Alternative Antriebe – Reichweitenvergleich

6.7.2018

Alternativen zum klassischen Verbrennungsmotor gibt es viele. In aller Munde sind Elektroautos. Daneben haben sich aber auch Hybrid-Fahrzeuge, Plug-In-Hybride und Antriebe mit Erdgas (CNG) und Autogas (LPG) etabliert. Als ein mögliches Zukunftsmodell gilt auch der e-Motor mit Brennstoffzelle. Wir stellen Ihnen die Alternativen vor und vergleichen die Reichweiten. Dazu haben wir im ADAC Ecotest eine Auswahl in Frage kommender Modelle ausgewertet.

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Elektromobilität ist auf dem Vormarsch. Es gibt aber auch Alternativen.
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Elektro

Ein Elektroauto ist ein Kraftfahrzeug, das von einem Elektromotor angetrieben wird und die dazu nötige Energie aus einer Batterie bezieht. Diese wird entweder zu Hause, falls möglich am Arbeitsplatz oder unterwegs an öffentlichen Ladestationen aufgeladen.

Doch wie weit kommt man mit einer Batterieladung? Die ADAC Auswertung mehrerer aktueller Modelle ergab eine mittlere Reichweite von 260 km. Die Schwankungsbreite liegt dabei zwischen 185 Kilometern (BMW i3), 200 Kilometer (VW e-Golf), 340 Kilometer (Opel Ampera-e) und über 400 Kilometern (Tesla Model X). Dies ist deutlich weniger als bei anderen alternativen Antrieben und fällt auch gegenüber dem Verbrennungsmotor deutlich ab. Zu berücksichtigen sind darüber hinaus auch einige Faktoren, die die Reichweite zusätzlich mindern können:

  • sehr niedrige oder sehr hohe Außentemperaturen (Heizung, Klimaanlage)
  • elektrische Verbraucher wie Radio, Sitzheizung oder beheizbare Heckscheibe
  • ständiges Beschleunigen und Bremsen
  • häufiges bergauf fahren
  • die Beladung – je größer und schwerer das Fahrzeug, desto kürzer die Reichweite
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Hybride

Unter einem Hybrid versteht man ganz allgemein die Kombination verschiedener Antriebskonzepte oder Energiequellen. Gebräuchlich beim Pkw sind vor allem Hybride mit Elektro- und Verbrennungsmotor (Benzin oder Diesel). Der Grundgedanke ist, die Energie beim Bremsen durch die sogenannte Rekuperation (Energierückgewinnung) in einer Batterie zu speichern. Beim Beschleunigen kann diese wieder an den Elektromotor abgegeben und damit der Verbrauch des Benzinmotors reduziert werden. Zudem läuft der Verbrennungsmotor vieler Hybridfahrzeuge mit Hilfe eines leistungsverzweigten Getriebes überwiegend im optimalen Arbeitsbereich bei gutem Wirkungsgrad.

Mit einem Hybrid-Antrieb kommt man im Schnitt 850 km weit, ehe man wieder nachtanken muss. Die Schwankungsbreite liegt zwischen 750 km (Toyota Yaris 1.5) und 1050 km (Toyota Prius 1.8).

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Plug-In Hybride

Lässt sich bei einem Hybridfahrzeug die Batterie zum Antrieb des Elektromotors auch über das Stromnetz aufladen, so spricht man von einem Plug-In Hybrid. Plug-In Hybride stehen dadurch zwischen den Vollhybriden und den reinen Elektroautos. Sie können bis zu 50 Kilometer rein elektrisch fahren, manche auhc mehr. Hybride ohne Stecker fahren nur wenige Kilometer elektrisch.

Auch Plug-In Hybride haben eine hohe Reichweite. Diese liegt bei durchschnittlich 820 km pro Tankfüllung und Batterieladung. Die Unterschiede zwischen den Modellen sind aber groß. Während beim BMW 225xe der Tank bereits nach 495 Kilometer leer ist, hält er beim Toyota Prius 1.8 Plug-In 1065 km, die rein elektrische Reichweite liegt bei 53 km.

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Erdgas (CNG und LNG)

Erdgas gehört wie Erdöl und Kohle zu den brennbaren organischen Rohstoffen. Es besteht aus etwa 85 Prozent Methan sowie zehn Prozent Stickstoff- und Kohlendioxid. Den Rest bilden höhere Kohlenwasserstoffe wie Ethan, Propan und Butan. Zwei Angebotsformen sind üblich: CNG und LNG. Komprimiertes Erdgas (Compressed Natural Gas/CNG), behält weitgehend den Zustand, in dem es gefördert wird, während sich flüssiges Erdgas (Liquified Natural Gas/LNG) bei einer Temperatur von minus 164 Grad Celsius verflüssigt. Am gebräuchlichsten bei Pkw ist CNG, lediglich im Nutzfahrzeugbereich ist der Einsatz von LNG verbreitet.

Erdgas verbrennt umweltfreundlicher als Benzin oder Diesel und kostet an der Tankstelle – dank geringerer Besteuerung – weniger. Sowohl „bivalente“ als auch „monovalente“ CNG-Fahrzeuge sind in der Regel mit einem zusätzlichen Benzintank ausgestattet, die Gesamtreichweite ist entsprechend deutlich höher. Die Motoren monovalenter Modelle sind jedoch auf Erdgas hin optimiert. Dessen voller Energiegehalt (130 Oktan im Vergleich zu 95 Oktan bei Superbenzin) kann über entsprechend höher verdichtete Motoren voll ausgenutzt werden.

Mit einem vollen Erdgastank kann man im Schnitt 400 Kilometer fahren. Die ermittelten Reichweiten liegen zwischen 350 Kilometer (Skoda Octavia 1.4 TSI G-TEC) und 445 Kilometer (Opel Astra 1.4 ECOTEC CNG). Dies ist mehr als bei den meisten Elektroautos, kommt aber weder an Hybrid-Fahrzeuge noch an konventionelle Verbrennungsmotoren heran.

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Autogas (LPG)

Autogas (Liquiefied Petroleum Gas, LPG) ist ein unter Druck verflüssigtes Gemisch aus Propan und Butan, das bei der Erdöl- und Erdgas-Förderung sowie in Erdöl-Raffinerien anfällt. Autogas ist in seiner chemischen Zusammensetzung mit Benzin verwandt und kann – nach Anpassung des Motor-Umfeldes – in Ottomotoren eingesetzt werden. Bei atmosphärischen Bedingungen gasförmig, geht es bei einem Druck von maximal 10 bar (je nach Temperatur) in den flüssigen Zustand über und kann so in Druckbehältern gespeichert werden.

Autogas wird oft nachgerüstet, aber einige Autohersteller bringen auch neue Modelle mit Autogas-Antrieb auf den Markt. Auch LPG-Fahrzeuge sind in der Regel bivalent, d.h. mit einem zusätzlichen Benzintank ausgestattet, die Reichweiten sind mit denen von CNG vergleichbar.

Im ADAC Ecotest erreicht das serienmäßig angebotene LPG-Modell Dacia Logan MCV eine Reichweite von 390 km im Autogasbetrieb.

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Brennstoffzelle

Fahrzeuge mit Brennstoffzelle beruhen auf dem Einsatz von Wasserstoff. Statt eines Verbrennungsmotors sorgt ein Elektromotor für den Antrieb, der aus einer Brennstoffzelle samt Pufferbatterie gespeist wird. Im Grunde ist ein Brennstoffzellenfahrzeug ein Elektrofahrzeug mit Onboard Stromerzeugung. Die Brennstoffzelle erzeugt elektrischen Strom durch die Umkehrung der Elektrolyse. Dabei reagieren Wasserstoff und Luftsauerstoff zu Wasser unter Abgabe von elektrischer Energie und Wärme. Die dadurch erzeugte Energie treibt einen Elektromotor an. Dies geschieht lokal emissionsfrei, es wird nur Wasserdampf freigesetzt. Zu berücksichtigen sind allerdings auch die Emissionen und Energieverluste, die bei der Erzeugung des Wasserstoffs anfallen.

Mit einem vollen Wasserstofftank (5 kg) konnte das bisher einzige von uns getestete Fahrzeug, der Toyota Mirai 480 Kilometer weit fahren. Damit liegt die Reichweite etwas höher als der Durchschnitt
der Modelle mit Erd- bzw. Autogas.

Ein Wermutstropfen: Derzeit sind nur zwei Modelle auf dem Markt und die Dichte der Wasserstofftankstellen in Deutschland ist mit ca. 50 Auffüllstationen sehr gering.

 

Im Video: Ein Fahrbericht zum Hyundai Nexo

Übersicht zu den mittleren Reichweiten

Fahrzeuge mit Hybridantrieb können die drei bis vierfache Strecke wie reine Elektrofahrzeuge zurücklegen, ehe sie wieder eine Tank- bzw. Ladestation anfahren müssen. Fahrzeuge, deren Antrieb auf Erd- oder Autogas beruht, sowie der Elektromotor mit Brennstoffzelle nehmen hier eine Mittelstellung ein.

Steuervorteile

Besondere Steuervorteile genießen Elektroautos, also klassische Elektroautos und Fahrzeuge, die über eine Brennstoffzelle angetrieben werden. Diese sind ab Erstzulassung zehn Jahre lang von der Kfz-Steuer befreit. Voraussetzung ist, dass das Datum der Erstzulassung zwischen dem 18. Mai 2011 und dem 31. Dezember 2020 liegt. Bei den übrigen hier vorgestellten Antriebsarten erfolgt die Berechnung der Kfz-Steuer wie bei den Verbrennungsmotoren. Durch den niedrigeren Schadstoffausstoß fallen dabei aber meist geringere Kosten an.

Unser aktueller Test:

Vier Fahrzeuge der Kompaktklasse haben wir ausführlich getestet: den Nissan Leaf (Elektro), den Opel Astra CNG (Erdgas), den Toyota Prius (Plug-In-Hybrid) und den Hyundai Ioniq (Hybrid)

Kostenvergleich e-Fahrzeuge und Plug-In Hybride gegen Benziner und Diesel (PDF-Download59,94 KB)

Alles Wissenswerte zum Elektroantrieb (inkl. Wasserstoff)

Informationen zu alternativen Kraftstoffen

Ökobilanz gängiger Antriebstechniken