Pedeorelha | Sind Plug-In-Hybride besser als normale Hybride?

Peter Tucker
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Bildergalerie: Plug-in-Hybridautos Der 2010 Fisker Karma ist ein Plug-in-Hybridfahrzeug. Weitere Bilder von Plug-in-Hybridautos. Mit freundlicher Genehmigung von Fisker Automotive

Das Bestreben nach umweltfreundlicheren und sparsameren Fahrzeugen treibt die Ingenieure ständig dazu, die Fahrzeugtechnologie neu zu bewerten und die effizienteste Funktionsweise für Autos zu finden. Hybridfahrzeuge sind bereits ein weit verbreitetes Transportmittel, und jedes Jahr kommen immer mehr Hybridfahrzeugmodelle hinzu. Einige neuere Modelle werden leistungsfähiger, jedoch auf Kosten der Kraftstoffeffizienz. Was ist der nächste Schritt? Wie wollen die Hersteller eine noch bessere Kraftstoffeffizienz erzielen??

Viele Automobilhersteller betrachten Plug-in-Hybride als nächsten Schritt in der Hybridfahrzeugtechnologie, und tatsächlich standen sie in den letzten Jahren im Mittelpunkt vieler Automobilunternehmen wie Toyota und General Motors. Ein Plug-in-Hybrid ist genau das, wonach es sich anhört: ein Hybridfahrzeug, das seine Batterien auflädt, indem es an eine elektrische Quelle angeschlossen wird. Im Gegensatz zu herkömmlichen Hybriden verwenden Plug-in-Hybride jedoch Batterien als Hauptstromquelle.

In Plug-in-Hybriden treiben Batterien einen Elektromotor an, der anstelle eines Motors zum Bewegen des Autos verwendet wird. Plug-Ins haben Benzinmotoren, obwohl sie viel kleiner als ein typischer Hybridmotor sind und nur zum Laden der Fahrzeugbatterie verwendet werden, wenn die Leistung erschöpft ist. Aufgrund ihrer Abhängigkeit von Batterien werden diese Fahrzeuge häufig genannt Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge, oder PHEVs. Aber sind Plug-in-Hybridfahrzeuge besser als die typischen Hybridautos auf der Straße oder sind sie nur eine andere Form der Kraftstoffeffizienz??

Auf den nächsten Seiten werden wir diese beiden Fahrzeugtypen in drei Hauptkategorien vergleichen, um einige der Vorteile von PHEVs im Vergleich zu Standardhybriden aufzuzeigen. Wir werden die Bequemlichkeit und die Umweltauswirkungen sowie die Betriebskosten für den Kauf und die Wartung der einzelnen Geräte berücksichtigen.

Schauen wir uns zunächst auf der nächsten Seite einige der Faktoren an, die in die Betriebskosten der einzelnen Hybridtypen einfließen.

Inhalt

Betriebskosten von Plug-Ins und Hybriden
Umweltauswirkungen von Plug-Ins und Hybriden
Bequemlichkeit von Plug-Ins und Hybriden

Das Toyota Prius Plug-in Hybrid-Demonstrationsprogramm Fahrzeug Mit freundlicher Genehmigung von Toyota

Wie bei jeder neuen Technologie sind die Kosten in der Regel zunächst höher und sinken dann mit der Zeit langsam. Plug-in-Hybridfahrzeuge sind keine Ausnahme. Obwohl PHEVs bereits über die gesamte vorhandene Technologie verfügen, die für die Massenproduktion und den Verkauf benötigt wird, sind sie aufgrund eines Hauptfaktors teurer als herkömmliche Hybride: der Batterien.

Es gibt zwei Arten von Batterien, die typischerweise für Standard- und Plug-in-Hybride verwendet werden: Nickel-Metallhydrid (NiMH) und Lithium-Ionen (Li-Ionen). Li-Ionen sind am effizientesten und können mehr Strom aufnehmen, aber sie sind auch am teuersten. Viele Hybride, wie der Toyota Prius und Honda Insight, verwenden aufgrund ihrer Ladekapazität und Kosteneffizienz Nickel-Metallhydrid-Batterien. Obwohl diese beliebten Hybride jetzt beide NiMH-Batterien verwenden, wird Toyotas 2012 Prius ein Plug-in-Hybrid mit Li-Ionen-Batterien sein [Quelle: Borroz].

Bei Plug-in-Hybriden steigt der Preis des Autos, weil das Fahrzeug mehr Batterien enthält als bei einem herkömmlichen Hybrid. Ein kompaktes, sofort einsatzbereites PHEV kostet etwa 10 bis 20 Prozent mehr als ein Standard-Hybrid. Zum Beispiel kostet eine Limousine etwa 2.000 oder 3.000 US-Dollar mehr und ein SUV etwa 5.000 US-Dollar mehr als ein herkömmlicher Hybrid [Quelle: CalCars]. Nach dem anfänglichen Preis sparen die PHEVs jedoch vom ersten Tag an Benzin. Mehr Batterien bedeuten, dass die Reichweite beim Fahren mit vollelektrischer Energie erweitert wird, wobei die meisten PHEVs mit einer einzigen Ladung etwa 32,2 bis 64,4 Kilometer (20 bis 40 Meilen) erreichen.

Und obwohl 64,4 Kilometer nicht viel klingen, denken Sie daran, dass der durchschnittliche Fahrer jeden Tag 46,7 Kilometer pendelt [Quelle: Siegel]. Das bedeutet, dass ein Fahrer das Auto den ganzen Tag fahren, es nachts anschließen und am nächsten Morgen wieder für den Pendelverkehr bereit sein kann. Die Batteriepreise werden voraussichtlich sinken, da sich die Technologie verbessert und immer mehr Autohersteller massenhaft Batterien kaufen. Da die Benzinpreise im Laufe der Zeit stetig steigen, bieten PHEV eine gute Alternative und möglicherweise sogar Kosteneinsparungen.

Auf der nächsten Seite erfahren Sie mehr über die Umweltauswirkungen von PHEVs und Hybriden.

Ein Ford Plug-in-Hybrid Edge fährt am 17. Januar 2007 auf dem Capitol Hill in Washington. AP Photo / Manuel Balce Ceneta

Die Verwendung von Plug-in-Hybridfahrzeugen hat das Potenzial, die Menge an Treibhausgasen in der Umwelt erheblich zu reduzieren, nicht nur im Vergleich zu benzinbetriebenen Autos, sondern auch zu Standardhybriden. Da Plug-in-Hybride Batterien als Hauptstromquelle verwenden und Standardhybride Benzinmotoren als Hauptquelle verwenden, ist der Benzinverbrauch eines Standardhybrids weitaus höher als bei PHEVs, was wiederum die Menge der abgegebenen Treibhausgase verringert direkt aus Emissionen.

Einige Leute haben argumentiert, dass das nächtliche Aufladen der PHEV höhere Anforderungen an Kraftwerke stellt und die Menge an Treibhausgasen erhöht, da die Anlagen mehr Kohle verbrennen müssen, um mit der Nachfrage Schritt zu halten. Obwohl mit zunehmendem Einsatz von PHEVs wahrscheinlich mehr Strom verbraucht wird, verbrennt das amerikanische Stromnetz Brennstoffe durchweg sauberer als in der Vergangenheit und expandiert ständig in alternative Energiequellen. Eine im Jahr 2002 durchgeführte Studie ergab, dass die Verwendung von PHEVs, die zum Aufladen Nachtstrom verwenden, die Treibhausgase im Vergleich zu benzinbetriebenen Autos um 46 bis 61 Prozent reduzieren würde [Quelle: CalCars.org]. Und eine 2001 vom Energieministerium durchgeführte Studie ergab, dass ein typisches Hybridauto die Menge der Treibhausgasemissionen um 22 Prozent reduziert, während Plug-in-Hybride die Menge um 36 Prozent reduzieren könnten [Quelle: CalCars.org].

Zusätzlich zu einer Reduzierung der Treibhausgase können PHEVs möglicherweise Treibhausgase nahe Null emittieren, indem sie entweder mit Biokraftstoffen betrieben oder über Photovoltaik-Systeme auf dem Dach, auch bekannt als solarbetriebene Systeme, aufgeladen werden [Quelle: CalCars.org]. Der Biokraftstoff Ethanol 85 (E85) würde es einem PHEV ermöglichen, seinen Erdölverbrauch erheblich zu reduzieren, und das Aufladen eines PHEV mit Energie, die tagsüber aus Sonnenkollektoren gewonnen wird, würde die Menge an Strom reduzieren, die das Auto aus dem Stromnetz beziehen muss.

Nachdem wir einige der Umweltvorteile von Plug-In-Hybriden gesehen haben, werden wir auf der nächsten Seite einige der praktischen Faktoren zwischen Plug-Ins und Standard-Hybriden vergleichen.

Dieser steckbare elektrische Hummer H3 hat eine Reichweite von ungefähr 400 Meilen und fährt seine ersten 40 Meilen mit Batterien, bevor er seinen Verbrennungsgenerator einschaltet. AP Foto / Carlos Osorio

Könnten PHEVs neben den wirtschaftlichen und ökologischen Vorteilen von Plug-in-Hybridfahrzeugen bequemer sein als herkömmliche Hybride? Einer der offensichtlichsten Vorteile eines Plug-in-Hybrids wäre, dass Stopps an der Tankstelle minimiert und möglicherweise sogar ganz beseitigt würden. Für Fahrten durch die Stadt, hin und her zur Arbeit und andere kurze Strecken müssen die Fahrer möglicherweise überhaupt nicht an der Tankstelle anhalten. Das Aufladen des Akkus kann über Nacht erfolgen, damit das Auto morgens einsatzbereit ist, oder das schnelle Aufladen kann in nur wenigen Stunden erfolgen. Die Möglichkeit, Ihr Auto zu Hause zu tanken, wäre viel bequemer, als auf dem Weg zur Arbeit an der Tankstelle vorbeischauen zu müssen.

Auf der anderen Seite haben Standard-Hybride einige eigene Bequemlichkeitsfaktoren. Standard-Hybride müssen nur an der Tankstelle aufgefüllt werden, bevor sie mit ihrem benzinbetriebenen Motor ihre gesamte Laufleistung erreichen können. Und weil Hybride regeneratives Bremsen verwenden, um ihren batterieunterstützten Elektromotor aufzuladen, haben die Batterien die Möglichkeit, aufgeladen zu werden, solange das Auto läuft (und anhält). PHEVs können ihre Batterien auch während der Fahrt aufladen. Da sie jedoch einen kleineren Motor und einen kleineren Gastank verwenden und sich auf die Batterien als Hauptstromquelle verlassen, ist es effizienter, wenn die Batterien zum Aufladen eingesteckt werden. Um die gesamte Kilometerleistung zu erreichen, sind zwei Schritte erforderlich: Laden Sie das Auto vor einer Fahrt auf und füllen Sie dann den Benzintank auf. Sobald die Batterien leer sind, ist die Hauptstromquelle weg und die Batterien müssen von einer elektrischen Quelle aufgeladen werden. Dies führt dazu, dass Plug-in-Hybride im aktuellen Design bei längeren Fahrten einen leichten Nachteil haben.

Obwohl das Anschließen Ihres Autos über Nacht bequemer ist als das Anhalten für Benzin, müssten Tankstellen, Privathaushalte und Unternehmen mit Ladestationen ausgestattet werden, wenn Plug-in-Hybridfahrzeuge zu einem festen Bestandteil der Automobilwelt werden. Diese Änderung würde große Investitionen von Unternehmen erfordern, die Standardhybride einfach nicht benötigen, und dies könnte eine Hürde sein, die der PHEV-Entwicklung noch im Wege steht.

Weitere Informationen zu Plug-In-Hybriden, Standard-Hybriden und anderen verwandten Themen finden Sie unter den Links auf der nächsten Seite.

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