Seit Ende des 18ten Jahrhunderts Rudolf Diesel und Nicolaus August Otto die Hubkolbenmotoren erfunden haben, hat sich bis heute nichts grundlegendes geändert.

Das Funktionsprinzip beruht auf der Verbrennung von Benzin- oder Dieselkraftstoff. Dabei wird ein Kraftstoff-Luft-Gemisch zur Explosion gebracht und die Ausdehnung des Verbrennungsgases wird über einen sich linear bewegenden Kolben auf eine Pleuelstange übertragen, die eine Kurbel in eine Drehbewegung versetzt. Das geschieht in modernen Motoren einige tausend mal pro Minute.

Klingt kompliziert? Ist es auch. Denn diese Drehbewegung muss ja auch noch über eine Kupplung und ein mehrstufiges Getriebe an die Räder gebracht werden. Und man braucht einen Anlasser und eine Batterie um den Motor zu starten und eine Lichtmaschine um die Batterie wieder aufzuladen.

Wenn man sich einmal anschaut, aus wie vielen Teilen der Antriebsstrang eines heutigen Pkw besteht, dann ist schon erstaunlich, dass hierbei so wenig Störungen auftreten. Zu danken ist das sicherlich der Millionen von Entwicklungsstunden und der Kreativität und Fähigkeiten von unzähligen Ingenieuren und Technikern.

Dabei erzeugt ein Verbrennungsmotor in erster Linie ganz viel Wärme und schmutzige Luft.

Je nach Motortyp fließt nur etwa 1/5 der im Kraftstoff enthaltenen Energie in die Bewegung des Fahrzeugs. Der Rest geht über den Auspuff gleich in die Luft oder muss über ein aufwändiges Kühlsystem „entsorgt“ werden. Hohe Drücke, Gase, Öl, Kraftstoff, Kühlwasser müssen abgedichtet, Abgase müssen gereinigt und der enorme Lärm des Verbrennungsvorgangs so gut wie möglich gedämmt werden.

Natürlich sind der Motor und all diese notwendigen peripheren Funktionen im Laufe der 130jährigen Entwicklungsgeschichte stetig verbessert worden, aber das Grunddilemma bleibt:

•  ein miserabler Wirkungsgrad der durch die Energieumwandlung beim Verbrennen der in der Regel fossilen Brennstoffe entsteht,
•  ein Motorprinzip das seine optimale Kraft nur in einem schmalen Drehzahlbereich entfaltet und deshalb ein mehrstufiges Getriebe benötigt um diese Kraft über weitere Diffenzialgetriebe und Antriebswellen an die Räder zu bringen,
•  ein Schadstoffausstoß, der offensichtlich nicht wirkungsvoll begrenzt werden kann, unsere Umwelt und unsere Gesundheit belastet und ganze Industrien zu kriminellen Vereinigungen zusammenschweißt.

Also eine geniale Technik? Nein, sondern eine Fehlentwicklung der technischen Evolution. Die Erfolgsgeschichte des Verbrennungsmotors in den frühen Jahrzehnten des 20ten Jahrhunderts hat die Hersteller blind gemacht für andere Entwicklungen.

Die heute im Internetzeitalter oft zitierte „Filterblase“, die durch besondere Algorithmen dem Internetnutzer nur Informationen seines Interessensgebiets vorschlägt, gab es augenscheinlich auch schon bei der Entwicklung von Antriebstechniken. Wie ist es anders zu erklären, dass seit Jahrzehnten nicht ernsthaft an Entwicklung der Elektromobilität gearbeitet wird. Statt dessen hat die Automobilindustrie mit enormen Aufwand versucht, die Benzin und Dieselmotoren immer weiter zu verbessern und steckt doch seit Langem in einer Sackgasse. Dieser Sailing-Ship-Effect blockiert den Fortschritt und führt zum Scheitern der Verbrennungsmotortechnik.

Dabei sind Elektronantriebe in vielen industriellen Bereichen und im schienengebundenen Verkehr auf einem hohen Entwicklungsniveau angekommen. Warum nicht in der individuellen E-Mobilität, in unseren PKW, Transportern und LKW? Ein Elektronantrieb im PKW besteht nur aus wenigen Komponenten. Der Elektromotor hat einen Wirkungsgrad von 98% und ist etwa so „komplex“ wie der Anlasser eines Benzinmotors. Er ist gleichzeitig auch ein Teil des Bremssystems des Autos und speichert die Bremsenergie gleich wieder in der Batterie. Ein Getriebe ist wegen der dynamischen Drehmomentabgabe gar nicht nötig und beim Rückwärtsfahren dreht der Motor einfach anders herum. Platzbedarf, Gewicht und Wartungsaufwand sind gering und klassische „Verschleißteile“ praktisch unbekannt.

Das Problem liegt in der Energieversorgung. Die Stromerzeugung in Fahrzeugen (z.B. Brennstoffzellen) und Speicherung von elektrischer Energie steckt heute noch in den Anfängen. Der amerikanische Elektroautobauer Tesla hat 2006 seinen legendären Roadster mit fast 7000 handelsüblicher Akkus betrieben, die für LapTops entwickelt wurden.

Kein Wunder, dass heute Firmen wie Panasonic oder Samsung zu den führenden Batterieherstellern für E-Autos zählen, denn genau hier hat die Autoindustrie geschlafen und scheint auch nur langsam zu erwachen. Wären nur 10% des Entwicklungsaufwandes, der in den letzten Jahren in die „Verbesserung“ der Dieselmotoren gesteckt wurde, in die Forschung und Entwicklung von Stromerzeugung und -speicherung geflossen, wäre Elektromobilität heute billiger als Diesel- und Benzinfahrzeuge.

Aber nicht nur in diesem Entwicklungsbereich hat die „deutsche Schlüsselindustrie“ versagt. Ein Wechsel zur Elektromobilität erreicht man nicht nachhaltig, indem man lediglich den Verbrennungsmotor gegen einen E-Antrieb getauscht. Bisher wurde die Chance, ganz neue Mobilitätskonzepte zu erarbeiten, verpasst. Offenbar ist man immer noch in der bereits oben genannten Filterblase.

Vorreiter ist wieder einmal ein Außenseiter: Tesla versteht sich als Softwareunternehmen (obwohl wertvollster US-Autobauer) und stattet seine Elektroautos mit Assistenzsystemen aus, die das Fahren nicht nur komfortabler machen, sondern vor allem sicherer. Das alleine macht die Innovationskraft jedoch nicht aus, sondern schon eher die Tesla-Solarziegel, die eine normale Hausbedachung ersetzten und gepaart mit einem Stromspeicher Energie für die Haustechnik und für das Elektroauto liefern.

Wo ist die VW-Brennstoffzelle, die am Tage mein Auto antreibt und Abends die Stromversorgung meines Hauses übernimmt? Wo ist der MAN E-Truck, dessen Batterien durch Induktionsschleifen auf dem Betriebshof geladen werden. Wo ist das elektrisch selbstfahrende Mercedes-Sammeltaxi, das im ländlichem Raum den klassischen ÖPNV ergänzt und irgendwann ersetzt?

Geht nicht? Gibt es gar nicht. Man muss nur wollen und Kreativität nicht ausbremsen sondern bereits in Kindergärten und Schulen aber auch in Hochschulen fördern.