der Käfer bis zum heutigen Tag produziert. Noch vor dem Golf wurden der Passat und der Scirocco auf den Markt gebracht, die auch schon mit dem neuen Antriebskonzept ausgestattet waren. Aber erst der Golf brachte den Erfolg. Es folgten weitere Modelle mit Frontmotor. Im September 1976 kam bei Volkswagen der erste Dieselmotor ins Programm. Er wurde in den Golf eingebaut. Somit war Volkswagen der erste Großserienhersteller, der in der unteren Mittelklasse ein Auto mit Dieselmotor anbot. 1985 wird die Volkswagenwerk A.G. durch den Beschluss der Hauptversammlung in Volkswagen A.G. umbenannt. Der Volkswagen A.G. ging es finanziell immer besser und so wurde am 09.06.1986 die spanische Tochter Seat übernommen. 1987 wurde im Stammwerk Wolfsburg der 50.000.000ste Volkswagen produziert. In den nächsten Jahren wurden einige Modelle abgelöst und neue auf den Markt gebracht. Im Jahre 1990 wurde am 01.01 die tschechische Marke Skoda übernommen. Durch die drei Tochterfirmen Audi, Seat und Skoda wurde eine neue Konzernstruktur notwendig. Diese trennte die Konzernführung und die Markenleitung der einzelnen Marken. 1996 wurde der New Beetle präsentiert. Er sollte an den Käfer erinnern und wurde in den USA ein Erfolg, in Deutschland lief die Produktion aber nur schleppend an. Das Fahrzeug war teuer und nur als Kultauto zu gebrauchen, da es durch seine Form wenig Platz bot. Mittlerweile besteht der Volkswagen Konzern aus den Marken Volkswagen, Audi, Seat, Skoda, Bentley, Bugatti und Lamborghini.[10]

2.4 Abschließende Gedanken zum geschichtlichen Teil

Da die meisten Automobilhersteller ihre Produktion und somit ihre Verkaufszahlen immer weiter steigern wollten, wurde der Konkurrenzkampf immer größer. Es gab zu viele Hersteller von Automobilen. Deshalb begannen sich die Automobilhersteller gegenseitig aufzukaufen. Oder sie schlossen sich zusammen. Daimler-Benz und Volkswagen wurden dadurch zu großen Automobilkonzernen während DKW bzw. AUTO UNION dieser Entwicklung zum Opfer fiel und übernommen wurde. Kleine Automobilfirmen überlebten kaum. Entweder kauften sie andere Marken auf und vergrößerten sich dadurch, um am Markt zu bestehen, oder sie wurden von anderen Firmen übernommen.

Im Zeitraum bis in die 70er Jahre des 20. Jahrhunderts spielte der Umweltgedanke noch keine Rolle. Es ging eigentlich nur um technischen Fortschritt in der Form von größeren Motoren und zunehmenden Komfort oder, im Falle Volkswagen, um günstige Produktionsverfahren. Der Benzinverbrauch und die Schadstoffe wurden noch nicht problematisiert und daher bei der Konstruktion kaum berücksichtigt. Wirtschaftliche und ökologische Fragen des Energieverbrauches spielten noch keine Rolle. So entwickelten sich die Autos in dieser Hinsicht lange Zeit nicht wesentlich weiter. Dieses änderte sich durch das wachsende ökologische Bewusstsein in der gesamten Gesellschaft und durch neue politische Rahmenvorgaben zum Umweltschutz. Eine neue technologische Entwicklung setzte ein, die ich in den folgenden Kapiteln darstelle.

3. Kleinwagenkonzepte früher und heute

Seit der Erfindung des Automobils gab es bei vielen Menschen den Wunsch einen Kleinwagen zu fahren, da diese günstig in der Anschaffung sein würden. In den ersten Jahren des Automobils war es jedoch nicht möglich, Kleinwagen zu bauen. Der Grund dafür war, dass die gesamte Technik noch zu groß und klobig war. Außerdem fehlten Werkstoffe, mit denen man leichte Autos hätte konstruieren können, die von einem Motor mit wenig PS angetrieben werden könnten. So begann die Ära der Kleinwagen erst nach dem zweiten Weltkrieg. Die Definition von Kleinwagen veränderte sich je nach wirtschaftlichem Wohlstand der Gesellschaft. So zählte nach dem zweiten Weltkrieg die BMW Isetta zu den Kleinwagen. Heutzutage ist ein Kleinwagen z.B. ein VW Polo. Deshalb werde ich die Kleinwagenkonzepte von früher mit den Microcars (z.B.smart) von heute vergleichen, da diese in ihrer Größe mit den „alten“ Kleinwagen vergleichbar sind. Die Isetta wurde von der italienischen Firma ISO SpA im November 1953 auf dem Turiner Automobilsalon vorgestellt. Kurz nach dem Automobilsalon erwarb die Firma Velam die Lizenz für Frankreich. Die Lizenz für Deutschland wurde im Mai 1954 von BMW erworben.

BMW Isetta

Die BMW Isetta wurde von einem 245ccm Einzylinder-Viertakt-Motor angetrieben, der 12 PS leistete. Das Fahrzeug hatte die Abmessungen von 2,28 Länge und 1,38 Breite.[11] Um in das Innere zu gelangen, musste man durch eine unpraktische große Tür auf der Vorderseite steigen. Trotz einiger Nachteile verkaufte sich die BMW Isetta gut, da sie genau das bot, was die Menschen mit weniger Einkommen brauchten. Die Isetta war besser als ein Motorrad, da man ein Dach über dem Kopf hatte und sie kostete nicht viel mehr. Dass die Isetta wenig Platz wegnahm, spielte damals noch nicht so eine große Rolle, da, es auch in den Städten noch genug Platz gab.

Ein Auto aus heutiger Zeit, welches mit der BMW Isetta zu vergleichen ist , ist der smart. Der smart wird von der MCC (Micro Compact Car) smart GmbH gebaut. Die Firma wurde 1994 gegründet und ist mittlerweile 100%ige Tochter der Daimler Chrysler A.G.. Im Jahre 1997 wurde in Hambach (Lothringen) die Produktion des smart aufgenommen. Der smart hat eine Länge von 2,50 und eine Breite von 1,51 Metern, angetrieben wird das Fahrzeug von 3 Zylinder Benzinmotoren. Der Hubraum beträgt 599ccm, die Motoren leisten zwischen 33-45 KW. Außerdem gibt es einen Common Rail Dieselmotor, mit dem der smart so eben noch zu den „Dreiliter Autos“ zählt. Der smart ist der Isetta zwar ähnlich, doch er ist unter anderen Gesichtspunkten konstruiert worden. Das Ziel der Ingenieure, die den smart entwickelten, war es, ein Auto zu bauen, dass durch niedrigen Verbrauch umweltfreundlich ist und durch die geringe Größe in jede Parklücke passt. Daimler-Chrysler allerdings verfolgte diese Ziele nicht so konsequent, der smart sollte eher ein Kultauto werden. Aus diesem Grund stieg die Schweizer Firma swatch aus dem Projekt aus. Meiner Meinung nach war dies berechtigt, denn der Dieselmotor des smart verbraucht fast vier Liter und somit ist der smart kein echtes „Dreiliter Auto“ mehr auch wenn er steuerlich dazu zählt.[12] Der „Dreiliter Lupo“ von Volkswagen hingegen bietet vier anstatt zwei Personen Platz und verbraucht nur 2,99 Liter auf hundert Kilometern.

Ein weiteres Beispiel für neue und alte Kleinwagen sind der Messerschmitt Kabinenroller, dem in heutiger Zeit der sam von cree und die 1L Studie von VW gegenüber stehen. Alle drei Autos haben zwei Sitzplätze, die im Gegensatz zu smart und BMW Isetta allerdings nicht nebeneinander, sondern hintereinander angeordnet sind. Der Messerschmidt Kabinenroller wurde 1952 von Fritz M. Fend und Willy Messerschmitt konstruiert. Es handelte sich um ein Dreirrad welches vorne zwei und hinten ein Rad besaß.

Messerschmitt Kabinenroller 175

Um in das Fahrzeug einzusteigen klappte man die Plexiglas „Kuppel“, die den Fahrgastraum überspannte, auf. Der Kabinenroller wurde von einem Einzylinder Zweitaktmotor angetrieben der 9 PS leistete. Die Symbiose aus Motorroller und Auto hatte eine Länge von 2,82, eine Breite von 1,22 und eine Höhe von 1,20 Meter.[13] In der heutigen Zeit kommt der sam der Schweizer Firma cree dem Messerschmitt Kabinenroller wohl am nächsten. Auch er besitzt drei Räder, wird allerdings von einem Elektromotor angetrieben. Ich werde den sam im Kapitel Elektroantrieb noch näher behandeln, deshalb werde ich hier nicht näher auf ihn eingehen. Mit dem Messerschmitt Kabinenroller lässt sich auch ein Prototyp aus dem Hause Volkswagen vergleichen. Dieser Prototyp eines 1Liter Autos wurde nach langer Geheimhaltung am 14.04.2002 präsentiert. Das 1L Auto hat hinten und vorne zwei Räder und wird von einem Einzylinder Saugdiesel mit Pumpe-Düse-Einspritzung angetrieben. Der Motor schöpft 8,5 PS aus 299ccm Hubraum. Die Höchstgeschwindigkeit beträgt 120 km/h.

VW 1 Liter (Prototyp)

Der Prototyp hat einen Durchschnittsverbrauch von 0,99 Liter auf hundert Kilometern. Diese Werte werden vor allem durch konsequenten Leichtbau (290 kg) und einen geringen Luftwiederstandswert von 0,159 cW erreicht. In Serie wird dieser Prototyp aber wahrscheinlich nicht gehen.[14]

An diesen Beispielen sieht man, wie sich die Voraussetzungen für den Bau eines Kleinwagens (heute Microcars) verändert hat. Früher ging es darum ein preiswertes Auto zu bauen, welches auch für Menschen erschwinglich war, die sich sonst ein Motorrad kauften. Heute soll ein Microcar umweltfreundlich sein und möglichst klein, damit unsere überfüllten Städte und Straßen es noch aufnehmen können.

4. Umweltbelastung durch Verbrennungsmotoren

In den (19)70er Jahren wuchs das Umweltbewusstsein der Menschen. Es erschienen immer wieder wissenschaftliche Studien, in denen von der globalen Erderwärmung und der dünner werdenden Ozonschicht gesprochen wurde. Auch das Waldsterben wurde zu dieser Zeit stark thematisiert. Nun wurde nach Ursachen für die Veränderung des Klimas und der Natur gesucht. Als Verursacher wurde, vielleicht etwas vorschnell, das Automobil genannt. „Der deutsche Autoverkehr trägt nicht mehr als 0,01 Prozent zur CO₂-Emission der Welt bei, ein Hundertstel-Prozent. Wenn alle deutschen Autos stillgelegt würden, wäre die Auswirkung zu gering für die Erfassung mit heutigen Messmethoden.“[15] So formuliert Dr. Paul Simsa in seinem Buch zum ursächlichen Zusammenhang zwischen Automobil und Umweltproblemen. Dem gegenüber stehen viele Studien die beweisen, dass das Auto ein Mitverursacher für die Umweltprobleme ist. Auf diese verschiedenen Thesen; Fakten und Behauptungen werde ich aber nicht näher eingehen. Die Automobilhersteller nutzten die Umwelthysterie, um werbewirksam ein neues Produkt auf den Markt zu bringen, den Katalysator, den ich im folgenden Kapitel beschreiben werde. Von politischer Seite wurden gesetzliche Rahmenbedingungen in Form von steuerlichen Vergünstigungen geschaffen, die zum Kauf eines Autos mit Katalysator anregen sollten. Die effizienteren Verbrennungsmotoren, die ich ebenfalls beschreiben werde, haben nicht nur den umweltfreundlichen Hintergrund. Die Einsparung von fossilen Brennstoffen wurde erst mit der Ölkrise akut. Aber auch heute wird stärker denn je auf den Verbrauch geachtet, einmal natürlich wegen der Umwelt vor allem aber wegen der immer teurer und weniger werdenden fossilen Brennstoffe. Der Erdölvorrat soll noch möglichst lange halten, deshalb werden zumindest in Europa immer verbrauchsärmere Motoren gebaut. In den USA ist die Steuer auf den fossilen Kraftstoff so gering, dass verbrauchsärmere Motoren kaum ein Thema sind und somit wird auch die Umwelt kaum berücksichtigt.

4.1 Entwicklungen zur Verringerung des Schadstoffausstoßes

Es gibt verschiedene Ansätze den Schadstoffausstoß zu senken. Eine Möglichkeit besteht darin, den Vorgang der Verbrennung effektiver zu gestalten und somit die Abgase zu verringern, wie dies bei den Benzin und Diesel Direkteinspritzern der Fall ist. Eine weitere Möglichkeit, um Motoren umweltfreundlicher zu machen, ist die Abgasnachbehandlung. Beispiele hierfür sind der Rußpartikelfilter und der Katalysator. Durch die Kombination von Abgasnachbehandlung mit effizienteren Motoren sind moderne Autos bereits sehr sauber geworden.

4.1.1 Effizientere Verbrennungsmotoren

4.1.1.1 Diesel Direkteinspritzung

Beim Dieselmotor handelt es sich um einen Selbstzünder, das heißt, dass der Diesel nicht durch eine Zündkerze gezündet wird sondern durch die bei der Verdichtung entstehende Wärme selbst zündet. Im Wesentlichen unterscheidet man zwei Arten des Dieselmotors, bei dem einen wird der Kraftstoff direkt und bei dem anderen indirekt eingespritzt. Ich werde nachfolgend den Diesel Direkteinspritzer behandeln, da er effizienter arbeitet. Im Gegensatz zum herkömmlichen Dieselmotor mit indirekter Einspritzung verfügt der Direkteinspritzer nicht über eine Vorkammer oder Wirbelkammer, in die der Kraftstoff eingespritzt wird. Das ist sein Vorteil, denn der Kraftstoff wird direkt in den Brennraum eingespritzt.

Diesel Direkteinspritzverfahren

Somit entstehen keine Wärme und Überströmverluste wie es bei einem herkömmlichen Motor der Fall ist, bei dem die Verbrennung durch Selbstzündung in der Vorkammer beginnt und sich über Schusskanäle im Hauptbrennraum fortsetzt.

Diesel Vorkammerverfahren Diesel Wirbelkammerverfahren

Die Luft, die zur Verbrennung des Kraftstoffs gebraucht wird, wird beim Diesel im Gegensatz zum Benziner (Ausnahme: Bei der Direkteinspritzung wird auch beim Benziner das Gemisch direkt in den Brennraum eingebracht siehe Punkt 4.1.1.2) direkt in den Brennraum eingebracht. Deshalb spricht man von innerer Gemischbildung oder von der heterogenen Gemischbildung. Heterogene Gemischbildung wird sie deshalb genannt, weil sich Kraftstoff und Luft erst im Brennraum und nicht bereits im Saugrohr verbinden können. Durch die kürzere Möglichkeit sich zu verbinden, entsteht ein Gemisch, dass nicht so homogen ist wie das, welches bei der Einspritzung ins Saugrohr (äußere Gemischbildung oder homogene Gemischbildung) entsteht.

Obwohl es sich beim Diesel um die heterogene Gemischbildung handelt, muss eine optimale Vermischung von Kraftstoff und Luft erfolgen. Damit sich der Kraftstoff richtig entzündet, muss die Lufttemperatur hoch genug sein. Dies wird durch eine hohe Verdichtung erreicht, die im Kompressionstrakt aufgebaut wird. Je nach dem, ob es sich um einen Saugmotor oder einen Ladermotor handelt, fällt die Verdichtung verschieden stark aus.

Beim Saugmotor liegt die Verdichtung zwischen 30-55 bar, während sie beim Ladermotor bei 80-110 bar liegt. Um so ausgewogener das Kraftstoff-Luft-Verhältnis ist, um so weniger Schadstoffe werden freigesetzt, da eine optimalere Verbrennung stattfindet. Deshalb spielen bei der Entwicklung eines Motors kleinste Faktoren eine Rolle, die das Kraftstoff-Luft-Verhältnis verbessern oder verschlechtern könnten.

Damit ein Dieselmotor auch bei Temperaturen ab 0°C einwandfrei startet, besitzt er Glühstifte, die die Luft im Inneren des Motors erwärmen. Außerdem werden dem Dieselkraftstoff bei Kälte Additive beigefügt, die eine zu große Kristallbildung im Kraftstoff verhindern. Der Kraftstoff wird beim Diesel Direkteinspritzer mit viel höheren Drücken eingespritzt als beim konventionellen Diesel. Ein herkömmlicher Diesel arbeitet mit Einspritzdrücken um die 400 bar, während ein Direkteinspritzer je nach System (z.B. Common-Rail, Pumpe-Düse) mit Einspritzdrücken zwischen 1800 und 2300 bar arbeitet. Da der Diesel Direkteinspritzer einen Verbrauchsvorteil von15 bis 20% gegenüber einem herkömmlichen Diesel aufweist, hat er sich, nachdem die ursprünglichen Entwicklungsprobleme (Hohe Verbrennungsgeräusche und Rohemissionen) behoben waren, weltweit in Pkw Motoren durchgesetzt.[16]

4.1.1.2 Benzin Direkteinspritzung

Im Gegensatz zu Diesel Direkteinspritzern, die bereits sehr verbreitet sind, sind Benzin Direkteinspritzer noch recht selten und werden erst von wenigen Herstellern angeboten. Der Volkswagen Konzern wirbt zur Zeit am deutlichsten für seine Motoren mit Benzin Direkteinspritzung, die bei Volkswagen FSI (Fuel Stratified Injection) genannt werden. Die Benzindirekteinspritzung arbeitet ähnlich wie die des Dieselmotors, allerdings handelt es sich beim Benziner um einen Fremdzünder, das heißt, dass das Kraftstoff-Luft-Gemisch im Brennraum durch eine Zündkerze gezündet wird. Bei der Benzin Direkteinspritzung wird der Kraftstoff nicht wie bei einem herkömmlichen Benzinmotor in den Ansaugtrakt eingespritzt, wo es sich bereits mit der Luft zu einem homogenen Gemisch verbinden würde, sondern direkt in den Brennraum. So findet, wie beim Diesel, eine innere Gemischbildung statt.

Benzin Direkteinspritzung

Der große Vorteil dieser Art der Einspritzung liegt darin, dass sich Luft und Kraftstoff getrennt regulieren lassen. Dies ermöglicht zwei völlig unterschiedliche Betriebsarten, den Schicht- und den Homogenbetrieb. Beim Homogenbetrieb befindet sich im Brennraum, wie beim herkömmlichen Benziner, ein ausgeglichenes Kraftstoff-Luft-Gemisch, welches den ganzen Raum ausfüllt. Im Schichtbetrieb hingegen ist nur im Bereich der Zündkerze ein zündfähiges Gemisch, im übrigen Brennraum hingegen befinden sich nur Frisch und Restgase. Dies ergibt insgesamt ein sehr mageres Verhältnis, das heißt, es findet eine Verbrennung mit Sauerstoffüberschuss statt. Im Schichtbetrieb lässt sich so Kraftstoff sparen. In der Praxis sieht es so aus, dass der Motor im Volllastbereich (z.B. Beschleunigung) im Homogenbetrieb läuft und im Leerlauf- und Teillastbereich im Schichtbetrieb. Somit braucht ein Direkteinspritzer gegenüber einem herkömmlichen Benzinmotor, der in jeder Fahrsituation im Homogenbetrieb läuft, wesentlich weniger Kraftstoff. Da der Kraftstoff beim Direkteinspritzer direkt in den Brennraum eingespritzt wird, kann er sich auch nicht an den Wänden des Ansaugtraktes ablagern, er geht also nicht verloren, dies führt ebenfalls zu einer Verbrauchsreduzierung. So spart der Direkteinspritzer insgesamt 15 bis 20% Kraftstoff gegenüber einem herkömmlichen Benzinmotor mit äußerer Gemischbildung ein. Die Benzin Direkteinspritzung hat allerdings auch einen Nachteil. Im Schichtbetrieb werden vermehrt Stickoxide (NOx) gebildet. Volkswagen hat, um dieses Problem zu lösen, einen speziellen Speicherkatalysator entwickelt. Dieser Katalysator besitzt einen (NOx) Sensor und lagert den größten Teil des Stickoxids. Im Homogenbetrieb wird das gelagerte Stickoxid dann in Stickstoff umgewandelt. Meiner Meinung nach ist der Benzin Direkteinspritzer sinnvoll und er wird sich mit der Zeit wahrscheinlich ähnlich verbreiten wie der Diesel Direkteinspritzer.[17]

4.1.2 Der Katalysator

Katalysatoren gab es schon in den (19)20er Jahren, sie arbeiteten allerdings nach einem anderen Prinzip und wurden in der Serie so gut wie gar nicht verwendet. Der größere Einsatz des Katalysators begann im Jahr 1975, als in den USA der bleifreie Sprit durch ein Gesetz verfügt wurde. Durch die zwangsläufige Verfügbarkeit von bleifreiem Sprit konnten nun auch Abgaskatalysatoren eingesetzt werden. Der Katalysator ist technisch gesehen nur eine Platin und Rhodium Schicht, an der eine chemische Reaktion stattfindet; ich werde darauf später näher eingehen. Es hat sich aber eingebürgert, das gesamte Bauelement mitsamt Metallgehäuse Katalysator zu nennen. Technisch richtig wäre der Begriff Abgaskonverter, der aber kaum noch verwendet wird. Bevor ich den Aufbau und die Funktion darstelle, erkläre ich den Be-griff Lambda, da es sich um einen Kernbegriff handelt. Lambda ist das Verhältnis von Kraftstoff und Luft. Lambda 1 definiert den Punkt, bei dem Kraftstoff und Luftverhältnis sich so zueinander verhalten, dass theoretisch kein Ausstoß von Schadstoffen stattfindet. Der Punkt Lambda 1 lässt sich in der Praxis allerdings nicht dauerhaft genau treffen, deshalb kann keine optimale Verbrennung stattfinden.

Es gibt verschiedene Katalysatortypen: den Oxydationskatalysator und den Reduktionskatalysator. Da beide aber nicht in allen Situationen optimal arbeiteten, wurde der Doppelbettkatalysator entwickelt der, sich aus den beiden vorher genannten Typen zusammensetzt. Eine weitere Entwicklung ist der Dreiweg-Katalysator, den ich nachfolgend beschreiben werde.

Es handelt sich hierbei um einen Katalysator, der alle drei Abgaskomponenten gleichzeitig in einem Bauteil verarbeiten kann. Man unterscheidet den ungeregelten Dreiweg-Katalysator vom geregelten Dreiweg-Katalysator. Die Katalysatoren sind gleich, beim geregelten Katalysator allerdings befindet sich kurz vor dem Katalysator eine Sonde, die Lambda-Sonde. Die Lambda-Sonde hängt mit der einen Hälfte im Abgasstrom. Die Daten der Abgaszusammensetzung werden mit einem Teil aus feiner Keramik ermittelt, welche mit einer gasdurchlässigen Platinschicht überzogen ist. Zum Schutz ist die Sondenkeramik von einem Schutzrohr mit Schlitzen umgeben. Die Werte, die die Lambda-Sonde ermittelt, werden über ein Kabel an das elektronische Steuergerät gesendet, welches die Kraftstoffzumessung und die Zündung regelt. Die Kraftstoffmenge kann durch die Daten der Sonde sehr genau dosiert werden, so liegt die Gemischzusammensetzung des Abgases zwischen 0,99 und 1,01 Lambda.

Das Problem ist allerdings, dass die Lambda-Sonde erst ab Abgastemperaturen von ca. 350°C arbeitet, deshalb springt sie erst an, wenn der Motor bereits einige Zeit läuft. Außerdem arbeitet die Lambda-Sonde bei Temperaturen über 850°C nicht mehr, das heißt, wenn ein Motor unter Volllast läuft, schaltet sich die Lambda-Sonde bald ab. Um das Problem des späten Anspringens zu lösen, wurde eine beheizte Sonde entwickelt, die bereits ab einer Temperatur von ca. 200°C arbeitet. Durch die Keramik, die für die Lambda-Sonde verwendet wird, ist diese recht anfällig, schon Haarrisse in der Keramik würden die Sonde sofort zerstören. Deshalb ist vor allem ein Kavalierstart verheerend bei dem die Temperaturen im Abgas pro Sekunde um 100°C ansteigen, so sind schon nach kurzer Zeit Temperaturen von über 800°C erreicht.

Der Katalysator besteht aus einem Träger, der Monolith genannt wird. Der Monolith besteht entweder aus Keramik oder aus Metall. Der metallene Träger hat den Vorteil, dass er Temperaturunterschiede besser verträgt als der keramische Träger, dafür ist er allerdings auch teurer. Aus diesem Grund werden meist keramische Monolithen eingesetzt. Die Monolithen in europäischen Autos sind ausschließlich wabenförmig gehalten. Somit lässt sich auf kleinem Raum eine große Masse von Abgasen reinigen. Die Form der einzelnen Waben kann dabei jedoch verschieden sein: dreieckig, quadratisch, sechseckig oder rund. Durch diese feinen Waben entsteht ein höherer Abgasgegendruck als bei herkömmlichen Abgassystemen. Der höhere Gegendruck schluckt etwas Motorleistung und hebt den Kraftstoffverbrauch leicht an. Auf den nackten Träger wird eine Zwischenschicht aufgetragen, die aus Aluminium besteht. Diese Schicht wird auch Wash-coat genannt, durch diese Schicht wird die wirksame Oberfläche von 3-4 m² auf 20- bis 30.000 m² vergrößert. Dabei handelt es sich um eine Vergrößerung um das 6000- bis 7000fache. Auf diese Schicht wird nun der eigentliche Katalysator aufgetragen, dieser besteht aus einer sehr dünnen Platin und Rhodium Schicht. Der beschichtete Träger wird nun in das Metallgehäuse eingesetzt, zwischen Träger und Metallgehäuse wird eine bestimmte Dämmschicht eingebracht, die den empfindlichen Träger vor harten Stößen schützt. Die chemische Reaktion, die im Katalysator an den Platin und Rhodium beschichteten Waben stattfindet, folgt als Zitat. „Die Stoffe welche die katalytische Wirkung verursachen, Platin und Rhodium, diese sind zu 3 Gramm im Kat. enthalten. Der Dreiwege-Kat. ist zur Zersetzung von Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoff und Stickoxiden zuständig.

Chemische Reaktion im Katalysator

Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoff, werden durch eine Oxidation mit Sauerstoff zu Kohlendioxid und Wasser.

Stickoxide sind nicht so leicht zu zersetzen, es wird ein Mittel benötigt welches den Stickoxiden den Sauerstoff entzieht, dazu wird der Schadstoff Kohlenmonoxid verwendet. Bei der Reduktion entsteht Stickstoff und wieder Kohlendioxid. (Ramin erklärt chemische Reaktion)“[18]Durch diese Reaktion werden die giftigen Stoffe, die in den Abgasen enthalten sind, um bis zu 90% umgewandelt. Als der Katalysator eingeführt wurde, fuhren die meisten Autos noch mit verbleitem Benzin. Wegen des Katalysators musste aber nun vermehrt bleifreies Benzin angeboten werden. Der Katalysator verträgt keinen verbleiten Sprit, weil sich das Blei auf die Platin- und Rhodium- schicht setzt und somit deren katalytische Wirkung dauerhaft beeinträchtigt. Das gleiche gilt für die Lambda-Sonde, auch sie arbeitet nicht mehr einwandfrei, wenn sich Blei auf ihrer Oberfläche abgelegt hat. Deswegen durfte man auf keinen Fall verbleites Benzin tanken. Tat man dies trotzdem immer wieder, so ging die Katalysatorleistung immer weiter zurück.[19] Heute hat in der Regel jeder Neuwagen einen Katalysator. Deshalb ist der Anteil der Fahrzeuge ohne Katalysator stark zurückgegangen.

4.1.3. Der Rußpartikelfilter

Dieselmotoren stoßen Rußpartikel aus, welche das Risiko, an Krebs zu erkranken, erhöhen. Außerdem hat der kanadische Klimaforscher Mark Z. Jakobson festgestellt, dass die Rußpartikel stark zur Erderwärmung beitragen.[20] Deshalb ist der Rußpartikelfilter meiner Meinung nach eine sinnvolle Erfindung. Durch diesen Filter werden die Partikel, die in den Abgasen von Dieselmotoren zu finden sind, auf ein Minimum reduziert. Bis jetzt wird der Partikelfilter leider nur vom PSA Konzern verbaut (Peugeot, Citroen). PSA nennt dieses System FAP, dies steht für „Filtre a` Particules“ (auf deutsch: Partikelfilter). Andere Hersteller weigern sich immer noch dieses System zu verwenden, obwohl bewiesen ist, dass die Anzahl der krebserregenden Rußpartikel durch diesen Filter auf ein kaum noch messbares Niveau zurück geht und der Spritverbrauch kaum ansteigt. Die Verweigerungshaltung ist wahrscheinlich damit zu begründen, dass die Hersteller die Entwicklung eines solchen Systems einfach „verschlafen“ haben. Nun wird aber auch Mercedes ab 2003 sukzessive alle Dieselmotoren mit einem Partikelfilter ausstatten.[21] Während Volkswagen auch beim Golf V auf den Partikelfilter verzichtet, ist bei Opel ein Partikelfilter in Vorbereitung welcher wohl im neuen Astra eingesetzt wird.[22] Für mich ist unverständlich, dass bei den neuen Euro Vans mit dem schwächeren Dieselmotor (Peugoet 807, Citroen C8, Fiat Ulysse, Lancia Lybra) die alle baugleich sind, ein Partikelfilter nur bei Peugoet und Citroen vorhanden ist. Das Fehlen des Filters in Fiat und Lancia kann also nicht dadurch begründet werden, dass noch kein passender Filter entwickelt wurde, hier sollten wohl nur Kosten gespart werden.[23] Das Funktionsprinzip des Filters ist folgendes: Die Abgase und somit auch die Rußpartikel treffen wie bei einem Katalysator auf einen Keramik-Monolith-Filter. Der Filter ist allerdings, im Gegensatz zum Katalysator, nicht beschichtet. Außerdem sind die Kanäle des Monolithen wechselseitig geschlossen. Deshalb strömen die Abgase durch die poröse Wandstruktur und Partikel bleiben zurück.

Rußpartikelfilter mit wechselseitig geschlossenen Kanälen

So sammeln sich immer mehr Partikel an, die beseitigt werden müssen, damit der Partikelfilter nicht verstopft. Bei PSA sorgen Sensoren dafür, dass eine Verbrennung der Rußpartikel stattfindet. Die Verbrennungstemperatur wird durch ein Additiv, welches dem Kraftstoff bei den regulären Inspektionen beigefügt wird, auf ca. 450°C gesenkt. Somit werden alle 400-500 Kilometer die angesammelten Partikel verbrannt. Das FAP System von PSA ist zurzeit das einzige System, welches selbst feinste Partikel auffängt und nahezu vollständig verbrennt. Der Rußpartikelfilter wird gerade deshalb wichtiger, weil moderne Dieselmotoren durch die effizientere Verbrennung immer kleinere Partikel ausstoßen. Da die Partikel so klein sind, gelangen sie in die Atemwege und setzen sich dort fest.[24]

5.Alternative Kraftstoffe

Aufgrund der Aussicht, dass die Erdölvorkommen in wenigen Jahrzehnten erschöpft sein werden, forscht die Industrie nach verschiedenen Alternativen, die ebenfalls für den Antrieb von Fahrzeugen geeignet sind. Diese Alternativen sollten möglichst umweltfreundlich sein, da mittlerweile bekannt ist, dass die Abgase von Automobilen mit Verbrennungsmotor zur Umweltverschmutzung und wohl auch zur globalen Erderwärmung beitragen.

5.1 Pflanzenöl

Eine Alternative, die sich zum Antrieb von Automobilen eignet, ist das Pflanzenöl. Eine Firma, die sich mit dem Thema Pflanzenöl intensiv beschäftigt, ist die ELSBETT Technologie GmbH. Der Umweltvorteil des Pflanzenöls liegt hauptsächlich darin, dass bei der optimalen Verbrennung nur soviel CO² freigesetzt wird, wie die Pflanzen, aus denen das Öl gepresst wurde, während ihres Wachstums aufgenommen haben. So wird die Umwelt nicht mit zusätzlichem CO² angereichert, es bildet sich also ein natürlicher Kreislauf. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Pflanzenöl nicht weiter verarbeitet werden muss und somit ein geringer Energieaufwand für die Gewinnung dieses Kraftstoffs notwendig ist. In der Regel wird das Pflanzenöl aus Raps gewonnen, da dies am preisgünstigsten ist. Andere Öle eignen sich aber genauso, wenn sie einen gewissen Reinheitsgrad erfüllen. Pflanzenöl kann in Fahrzeugen mit Dieselmotor verbrannt werden, vorher ist allerdings eine Umrüstung notwendig. Die Kosten für eine Umrüstung liegen bei etwa 3000 Euro für einen Pkw. Nach der Umrüstung lässt sich das Fahrzeug dann sowohl mit Pflanzenöl als auch mit Diesel fahren. Die Leistung bleibt mit Pflanzenöl annähernd gleich wie beim Dieselbetrieb. Der Preis für einen Liter Pflanzenöl liegt bei ca. 50 Cent. Pflanzenöl Tankstellen sind noch sehr selten und somit ist auch der Reiz nicht so groß, sein Fahrzeug umrüsten zu lassen. Theoretisch könnte man sich natürlich auch im Supermarkt mit Pflanzenöl eindecken, dies ist aber in der Praxis eher umständlich. Förderungsprogramme vom Staat gibt es für das Pflanzenöl nicht. Diese Faktoren erklären wohl, warum die eigentlich recht kostengünstige und umweltfreundliche Pflanzenöltechnik bisher kaum verbreitet ist. Sollte sich Pflanzenöl durchsetzen, so müsste Pflanzenöl importiert werden, denn die Flächen für den Anbau von Raps in Deutschland würden nicht ausreichen, um den gesamten Kraftstoffverbrauch der Autos in Deutschland zu decken. [25] Ich denke, dass das Pflanzenöl als Kraftstoff eine nicht so große Verbreitung finden wird, da die großen Automobilkonzerne auf andere Antriebskonzepte setzen.

5.2 Biodiesel (RME)

Der schon recht verbreitete Biodiesel heißt eigentlich RME (Rapsöl-Methyl-Ester) oder nach der neuen Norm E DIN 51606 FAME (Fatty Acid Methyl Ester). Es handelt sich bei RME um einen Kraftstoff auf der Grundlage von Rapsöl. RME kann bereits in vielen Motoren verbrannt werden. Es greift allerdings im Gegensatz zum Pflanzenöl Gummi- und Kunststoffteile an. Auch Lacke sind nicht immer resistent gegen RME. Deshalb sollte unbedingt beim Fahrzeughersteller angefragt werden, ob das eigene Auto für den Betrieb mit RME geeignet ist. Die Produktion von Biodiesel erfolgt durch Umesterung, dabei wird Rapsöl zusammen mit Methanol und einem Katalysator, in diesem Fall Natronlauge, ohne Wasser erhitzt. Durch die Erwärmung löst sich der dreiwertige Alkohol Glycerin vom früheren Pflanzenöl. Dafür verbindet sich das frühere Pflanzenöl mit dem einwertigen Alkohol Methanol.

Das Pflanzenöl in seinem Urzustand (oben) und nach der Umesterung (unten)

So entsteht RME, welches durch diese Umesterung den Eigenschaften des Dieselkraftstoff sehr nahe kommt. Vor allem ist RME dünnflüssiger als Rapsöl. Bei diesem Umwandlungsprozess bleibt reines Glycerin zurück. Durch die aufwendige Umesterung ist RME, was den Aufwand der Gewinnung betrifft, nicht so umweltfreundlich wie reines Rapsöl. Auch das zugesetzte Methanol fördert die Umweltverträglichkeit der Abgase, die bei der Verbrennung von RME entstehen, sicherlich nicht. Außerdem hat RME einen 10% geringeren volumetrischen Heizwert. [26] Deswegen bin ich der Meinung, dass RME nicht so umweltfreundlich ist, wie es oft klingt.

5.3 Erdgas

Beim Erdgas handelt es sich zwar, wie beim Erdöl, um einen fossilen Brennstoff, allerdings ist es noch länger verfügbar. Außerdem entstehen bei der Verbrennung weniger Schadstoffe und auch das Risiko der Umweltverschmutzung während der Förderung ist wesentlich geringer als bei Erdöl, da es sich bei Erdgas nicht um ein flüssiges, sondern gasförmiges Medium handelt. Während die in den vorherigen beiden Punkten genannten alternativen Kraftstoffe lediglich für den Einsatz in modifizierten Dieselmotoren geeignet sind, eignet sich Erdgas hauptsächlich für leicht modifizierte Ottomotoren. Bei Dieselmotoren ist der Umbau aufwendiger. Deshalb werden Diesel PKW in der Regel nicht umgerüstet. Bei Erdgasfahrzeugen unterscheidet man zwischen zwei verschieden Arten des Antriebs, dem monovalenten und dem bivalenten Antrieb. Ein monovalentes Fahrzeug kann nur mit Erdgas betrieben werden, während ein bivalentes Fahrzeug mit Erdgas und Benzin betrieben werden kann. Die meisten Erdgasfahrzeuge haben einen bivalenten Antrieb, da es in Deutschland erst 288 Erdgastankstellen gibt. So kann wegen des bivalenten Antriebs auch Benzin getankt werden, wenn keine Erdgastankstelle in der Nähe ist. Bei Fahrzeugen, bei denen der Erdgasantrieb nachgerüstet wurde, handelt es sich in der Regel um bivalente Fahrzeuge. Ein Nachteil von bivalenten Fahrzeugen ist der zweite Tank, der zwar dafür sorgt, dass das Auto eine größere Reichweite hat, allerdings meist im Kofferraum verbaut ist und somit das Kofferraumvolumen doch erheblich einschränkt. Ein weiterer Nachteil des bivalenten Antriebs ist der im Erdgasbetrieb auftretende leichte Leistungsverlust im Gegensatz zum Benzinbetrieb. Er ist allerdings für den Fahrer kaum zu spüren. Beim monovalenten Antrieb hingegen weicht die Leistung gegenüber einem vergleichbaren Benziner kaum ab, da hier bei der Motorabstimmung kein Kompromiss zwischen Benzin und Erdgasbetrieb gefunden werden muss. Fahrzeuge mit monovalenten Fahrzeugen können nur an den wenigen Erdgastankstellen tanken. Deshalb ist der bivalente Antrieb dem monovalenten zur Zeit noch vorzuziehen. Die Umrüstung eines PKW mit Ottomotor kostet zwischen 1500 und 3500 Euro. Bei der Umrüstung wird ein Drucktank für das Gas eingesetzt und geringfügige Veränderungen am Motor vorgenommen. Nach der Umrüstung befindet sich neben dem Einfüllstutzen für Benzin ein weiterer für Erdgas. Das Erdgas lagert im Tank mit einem Druck von etwa 200 bar, die Sicherheitsvorkehrungen sind jedoch sehr gut. 1 Kg Erdgas kostet etwa 62 Cent. 1 Kg Erdgas entspricht etwa 1.5 Liter Benzin, da es einen 47% höheren Energieinhalt hat als Super Benzin. Somit ergibt sich im direkten Vergleich ein Preis von etwa 50 Cent für die einem Liter Benzin entsprechende Menge Erdgas. Zu dieser Ersparnis kommen außerdem noch Förderungsprogramme von Staat und Energieversorgern. Erdgasfahrzeuge werden von manchen Automobilherstellern auch schon direkt ab Werk angeboten. So bietet z. B. Fiat das Modell Multipla sowohl mit monovalenten als auch mit bivalentem Erdgasantrieb an. Der Vorteil ist der, dass der Erdgastank, da er direkt ab Werk eingebaut wurde, im Fahrzeugboden des Multipla Platz findet, somit bleibt der Platz im Innenraum voll erhalten. Volvo bietet gleich mehrere Modelle mit bivalentem Erdgasantrieb an (S60 ,V70, S80). Der Tank für das Erdgas ist bei Volvo platzsparend unterhalb des Kofferraums untergebracht, so dass auch hier keine Einbußen von Laderraum entstehen. Ähnlich wie beim Fiat Multipla ist es auch beim Opel Zafira. Bei anderen Herstellern wie Volkswagen, Mercedes und Ford ist es ebenfalls möglich, erdgasbetriebene Autos direkt zu bestellen. Allerdings werden die Fahrzeuge dort zur Zeit noch normal produziert und dann umgerüstet. Somit ist der Tank nicht so platzsparend untergebracht. Die für die Umwelt schädlichen Abgase treten durch den Erdgasbetrieb in wesentlich geringerer Form aus, auch der Geräuschpegel von Erdgasfahrzeugen ist niedriger, als der von herkömmlichen Fahrzeugen.[27]

Ein gutes Beispiel für den umweltfreundlichen Erdgasantrieb sind die Stadtwerke Brühl. Eine Vielzahl der Fahrzeuge von den Stadtwerken Brühl fahren mit Erdgas, so auch die Brühler Müllabfuhr. Außerdem gibt es bei den Stadtwerken eine öffentliche Erdgastankstelle.[28]

5.4 Biogas

Biogas ist bis jetzt für den Antrieb von Automobilen kaum verbreitet. Es ist aber gut möglich, dass bald eine großflächigere Ausbreitung von Biogas stattfinden wird. Biogas wird aus Grünabfällen, Gülle und ähnlichen Stoffen hergestellt. Die Abfallstoffe werden in ein geschlossenes System gegeben und gären dort. Dabei entwickelt sich Gas, das Biogas. Bei der Verbrennung verhält sich Biogas sehr ähnlich wie Erdgas, auch die Abgaswerte sind fast identisch. Von politischer Seite wird Biogas genauso gefördert wie Erdgas. So besteht die Möglichkeit, sein auf Erdgasbetrieb umgerüstetes Fahrzeug, auch mit Biogas zu betreiben, da seine Eigenschaften fast identisch sind.[29] Deshalb ist es vorstellbar, dass Biogasfahrzeuge spätestens, wenn das Erdgas zur Neige geht, eine weite Verbreitung finden werden.

5.5 Hybridantrieb

Mit dem Wort Hybridantrieb wird ein Antriebskonzept definiert, welches sich aus zwei verschiedenen Antrieben zusammensetzt. Um welche beiden Antriebe es sich dabei handelt, ist nicht festgelegt. Wenn vom Hybridantrieb im Zusammenhang mit Automobilen gesprochen wird, ist jedoch meist die Kombination von Elektro- und Otto- bzw. Dieselmotor gemeint. Daher werde ich den Hybridantrieb hauptsächlich am Toyota Prius darstellen, welcher mit Elektro- und Ottomotor betrieben wird. Der Toyota Prius ist das mir einzig bekannte Auto mit Hybridantrieb, welches in Großserie gebaut wird. Der Prius verfügt über einen Otto- und einen Elektromotor. Der Elektromotor wird durch eine 42 Volt Batterie mit Strom versorgt. Zwischen Elektromotor und Batterie befindet sich ein Inverter (Spannungswandler), er wandelt den Gleichstrom von der Batterie in Wechselstrom um und umgekehrt. Außerdem versorgt der Inverter eine 12 Volt Batterie, welche für das Licht, Audioanlage, elektrische Fensterheber etc. benötigt wird. Der Ottomotor ist mit einem Generator verbunden. Dieser wandelt die vom Ottomotor produzierte Energie in elektrischen Strom um, der dann in der 42 Volt Batterie gespeichert wird. Beim Bremsen arbeitet der Elektromotor als Generator, wandelt die Bremsenergie also in elektrischen Strom um. Der Ottomotor des Prius leistet 53 KW (72 PS) und der Elektromotor 33 KW. Das Fahrzeug wurde so entwickelt, dass Elektromotor und Verbrennungsmotor optimal zusammen arbeiten und sich somit eine umweltfreundliche Abgasbilanz ergibt. Beim Anfahren und bei niedrigen Geschwindigkeiten läuft das Fahrzeug nur mit dem Elektromotor, bei mittleren Geschwindigkeiten schaltet sich kaum merklich der Verbrennungsmotor hinzu, bei gleichmäßigem Fahren lädt er gleichzeitig die 42 Volt Batterie wieder auf. Der Elektromotor wird bei gleichmäßiger Fahrweise direkt vom Generator versorgt. An Steigungen oder während eines starken Beschleunigungsvorgang versorgt die Batterie den Elektromotor mit zusätzlicher Energie. Somit erhöht sich die Gesamtleistung. Fährt man bergab oder bremst, so wird die Batterie wieder aufgeladen. Durch den Hybridantrieb braucht der Prius nur 5,1 Liter auf hundert Kilometern und es werden vor allem wesentlich weniger Schadstoffe außgestoßen, vor allem im langsamen „stop and go“ im Stadtverkehr. Allerdings ist der Hybridantrieb, was die Herstellung angeht, doch ein recht aufwendiges Konzept, deshalb ist es fraglich ob sich Hybridantriebe durchsetzen werden. Der Toyota Prius ist bereits jetzt zu kaufen und kostet 22.701,36 Euro.[30]

6.Antriebe der Zukunft

6.1. Verschiedene Wasserstoffantriebe

6.1.1. Brennstoffzelle (Daimler Chrysler)

Bereits im Jahre 1839 entdeckte der Physiker William Grove das Prinzip, bei dem sich aus Wasserstoff elektrischer Strom gewinnen lässt. Grove entwickelte eine Zelle, in der sich Wasserstoffgas und Luftsauerstoff zu Wasser verbinden. Bei diesem Vorgang entsteht elektrischer Strom. Somit hatte er den Urtyp der Brennstoffzelle erfunden. Damals war es allerdings kaum vorstellbar, damit ein Automobil zu betreiben. Es bestand auch keine Notwendigkeit, da Umweltbelastungen durch den Verbrennungsmotor noch nicht abzusehen waren und auch genügend fossile Rohstoffe vorhanden waren. Heute sieht das anders aus und deshalb entwickelt Daimler Chrysler die Brennstoffzelle weiter. So wurden seit 1994 immer wieder Elektrofahrzeuge mit Brennstoffzellen-Technik vorgestellt. Mit welcher Intensität Daimler Chrysler bzw. ihre Tochtergesellschaften, die für die Forschung zuständig sind, die Brennstoffzelle weiter entwickeln, lässt sich gut an folgendem Beispiel zeigen. Die Konzeptfahrzeuge, die mit der Brennstoffzellen-Technik ausgerüstet sind, werden bei Daimler Chrysler Necar genannt, dies steht für „New Electric Car“. Bisher gibt es fünf Necar Fahrzeuge. Während beim 1994 vorgestellten Necar 1 der gesamte Laderaum eines Kleinbusses für die neue Technik benötigt wurde und somit nur noch zwei Personen in dem Fahrzeug Platz fanden, reicht heute, im Jahr 2002 der Platz im Sandwichboden der A-Klasse (ein Kleinwagen von Mercedes) aus, um die gesamte Technik aufzunehmen. Lediglich der Tank schränkt den Laderaum geringfügig ein. Deshalb können 5 Personen mit Gepäck im Innenraum des Fahrzeugs Platz finden (Necar 4, Necar 5).[31]

6.1.1.1 Funktionsprinzip der Brennstoffzelle

Einfach gesehen sieht die Funktion einer Brennstoffzelle folgendermaßen aus. Der Brennstoffzelle wird Wasserstoff und Sauerstoff in gasförmiger Form zugegeben und es entsteht daraus Wasser und elektrischer Strom. Nachfolgend werde ich das eigentliche Funktionsprinzip näher beschreiben. Eine Brennstoffzelle ist ein Körper, der aus flachen Platten symmetrisch aufgebaut ist. Das heißt, dass die mittlere Schicht auf beiden Seiten von gleich vielen Schichten umgeben ist. Die Brennstoffzelle wird vom Aufbau her deshalb auch mit einem symmetrischen Sandwich verglichen. Im Mittelpunkt der Zelle befindet sich eine dünne Kunststofffolie, die für Protonen, also Wasserstoffkerne, durchlässig ist. Da an dieser Folie der Protonenaustausch stattfindet, wird sie auch Proton–Exchange-Membrane (PEM) genannt. Diese Folie ist auf beiden Seiten mit einer dünnen Katalysatorschicht und eine Schicht weiter außen mit einer Elektrode aus Graphitpapier beschichtet. Die äußerste Schicht besteht auf jeder Seite der Zelle aus Graphitplatten. Diese Platten werden Bipolarplatten genannt. In diese Platten aus Graphit sind Gaskanäle eingefräst. Durch diese Kanäle strömt auf der einen Seite der Zelle Sauerstoff und auf der anderen Seite Wasserstoff ein. Nun kommt es in der Brennstoffzelle zu einer kontrollierten Reaktion, die durch den hauchdünnen Platinkatalysator beschleunigt wird. Bei dieser Reaktion spalten sich die Wasserstoffatome in ihre Grundbausteine, Elektronen und Protonen, auf. Die Protonen können nun durch die dünne, für Protonen durchlässige Folie (PEM), in der Mitte der Zelle auf die andere Seite gelangen. An der Seite, an der Wasserstoff in die Zelle gelangte, herrscht nun ein Elektronenüberschuss und somit eine negative Ladung. Im anderen Teil der Zelle, die mit Sauerstoff gespeist wurde, herrscht nun durch die Protonenwanderung ein Überschuss an Protonen, was eine positive Ladung zur Folge hat. An dieser Seite nehmen die Sauerstoffmoleküle nun Protonen und Elektronen auf und verbinden sich so zu chemisch reinem Wasser, welches ausgestoßen wird. Durch die unterschiedliche Ladung der beiden Seiten entsteht Spannung. Werden nun beide Pole miteinander verbunden, entsteht elektrischer Strom, der durch einen zwischengeschalteten Verbraucher (im Falle des Autos ein Elektromotor) genutzt werden kann.[32]

Reaktion in der Brennstoffzelle

6.1.1.2 Wasserstoffdirektbetankung

Daimler Chrysler verfolgt im Wesentlichen zwei Konzepte, die Direktbetankung eines Fahrzeugs wie bei Necar1, 2 und 4 und die Betankung eines Fahrzeugs mit Methanol bei Necar 3 und 5. Ich werde nachfolgend beide Konzepte vorstellen.

Bei Fahrzeugen, die direkt mit Wasserstoff betankt werden, handelt es sich um echte Wasserstoffautos und somit auch um ein Null-Emissions-Fahrzeug oder Zero Emission Vehicle (ZEV). Bei einem solchen Fahrzeug entstehen bis auf Wasserdampf keine Abgase. Deshalb findet durch das Fahrzeug selbst auch keine Umweltbelastung statt. Ich werde diese Art von Fahrzeug am Beispiel des Necar 4 von Daimler Chrysler beschreiben. Das Fahrzeug Necar 4 besitzt die Karosserie und das Fahrwerk einer normalen Mercedes A-Klasse, sie unterscheidet sich allerdings durch den Antrieb, der überhaupt nicht mit einem Serienfahrzeug mit Verbrennungsmotor zu vergleichen ist. Die A-Klasse eignet sich deshalb so gut für die Brennstoffzellentechnik, da sie ein Kleinwagen ist und sich somit der Öffentlichkeit zeigen lässt, auf welch kleinem Raum es bereits möglich ist, ein Wasserstofffahrzeug zu verwirklichen. Dies ist aber nur möglich, da die A-Klasse einen sogenannten Sandwichboden besitzt. Es handelt sich hierbei sozusagen um einen doppelten Boden, der optimal für die doch noch recht große Brennstoffzellen-Technik geeignet ist. Somit ist der Innenraum der A-Klasse, bis auf ein etwas kleineres Gepäckabteil, unter dem der Wasserstofftank sitzt, voll nutzbar. Um mit einem nicht allzu großen Tank eine akzeptable Reichweite des Wasserstofffahrzeugs zu erreichen, wird der Tank mit Flüssigwasserstoff betankt, der ein geringeres Volumen aufweist als Wasserstoffgas. Um Wasserstoff flüssig zu halten, muss er allerdings auf mindestens –253°C gekühlt werden. Deshalb besitzt der Necar 4 einen doppelwandigen Tank, der die Funktion einer riesigen Thermosflasche erfüllt. So ist es möglich, den Wasserstoff flüssig zu halten. Allerdings ist auch bei den Tankstellen viel Aufwand nötig, um den Wasserstoff kühl und somit flüssig zu halten. Dies ist ein Nachteil der Direktbetankung. Ein weiterer Nachteil ist die komplizierte Betankung. Dabei darf kein Wasserstoff austreten, denn wenn er sich unkontrolliert mit Luft verbindet, entsteht ein hochexplosives Gemisch. Deshalb werden teure automatische Systeme entwickelt, die sich selbst an das Auto andocken, um den Risikofaktor Mensch auszuschließen. So würde die Betankung also vollautomatisch ablaufen, doch es dauert lange, bis solche Tankstellensysteme verbreitet sind. Der Wasserstofftank des Necar 4 kann 5 kg Flüssigwasserstoff aufnehmen, damit hat er eine Reichweite von bis zu 450 km. Bevor der Wasserstoff in die Brennstoffzelle gelangt, wird er aufgewärmt, da die Brennstoffzelle nur gasförmigen Wasserstoff in elektrische Energie und das Abfallprodukt Wasser umwandeln kann. Um dem Elektromotor genug Strom zur Verfügung zu stellen, muss auch viel produziert werden. Deshalb besitzt der Necar 4 zwei sogenannte Stacks, die aus je 160 Brennstoffzellen bestehen. Zusammen leisten diese beiden Stacks 70 KW. Diese Stacks treiben einen Elektromotor an, der 55 KW leistet und das Fahrzeug auf bis zu 145 km/h beschleunigt. Durch den Elektromotor ergibt sich ein sehr niedriges Fahrgeräusch.[33]

6.1.1.3 Methanol zur bordeigenen Wasserstoffproduktion

Fahrzeuge, die mit Methanol betankt werden, produzieren daraus an Bord Wasserstoff, der dann genauso, wie bei dem Fahrzeug, welches direkt mit Wasserstoff betankt wird, zu elektrischem Strom und Wasser umgewandelt wird. Allerdings stoßen die Fahrzeuge, die mit Methanol betankt werden, geringe Mengen Schadstoffe aus. Sie entstehen bei der Umwandlung von Methanol in Wasserstoff. Ich werde den Methanolbetrieb anhand des Necar 5 von Daimler Chrysler beschreiben. Als Grundlage dient hier, genauso wie beim Necar 4, die A-Klasse und auch das Raumangebot im Innenraum ist mit dem des Necar 4 zu vergleichen. Der Vorteil des Methanolbetriebs ist die Betankung und die Lagerung des Methanols. Methanol kann mit herkömmlichen Zapfsäulen an Tankstellen getankt werden, es verhält sich in dieser Hinsicht wie Benzin. Auch der Kraftstofftank im Fahrzeug ist mit einem Benzintank zu vergleichen, da Methanol ohne Probleme bei der normalen Umgebungstemperatur gelagert werden kann, ohne gasförmig zu werden. Dafür ist der Prozess der Energiegewinnung an Bord komplizierter. Zuerst wird das Methanol aus dem Tank einem Verdampfer zugeführt, in dem es mit Wasser vermischt und dann verdampft wird. Anschließend gelangt das Gemisch in den eigentlichen Reformer. Hier wird das Gemisch bei 250 bis 300 °C in Wasserstoff und Kohlendioxid zerlegt. Diesen Prozess beschleunigt ein Katalysator aus Kupfer und Zink. Als drittes Produkt wird bei diesem Prozess Kohlenmonoxid freigesetzt. Da das Kohlenmonoxid der Brennstoffzelle schaden würde, muss das Gasgemisch, bevor es in die Brennstoffzelle gelangt, in einem dritten Prozess gereinigt werden. Dabei wandelt eine selektive CO-Oxidation das Kohlenmonoxid zusammen mit Luft in Kohlendioxid um. Nun gelangt der Wasserstoff und das Kohlendioxid zur Brennstoffzelle. Es wird vom Reformer immer etwas mehr Wasserstoff produziert als eigentlich von der Brennstoffzelle benötigt wird. Dies ist deshalb der Fall, weil Kohlendioxid und der überschüssige Wasserstoff, der bei der Reaktion in der Brennstoffzelle übrig bleibt, von einem katalytischen Brenner zur Erzeugung von Wärme für den Verdampfungs- und Reformer Vorgang genutzt werden. Das Wasser, welches bei der Reaktion in der Brennstoffzelle freigesetzt wird, nutzt nun der Reformer, um aus Methanol und Wasser wieder Wasserstoff zu gewinnen. So entsteht ein Kreislauf. Allerdings entstehen auch Abgase, nämlich Kohlendioxid und Luft. Das Prinzip der Brennstoffzelle und des Elektromotors ist das gleiche wie beim Necar 4, allerdings wurde die Leistung beim Necar 5 durch Weiterentwicklung gesteigert. So erreicht er eine Höchstgeschwindigkeit von über 150 km/h bei einer Leistung der Brennstoffzelle von 75 KW. Um die Leistung zu erzeugen reicht, im Gegensatz zum Necar 4, ein einziger Stack aus. Der Elektromotor des Necar 5 wurde ebenfalls optimiert, dies ist die Ursache für die höhere Endgeschwindigkeit des Fahrzeugs.[34]

6.1.2 Verbrennungsmotor (BMW)

Während Daimler Chrysler bei der Wasserstoff-Technik auf die Brennstoffzelle setzt, entwickelt BMW Wasserstofffahrzeuge mit Verbrennungsmotor. Schon vor etwa 20 Jahren begann BMW Versuchsfahrzeuge mit Wasserstoff-Technik zu bauen. Ein Vorteil des Konzeptes von BMW ist die Verwendung des Verbrennungsmotors, denn er ist, im Gegensatz zur Brennstoffzelle, schon sehr ausgereift, da er auch in herkömmlichen Automobilen eingesetzt wird. Bei den Versuchsfahrzeugen von BMW handelt es sich in der Regel um einen modifizierten 7er BMW. Außerdem gibt es einen modifizierten Mini (neues Modell, von BMW entwickelt und produziert). Die Versuchsfahrzeuge tanken flüssigen Wasserstoff, dieser wird im Verbrennungsmotor mit Sauerstoff in Verbindung gebracht. Somit entsteht ein hochexplosives Gemisch, welches vielen wahrscheinlich als Knallgas aus dem Chemieunterricht bekannt ist. Wird dieses Gemisch nun durch einen Zündfunken zur Explosion gebracht, treibt es den Motor an und zurück bleibt Wasser, das ausgeschieden wird. Andere Abgase entstehen nicht. Da es sich eigentlich um einen normalen Verbrennungsmotor handelt, ist im Prinzip auch der Benzinbetrieb möglich. Deshalb besitzen die BMW Testfahrzeuge außer dem Wasserstofftank auch einen Benzintank. Dadurch ist ein bivalenter Antrieb möglich: es kann, je nach Verfügbarkeit, mit Benzin oder Wasserstoff gefahren werden. Dies wäre vor allem in den Übergangsjahren, in denen Wasserstoff noch nicht flächendeckend vorhanden ist, ein Vorteil. Eine Brennstoffzelle ist allerdings auch im BMW zu finden, sie produziert den Strom für die Bordelektronik. Die seriennahe Studie 745h wurde 2001 vorgestellt. Der V8 schöpft aus 4,4 Litern Hubraum 135 KW und erreicht eine Höchstgeschwindigkeit von 215 km/h. Der BMW hat im Wasserstoffbetrieb eine Reichweite von 300 km, dazu addiert sich noch eine Reichweite von 650 Kilometern im Benzinbetrieb. Ein Nachteil des Verbrennungsmotors ist die Lärmentwicklung, da sie doch wesentlich höher liegt als die eines Elektromotors.[35]

6.1.3 Wasserstoff als Energieträger

Es stellt sich die Frage, wann die Einführung von Wasserstoff als Energieträger sinnvoll ist. Wenn man liest, dass ein mit Wasserstoff betriebenes Fahrzeug keine Schadstoffe freisetzt, mag man vielleicht zu dem Schluss kommen, dass die Wasserstoff-Technik sofort auf den Markt kommen sollte, um die Umweltbelastungen zu verringern. Doch die Wasserstofffahrzeuge sind noch am Anfang ihrer Entwicklung, auch wenn es schon viele Erfolgsmeldungen gibt. Ein wirklich gravierender Punkt, der gegen die zu schnelle Einführung von Wasserstoffautos anzumerken ist, ist die Produktion von Wasserstoff. Wasserstoff wird durch Elektrolyse gewonnen, es wird also elektrischer Strom benötigt und dieser wird zur Zeit noch zum größten Teil aus fossilen Energieträgern oder aber aus Kernenergie gewonnen. So würden Fahrzeuge, die mit Wasserstoff betrieben werden, die Umwelt genauso belasten, wie Fahrzeuge mit herkömmlichem Verbrennungsmotor, nur dass der Schadstoffausstoß an anderer Stelle stattfinden würde. Deshalb muss die Stromerzeugende Industrie ihre Stromproduktion erst auf regenerative Energien umstellen, erst dann ist meiner Meinung nach eine flächendeckende Einführung von Wasserstofffahrzeugen sinnvoll. Außerdem muss erst einmal ein flächendeckendes Netz an Wasserstofftankstellen aufgebaut werden. Vorher ist der Wasserstoffantrieb eigentlich nur für den Flottenbetrieb interessant, bei dem die Fahrzeuge abends wieder an den gleichen Ort zurückkehren und dort dann von einer einzigen Wasserstofftankstelle gespeist werden könnten. Für private PKW würde sich zumindest für die Übergangszeit der Methanolbetrieb anbieten, denn dieser lässt sich über das herkömmliche Tankstellennetz vertreiben. Somit wäre es einfach, ihn flächendeckend verfügbar zu machen. Der Nachteil ist der, wenn auch geringe, Schadstoffausstoß von methanolgetriebenen Autos. Außerdem wird Methanol aus Erdgas, einem fossilen Energieträger, produziert. Es wäre allerdings möglich, Methanol auch aus Biomasse, das heißt z.B. aus Pflanzenresten herzustellen. Somit würde ein methanolgetriebenes Auto auch nur das Kohlendioxid ausstoßen, welches die Pflanzen bei ihrem Wachstum aufgenommen haben und so bildet sich ein Kreislauf. Diese Überlegungen zeigen deutlich, dass die Wasserstofftechnologie noch zu durchdenken und zu verbessern ist, auch wenn Daimler Chrysler schon im Jahr 2004 das erste Auto mit Brennstoffzelle, allerdings in einer Kleinserie, auf den Markt bringen will.[36]

6.2 Elektroantrieb

Elektrofahrzeuge, die ihre Energie nicht aus Wasserstoff beziehen, sondern eine Batterie besitzen, die direkt an die Steckdose angeschlossen wird, sind für den Einsatz auf längeren Strecken eher ungeeignet. Für den Stadtbetrieb sind Autos mit Elektroantrieb jedoch optimal. Das Elektroauto selbst entwickelt keinerlei Abgase. Der elektrische Strom, mit dem Elektroautos betrieben werden, kommt heute allerdings meist noch aus Kraftwerken, die die Umwelt belasten. Trotzdem hilft das Elektroauto, die Umweltverschmutzung in Ballungsräumen zu senken, da der Strom selbst eher außerhalb produziert wird. Außerdem wird es in Zukunft immer mehr Kraftwerke geben, die durch die regenerativen Energien umweltfreundlichen Strom produzieren. Ich werde nachfolgend ein Elektroauto der Cree A.G. vorstellen. Bei der Cree A.G. (Creation Research Engineering Ecology ) handelt es sich um eine Schweizer Firma, die 1996 gegründet wurde. Diese Firma setzte sich zum Ziel, ein zeitgemäßes Fahrzeug für den Nahverkehr auf den Markt zu bringen. Es sollte für einen akzeptablen Preis zu erwerben sein, Sicherheit bieten, umweltfreundlich sein aber auch Fahrspaß bieten. Jetzt im Jahr 2002 ist dieses Fahrzeug nahe der Serienreife, es werden nur noch leichte Verbesserungen vorgenommen. Der Name des Fahrzeugs ist Sam und es handelt sich in keinster Weise um ein konventionelles Auto.

Beim Sam handelt es sich um ein dreirädriges Elektroauto, es besitzt vorne zwei und hinten ein Rad. Im Innenraum finden zwei Personen hintereinander Platz, die nach rechts oder links durch Flügeltüren aussteigen können. Im Wesentlichen besteht das Auto nur aus drei Komponenten: der Kunststoffkarosserie, einem Aluminiumchassis und der Antriebseinheit. Die Karosserie besteht, wie schon erwähnt, aus Kunststoff und setzt sich aus nur vier Teilen zusammen. Die doppelwandigen Teile, deren Innenräume mit Luft gefüllt sind, erhöhen die Stabilität und bieten mehr Schutz. Der Kunststoff selbst wird eingefärbt, somit entfällt das teure und nicht gerade umweltfreundliche Lackieren der Karosserie. Das Aluminiumchassis ist hohl und kann somit die vierzehn Batterien aufnehmen, die den Motor mit Strom versorgen. Am vorderen und hinteren Ende sind Module zur Aufnahme der Radaufhängung angebracht. Der Motor des Sam arbeitet mit einer Spannung von 168 Volt und leistet 15 KW. Der Motor treibt über einen Zahnriemen die Hinterachse an. Mit diesem Motor schafft der Sam meiner Meinung nach jedoch recht beeindruckende Fahrleistungen. Er beschleunigt in 7 Sekunden auf 50 km/h und bei einer Höchstgeschwindigkeit von 85 km/h wird abgeriegelt. So ist es auch möglich, kurze Autobahnstrecken zu fahren. Der Verbrauch des Sam liegt bei 5 KWh auf 100 km (Citybereich).

Das Fahrgestell des sam nur mit Hinterrad

Die Reichweite einer Batterieladung liegt zwischen 50 und 70 km. Diese Reichweite wird dadurch erreicht, dass der Motor auf Gefällestrecken und beim Bremsen als Generator genutzt wird und so durch die Bremsenergie die Batterien wieder auflädt. Das Fahrzeug hat ein Leergewicht von 545 kg und ist 3,16 m lang, hat eine Breite von 1,55 m und eine Höhe von 1,58 m. Insgesamt ist der Sam spartanisch ausgestattet, dies war allerdings auch das Ziel der Ingenieure. Wichtiger ist, dass der Sam durch die wenigen verbauten Teile und seine Konstruktion fast vollständig zu recyceln ist. Ich möchte noch bemerken, dass zwar an vielen Dingen gespart wurde, aber keinesfalls an den Bremsen. Der Sam besitzt an allen drei Rädern Scheibenbremsen. Moderne Kleinwagen von bekannten Herstellern hingegen, deren Höchstgeschwindigkeit jenseits der 160 km/h liegt, also doppelt so hoch wie die des Sam, müssen oft noch mit Trommelbremsen an der Hinterachse auskommen. Der Preis des Sam wird bei 12000 Schweizer Franken liegen (ca. 8000 Euro), der genaue Verkaufsstart liegt noch nicht fest.[37]

7. Abschlussgedanke

Häufig ist von der wachsenden Mobilität und der Schnelllebigkeit die Rede. Einen wesentlichen Anteil hieran hat der technische Fortschritt, welcher die momentanen Lebensbedingungen der Menschen verbessert, aber auf der anderen Seite die Menschen vor neue Probleme stellt. So zeigt die von mir dargestellte Geschichte des Automobils von den Anfängen bis zur Gegenwart, wie die entwickelten Fahrzeuge und Motoren, das Fortbewegen und das Transportwesen erleichterten.

Die Weiterentwicklung zeigt, dass nicht nur technische, sondern zunehmend auch verkehrspolitische und ökologische Fragen gelöst werden müssen. Ich bin im Ansatz auf diese Probleme eingegangen, eine differenziertere Auseinandersetzung war hier jedoch nicht möglich. Wichtig war mir, die Entwicklungsphasen zu verdeutlichen und einen Ausblick auf die Tendenzen für die nähere Zukunft zu geben.

Im 6. Kapitel habe ich Technologien vorgestellt, die wahrscheinlich die Autos der Zukunft antreiben werden. Aber hier stellt sich die Frage, welches Konzept sich durchsetzt, da ich mir nicht vorstellen kann, dass die verschiedenen Hersteller langfristig gesehen, auf unterschiedliche Antriebstechniken setzen werden. Denn auch Marken, die nicht aus dem gleichen Konzern stammen, werden doch von den gleichen Zulieferbetrieben mit Teilen versorgt. So müssten für jeden Hersteller grundsätzlich verschiedene Teile produziert werden und dies wäre viel zu teuer. Dass dem Wasserstoffantrieb die Zukunft gehört, ist aber sehr wahrscheinlich, da die Hersteller in die Forschung dieses Antriebs am stärksten investieren. Bereits 1874 schrieb Jules Verne „Wasser ist die Kohle der Zukunft“.

Literaturverzeichnis

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5. Volkswagen schreibt Geschichte, Schrift der Volkswagen A.G., o.J.

6. von Thyssen Bornemissza, Hanns-Peter: Die Große Enzyklopädie der kleinen Automobile, Frankfurt/Main, 1989

7. Dr. Simsa, Paul (Hrg.): Ozon Killer Auto?, Königswinter, 1996

8. Robert Bosch GmbH (Hrg.), Kraftfahrtechnisches Taschenbuch, Braunschweig/Wiesbaden, 23. Aufl., 1999

9. Ing. Schweizer, Walter (Hrg.): Praxis Katalysator-Autos, Bad Wörishofen 1986

10. DIE ZEIT, Hamburg, Nr. 30 18.07.2002 57. Jahrgang

11. auto motor und sport, Stuttgart, Heft 7, 20.03.2002

12. auto motor und sport, Stuttgart, Heft 13, 12.06.2002

14. Technische Produktinformation 0199-99-025, KHD DEUTZ, Köln 1992

15. Daimler Chrysler AG (Hrg.): Hightech Report ’99, Stuttgart, 07.1999

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17. Daimler Chrysler AG (Hrg.): Mit neuem Antrieb auf der Überholspur, Stuttgart

18. Daimler Chrysler Research & Technology, Necar 5 fahren mit Methanol, Stuttgart, Auburn Hills (MI/USA)

19. Daimler Chrysler AG (Hrg.): Umweltbericht 2001, Stuttgart, Auburn Hills (MI/USA), 2001

20. Mercedes-Benz AG (Hrg.): Umweltforum II, Stuttgart, 1994

Internetadressen

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21. BMW, Clean Energy: http://www.bmw.com/bmwd/pulse/enterprise/cleanenergy3/

---

[1]vgl. Bols, Udo u.a. (Hrg.): Die berühmtesten deutschen Automobile aller Zeiten, Brilon, 1990, S. 8 ff.

[2] vgl. http://www.syz.net/taa.htm

[3] vgl. http://www.mvconline.de/public/inhalt/fahrzeugthema/03_00/f_thema01.htm

[4]nach: Bols, Udo: Mercedes PKW, Brilon, 2. Aufl., 1996

[5] vgl. Bols, Udo: Mercedes PKW, Brilon, 2. Aufl., 1996, S.6 ff

s.a. Oswald, Werner: Mercedes-Benz Personenwagen (Motorbuch Verlag Stuttgart), 4.Aufl., 1987, S.487

s.a.. http://www.daimlerchrysler.com/index_g.htm?/products/products_g.htm

[6] vgl. Rauch, Siegfried: DKW Die Geschichte einer Weltmarke, Stuttgart 1981, S.6 ff

[7] ebd. S. 122

[8] ebd. S. 153

[9] ebd. S. 140 ff

[10] vgl. Volkswagen schreibt Geschichte, Schrift der Volkswagen A.G., o.J.

[11] vgl. von Thyssen Bornemissza, Hanns-Peter: Die Große Enzyklopädie der kleinen Automobile, Frankfurt/Main, 1989, S.25, S 101, S 218

[12]vgl. http://www.smart.de

[13]vgl. von Thyssen Bornemissza, Hanns-Peter, Die Große Enzyklopädie der kleinen Automobile, Frankfurt/Main, 1989, S.124 f.

[14] vgl. http://www.volkswagen.de/technik/12_einliter/oben_.htm

[15] Dr. Simsa, Paul (Hrg.): Ozon Killer Auto?, Königswinter, 1996, S. 7

[16] vgl. Robert Bosch GmbH (Hrg.), Kraftfahrtechnisches Taschenbuch, Braunschweig/Wiesbaden, 23. Aufl., 1999, S. 366 f, 379

[17]vgl. vgl. Hrg. Robert Bosch GmbH, Kraftfahrtechnisches Taschenbuch, Braunschweig/Wiesbaden, 23. Aufl., 1999, S. 366 f, 464

s.a. http://www.volkswagen-umwelt.de/live/de/inhalt/d_wissen/d2_technik2.html

[18] http://manske.virtualave.net/ac/anderes/katalysator.htm

[19] vgl. Ing. Schweizer, Walter (Hrg.): Praxis Katalysator-Autos, Bad Wörishofen 1986, S.24 ff

[20] vgl. DIE ZEIT, Hamburg, Nr. 30 18.07.2002 57. Jahrgang S.22

[21] vgl. auto motor und sport, Stuttgart, Heft 7, 20.03.2002, S.42

[22] vgl. auto motor und sport, Stuttgart, Heft 13, 12.06.2002, S.21f.

[23] ebd. S.37

[24] vgl. http://www.peugeot.de/specials/umwelt/index_frames.html

s.a. http://www.citroen.de/aktionsfenster/fap/index.html

s.a. vgl. Robert Bosch GmbH(Hrg.): Kraftfahrtechnisches Taschenbuch, Braunschweig/Wiesbaden, 23. Aufl., 1999, S. 451

[25] vgl. http://www.elsbett.de/gmbh/index.htm

[26] vgl. http://www.biodiesel.de/ester.htm

s.a. http://www.biodiesel.de/mole2.htm

s.a. Technische Produktinformation 0199-99-025, KHD DEUTZ, Köln 1992

[27] vgl. http://www.erdgasfahrzeuge.de

s.a. http://www.umweltbundesamt.de/gasantrieb/buw/tip.htm

[28] vgl. http://www.stadtwerke-bruehl.de/html/erdgastankstelle.html

[29] vgl. http://www.ubavie.gv.at/publikationen/ubainfo/info1996/ui6_96/96-6-9.htm

s.a. http://www.esv.or.at/aktuelles/energyglobe/globe02/vsalat.htm

[30] vgl. http://www.toyota-prius.de/prius_01.htm

s.a. http://www.toyota.de/g/g01_26.html

s.a. http://www.umweltlexikon-online.de/fp/archiv/RUBmobilitaet-verkehr/Hybridantrieb.shtml

[31] vgl. Daimler Chrysler AG (Hrg.): Hightech Report ’99, Stuttgart, 07.1999, S. 12 f

[32] vgl. Daimler Chrysler Kommunikation (Hrg.): Necar 4 die Alternative, Stuttgart, Auburn Hills (MI/USA), 03.1999, S. 7

s.a. Daimler Chrysler AG (Hrg.): Mit neuem Antrieb auf der Überholspur, Stuttgart, S. 6 f

[33] vgl. Daimler Chrysler Kommunikation (Hrg.): Necar 4 die Alternative, Stuttgart, Auburn Hills (MI/USA), 03.1999, S.3 ff

[34] vgl. DaimlerChrysler Research & Technology, Necar 5 fahren mit Methanol, Stuttgart, Auburn Hills (MI/USA), S. 2 ff

[35] vgl. http://www.bmw.com/bmwd/pulse/enterprise/cleanenergy3/

[36] vgl. Daimler Chrysler Research & Technology, Necar 5 fahren mit Methanol, Stuttgart, Auburn Hills (MI/USA), S. 7

[37] vgl. http://www.cree.ch/frame.php?lng=de