Nur 69 Gramm CO2 - Umwelt baut Brücken

Nur 69 g/km CO2!
Die in Herzogenrath ansässige Firma Meta Motoren- und Energie Technik GmbH entwickelt
einen effizienten Motor, das Institut für Kraftfahrzeuge in Aachen das dazu passende Auto –
zukunftsorientiert und markttauglich.
Sie wollen ein Auto kaufen, das umweltfreundlich ist und maximalen Fahrspaß garantiert?
Die Firma Meta GmbH in Herzogenrath entwickelt gemeinsam mit dem Institut für
Kraftfahrzeuge Aachen (ika) seit eineinhalb Jahren im Rahmen eines Forschungsvorhabens
genau so ein „Traumauto“! Doch da ein Auto ein sehr komplexes System mit verschiedenen
Einflussfaktoren darstellt und diese vielfältig zusammenwirken, muss bei einer
Umfunktionierung allerhand beachtet werden, was für den Laien vielleicht nicht so
offensichtlich scheint.
Das Ziel: ein leichtes, energiesparendes Fahrzeug zu entwickeln, das zudem auch noch
markttauglich ist und fossile Ressourcen effizienter nutzt. Die Meta GmbH und das ika setzen
deswegen als Testwagen ein – gemessen an den Emissionswerten – führendes Serienfahrzeug,
nämlich einen VW TDI Blue Motion, ein und modifizieren diesen in wesentlichen Punkten.
Das Projekt beinhaltet, neben der Verringerung von Gewicht, Luft- und
Reibungswiderständen, auch die Entwicklung eines 2Zylinder-Verbrennungsmotors.
Bahnbrechend dabei: Eine Emissionsverringerung auf 69 g/km CO2! Zum Vergleich: der
momentan günstigste mit Diesel betriebene Wagen auf dem Markt stößt 87 g/km CO2 aus.
Die Mitarbeiter der Meta GmbH beschäftigen sich im Rahmen des „Meta Downsizing
Concepts“ mit dem Bau des Motors. Sie bauen einen 2-Zylinder-Motor mit kleinem
Hubraum, der jedoch die gleiche Leistung wie ein 4-Zylinder-Motor erbringen soll. Sie
wollen den Betriebswirkungsgrad erhöhen und die Emissionen gleichzeitig senken. Der
Wirkungsgrad ist das Verhältnis von aufgewendeter zu tatsächlich nutzbarer Energie.
Ein Problem aber bei dem verkleinerten Motor: ein 4-Zylinder-Motor läuft grundsätzlich
ruhiger als der neu entwickelte 2-Zylinder-Motor. Doch die Firma Meta GmbH hat ein
System entwickelt, mit dem sich die unruhige Bewegung der Kurbelwelle abfangen lässt.
Dieser Crankshaft Rotation Equalizer, kurz CRE, wirkt wie ein Gegengewicht, um zu heftige
Stöße abzufangen.
Ein weiterer Faktor ist die Akustik im Wagen: Um Dröhnen oder Ruckeln während der Fahrt
zu vermeiden, werden in normalen Autos schwere Metalle wie Stahl oder dickes Gummi
verwendet. Dieses Material ist allerdings zu schwer, um Emissionen einsparen zu können.
Das ika beschäftigt sich mit dem Ersatz durch Leichtmetalle oder Carbonfasern. Aluminium
zum Beispiel leitet den Schall sehr gut weiter. Carbon ist als Einsatzmaterial ebenfalls
möglich, durch die vorwiegende Handarbeit aber recht teuer. Gummi ist in einer leichten
Form unbeständig und kann schnell reißen. Diese Faktoren gilt es zu minimieren. Ein Team
von Experten aus den verschiedensten Bereichen arbeitet an einer Lösung.
Weitere Wege Emissionen einzusparen, sehen die Mitarbeiter des ika in der Verringerung
verschiedener Widerstände und des Gewichtes. Das ika beschäftigt sich mit verschiedenen
Lösungsmöglichkeiten: eine zum Beispiel sieht vor, Carbon statt Metall für die Motorhaube
zu verwenden. Das Problem dabei ist der Preis. Ein weiterer Ansatz ist der Einsatz von
Rennsitzen, die wesentlich leichter sind als die normalen Autositze, da sie keine Seitenairbags
besitzen. Darin liegt gleichzeitig ein Problem: Wenn keine Seitenairbags vorhanden sind, wird
damit auch die Sicherheit verringert.
Auch der Fahrwiderstand ist ein Faktor, der berücksichtigt werden muss. Das ika arbeitet an
leichteren Reifen, wodurch das Auto aufgrund der besonderen Reifenoberfläche leichter über
die Straße rollen kann. Durch eine leichtere Felgen-Reifen-Kombination lässt sich dabei am
Projektauto ein Gewicht von über 16 Kilogramm einsparen.
Die Außenform wird ebenfalls angepasst, sodass die Luft so wenig wie möglich vom Auto
aufgehalten wird. So wird Gewicht, Reibung und Fahrwiderstand verkleinert, was wiederum
weniger Emissionen zur Folge hat.
Neben der Entwicklung eines neuen Motors haben die beiden Projektpartner weitere
Alternativen gefunden, die CO2- Emission eines Autos zu verringern.
Unter anderem wurde vom ika ein Gerät entwickelt, welches ähnlich wie eine Thermoskanne
funktioniert. Es speichert nach einer Fahrt bis zu sieben Litern heiß gewordener
Kühlflüssigkeit, die dann beim nächsten Motorenstart wieder eingeleitet wird. Durch das
Verfahren wird der Motor schneller warm und es wird weniger Energie benötigt. Ein
normales Auto gibt bis zu 1/3 der Brennstoffenergie ans Kühlwasser ab . Diese Wärme wird
dann in die Luft abgegeben und kann so nicht mehr für das Auto genutzt werden. Zusätzlich
zum schnelleren Erwärmen des Motors wird auch der Wirkungsgrad erhöht.
Ein weiterer Faktor ist der Treibstoff: Diesel und Benzin produzieren bei der Verbrennung
mehr CO2 als Erdgas . Aus diesem Grund betreibt die Meta GmbH ihren 2-Zylinder-Motor
mit Erdgas. Erdgas hat im Gegensatz zu Diesel und Benzin einige Vorteile: es ist billiger,
umweltfreundlicher und es kann leicht in einem chemischen Prozess hergestellt werden,
indem CO2 verwertet wird.
Leider ist ein kompletter Wechsel zu regenerativen Energien zurzeit noch nicht möglich, da
diese noch nicht gut speicherbar bzw. nutzbar sind. Die Gewinnung der Energie im Vergleich
zu anderen Fossilbrennstoffen ist sehr teuer und noch nicht ausgereift.
Deswegen ist das Erdgas ein „Zwischenschritt“ auf dem Weg zu dem regenerativ betriebenen
Zukunftsauto. Es zeigt, dass ein bereits existierendes, sparsames Modell weiter modifiziert
werden kann, um noch umweltfreundlicher fahren zu können, als das bisherige
umweltfreundliche Modell, das mit fossilen Kraftstoffen betrieben wird.
Zusammenfassend lässt sich also sagen, dass es zwar noch einige Hürden gibt, an deren
Beseitigung aber schon längst gearbeitet wird und somit der Weg frei wird für ein
emissionssparendes Auto, das in naher Zukunft auf der Straße zu sehen sein wird!