Energie sparen - Das Auto und die Energieeffizienz

 
Seit über 100 Jahren hat das Auto die gute alte Pferdekutsche verdrängt und eine beispielslose Entwicklung des Individualverkehr in Gang gesetzt. Wegen den Auswirkungen auf unser Klima, der Energieknappheit und des schlechten Wirkungsgrads kommt das Auto mit herkömmlichen Verbrennungsmotor jedoch immer mehr in die Kritik. An alternativen Antrieben wird derzeit intensiv gearbeitet. Das Sparpotenzial beim Autofahren ist gewaltig und wird nur von sehr wenigen erkannt und genutzt.
Inhaltsverzeichnis:

  1. Fahren in der Stadt
  2. Fahren auf der Autobahn
  3. Umstritten: Lichtpflicht am Tage

 

Für den einen das Statussymbol, für den anderen ein Hilfsmittel um von A nach B zu kommen. Das Auto ist aus unserem Leben nicht mehr wegzudenken. Wir brauchen es um zur Arbeit zu kommen, Lasten zu transportieren oder einfach nur um uns zu vergnügen. Etwas überspitzt ausgedrückt: Wir sind vom Auto mittlerweile genau so abhängig wie der Junkie von seinem täglichen Schuß. Ein Entzug würde sich in gesellschaftlicher Isolation und in der Unfähigkeit äußern, die Arbeitsstätte zu erreichen. Auch die Beschaffung der Lebensmittel wird ohne Auto mittlerweile zum Problem, denn den "Tante-Emma-Laden" um die Ecke gibt es schon lange nicht mehr.

Mit steigenden Kraftstoffpreisen stellt sich für viele die Frage, wie der Luxus Autofahren noch bezahlbar sein soll. Für immer mehr Menschen wird dieser Luxus schlicht unerschwinglich. Einen Ausweg gibt es nicht, die Spritpreise werden weiter und vor allem progressiv steigen. Das Elektroauto mit umgerechnet 0,8 l/100km ist zwar technisch möglich aber unbezahlbar teuer und wegen fehlender Infrastruktur noch auf lange Sicht nicht praxistauglich.

Hybride stellen zwar eine interessante Brückentechnologie dar, doch auch diese sind für die meisten Menschen in der Anschaffung unerschwinglich. Das 3-L-Auto hat es zu Beginn dieses Jahrhunderts schon gegeben (VW Lupo, Audi A2-1.2 TDI und der 3-L-Smart), jedoch sind alle 3 Modelle recht schnell vom Markt verschwunden. Was mich persönlich zu der Ansicht nötigt, daß weder Hersteller noch die Politik an der Steigerung der Energieeffizienz und damit an dem Erhalt des Autos als Verkehrsmittel für alle Bürger interessiert sind. Aus sehr guten und profitablen Gründen, so meine persönliche Überzeugung.

An der ´Hardware´ werden wir also nicht viel ändern können. Nehmen wir das zur Fortbewegung her, was wir vorgesetzt bekommen und ändern die ´Software´, also den Umgang mit dem Auto. Im realen Straßenverkehr wird ein Auto an der grünen Ampel beschleunigt und an der nächsten roten Ampel wenige Meter dahinter gleich wieder abgebremst. Richtig fahren, also nur das Ausgleichen des Roll- und des Luftwiderstands tun wir nur auf Landstraßen oder Autobahnen, sofern diese nicht völlig verstopft sind.

Wie wir auf der Seite Fortbewegung schon gelernt haben, stecken wir hier eine Menge Bewegungsenergie in die Masse des Fahrzeugs hinein um sie gleich im Anschluß daran mittels Bremse nutzlos in Wärme umzuwandeln. Ein 1,5 t schweres Fahrzeug benötigt beim Beschleunigen von 0 auf 50 km/h 0,04 kWh oder 1 cl Benzin bei 30% Wirkungsgrad. Hinzu kommen dann noch mal 2 cl Benzin für gut 1 Minute Stehen an der roten Ampel, im ganzen also 3 cl Benzin pro Ampel. Wir können das noch beträchtlich steigern, wenn wir alle verfügbaren elektrischen Verbraucher einschalten: Die Klimaanlage, die Heckscheiben- und die Sitzheizung, das Abblendlicht am hellichten Tage und vielleicht noch die 500-W-Dobbi-Surreal-Hippi-Anlage. Mit ein bißchen gutem Willen sind da durchaus 0,1 l Sprit pro Ampel oder 20 l/100km drin, und das ohne jeden Stau, der das ´Vergnügen´ dann noch beträchtlich steigert.

 
Hieraus resultiert schon meine 1. "Tipsammlung" - Fahren in der Stadt:
 
  1. Fahrten mit dem Auto in der Innenstadt sind extrem teuer (Kraftstoff und Verschleiß) und langsam und daher möglichst ganz zu vermeiden. In der Innenstadt ist das Fahrrad das beste, flexibelste und meist schnellste Verkehrsmittel, besonders, wenn man die Parkplatzsuche mit berücksichtigt.
  2. Manchmal ist das Auto in der Innenstadt nicht zu vermeiden. Beispielsweise wenn das Fahrrad für den Transport von 4 Kisten Bier nicht optimal ausgelegt sein sollte. Idealerweise sollte das Auto möglichst leicht sein (Beschleunigungsenergie minimieren), möglichst wenig Hubraum haben (Verbrauch beim Stehen an der Ampel) oder, noch besser, über eine Abschaltautomatik verfügen.
  3. Möglichst alle elektrischen Verbraucher abschalten. Sie werden über den Motor (30% Wirkungsgrad), Lichtmaschine (75% Wirkungsgrad) und Bleiakku (´Autobatterie´, 70% Wirkungsgrad) mit nur äußerst mageren 16% Gesamtwirkungsgrad versorgt. Der Rest verpufft sinnlos als Wärme. Elektrische Verbraucher wirken sich in der Innenstadt besonders heftig aus, da ihre bloße Einschaltdauer Sprit kostet und nicht die gefahrenen Kilometer dabei. Nebenbei vermeidet diese Maßnahme das Tiefentladen des Bleiakkus, häufigste Pannenursache übrigens.
  4. Vorausschauend fahren, zu dichtes Auffahren unbedingt vermeiden. Das erspart unnötige Brems- und Beschleunigungsmanöver. Vor roten Ampeln oder sonstigen erkennbaren Hindernissen unverzüglich den Fuß vom Gaspedal nehmen aber nicht die Kupplung drücken.
  5. Erst im letzten Moment vor dem Stehen auskuppeln, denn die Schubabschaltung (´Motorbremse´) verbraucht 0 Energie, ganz im Gegensatz zum Lauf des Motors im Leerlauf. Nebenbei werden die Bremsen etwas geschont.
  6. Vor dem Starten den Motor nicht im Stand warmlaufen lassen. Das ist sogar verboten und bringt außer höherem Spritverbrauch und viel Gestank gar nichts. Vor dem Einkaufen, Be- und Entladen, Spazierengehen oder Schwimmen den Motor abstellen und den Wagen verschließen. Den Motor eine Stunde mit eingeschalteter Klimaanlage laufen lassen kosten 2 l Sprit für Nichts und Wiedernichts. Eigentlich völlig gaga, aber immer wieder zu beobachten: Fahrer parkt sein Auto am Freibad, läßt den Motor laufen, dreht die Klimaanlage voll auf und kehrt nach rund 4 Stunden Schwimmen wieder in sein nun perfekt gekühltes Fahrzeug zurück. Wie angenehm!
  7. Kein Gerümpel spazieren fahren. Jedes Kilo zuviel kostet nur unnötig Beschleunigungsenergie.
  8. Das Fahrrad öfter einsetzen. Dadurch geht das Körpergewicht herunter, und die überflüssigen Pfunde müssen beim Autofahren nicht mitbeschleunigt werden. ;=}
  9. Reifendruck regelmäßig überprüfen! Jedes 0,x Bar zu wenig kostet viel Sprit und gefährdet vor allem die Sicherheit. Ein paar 0,x Bar zuviel schaden dagegen nicht. Ganz im Gegenteil, man fährt sogar noch ein wenig sparsamer, so 0,2 l/100km Einsparung sind nochmals durchaus drin. Allerdings auf Kosten des Fahrkomforts, die Gesamtfederung fühlt sich ein wenig härter an.
So läßt sich in der Stadt durchaus weit mehr als die Hälfte des Kraftstoffs einsparen. Beim konsequenten Einsatz eines Fahrrads sogar noch bedeutend mehr, sogar mit positiven Nebenwirkungen auf die eigene Gesundheit.

Ausblick und Möglichkeiten:
In ferner Zukunft werden die Fahrzeuge in der Stadt elektrisch betrieben. Beim Anfahren wird zwar nach wie vor viel Energie benötigt, diese jedoch beim Bremsen wieder zurückgewonnen (Rekuperation). Beim Stehen vor der roten Ampel wird der Elektromotor abgeschaltet, kein Energieverbrauch also in dieser Phase. Das Elektrofahrzeug wird kaum 500 kg wiegen, was den Rollwiderstand ungefähr drittelt. Außerdem ist der Wirkungsgrad eines Elektromotors 3-mal so hoch wie der einer Verbrennungsmaschine. Somit wäre in der Stadt ein Energieverbrauch von umgerechnet unter 0,5 l/100km nach heutigem Stand der Technik schon realistisch. Welch ein Absturz im Vergleich zu den normalerweise üblichen 20 l/100km einer ungeschickt gefahrenen, schweren Tonne und viel besser für die Umwelt als diese m.M. nach völlig idiotischen Umweltzonen.
 

Nach dem Stop-and-Go in der Innenstadt schauen wir uns das andere Extrem an: Unsere traumhaften Autobahnen. Wir betrachten den günstigen Fall, daß der Verkehr dort fließt und es keine nennenswerten Behinderungen gibt, ein idealisierter Zustand also.

Das Tempo auf unseren Autobahnen ist im internationalen Vergleich extrem hoch. Daraus resultiert, daß die weitaus meiste Energie darauf verwendet wird, sehr viel Luft umzurühren, also den Luftwiderstand zu überwinden. Dieser steigt zum Quadrat mit der Geschwindigkeit an, eine Verdoppelung der Geschwindigkeit führt also zu einer Vervierfachung des Luftwiderstands. Dadurch daß eine Verdoppelung der Geschwindigkeit auch mit der Verdoppelung der Umdrehungsgeschwindigkeit der Räder einhergeht, führt die Vervierfachung des notwendigen Drehmoments auf der Radachse zu einer Verachtfachung der benötigten Leistung zur Erhaltung einer konstanten Geschwindigkeit. Mit anderen Worten: Der Kraftaufwand steigt zur dritten Potenz mit der Geschwindigkeit, und damit schießt der Energieaufwand für eine schnelle Fahrt extrem in die Höhe. Rollwiderstand und Reibungsverluste in Motor und Getriebe, sowie die einmalig aufzubringende Beschleunigungsenergie spielen in dieser Situation auch noch eine, wenn auch nur untergeordnete Rolle.

Doch damit nicht genug. Dichtes Auffahren auf der Überholspur und die damit verbundenen ständigen Bremsmanöver lassen den Energieverbrauch noch einmal kräftig steigen. Nebenbei sorgt diese moderne Spielart des bekannten Russisch Roulette für ein angenehmes Prickeln beim Anstieg des Adrenalinspiegels im Blut. Ich persönlich bin allerdings mehr für die klassische Variante mit der einen Kugel in der Trommel, denn bei dieser wird das Leben Unbeteiligter nicht mitgefährdet.

 
Hieraus ergibt sich meine 2. "Tipsammlung" - Fahren auf der Autobahn und auf Landstraßen
 
  1. Fahre möglichst gleichmäßig mit moderater Geschwindigkeit. 110 km/h genügen völlig. Gegenüber 160 km/h sind hier locker 4 l/100km Einsparung drin.
  2. Vermeide die übliche Treibjagd auf der linken Überholspur. Das kostet nicht nur viel Sprit, sondern ist auch noch lebensgefährlich. Allein diese Bremsmanöver kosten mehr als 1 l/100km. Bei Jagdfieber helfen kalte Wadenwickel und mehrstündiges Moorhuhnspielen am Rechner ;=}
  3. Wenig bekannt: Es gibt neben den Moorhühnern links auch eine rechte Fahrspur, auf der sich diese gleichmäßige Fahrweise oft besser verwirklichen läßt. Auch wenn diese Fahrspur meist völlig frei von PKW´s ist - man darf sie als Autofahrer trotzdem benutzen.
  4. Fahre im Windschatten eines Busses oder LKW´s - das senkt den Spritverbrauch noch einmal spürbar. Meist geht es auf unseren vollen Autobahnen ohnehin nicht viel schneller voran, und gerade Profi-Fahrer sind für ihre gleichmäßige Fahrweise bekannt. Auf den vorgeschriebenen Sicherheitsabstand achten.
  5. Keine Überholmanöver im Baustellenbereich, das bringt meist ohnehin nur wenige Sekunden Zeitvorteil. Außerdem können wegen der verengten Spuren dort Überholmanöver lebensgefährlich werden. Hier ist der ´Windschatten-LKW´ die beste Alternative.
  6. Auf Landstraßen das generelle Tempolimit 100 einhalten. LKW´s überholen bringt hier außer erhöhtem Spritverbrauch kaum noch was und ist außerdem extrem gefährlich. Besser ist hier das ´Windschattenfahren´. Bei Tempo 80 im 5. Gang, halbem Tacho Abstand und hauchzart gestreicheltem Gaspadal fällt der Spritverbrauch ins Bodenlose!
  7. Gefällestrecken im ´Sonntagsgang´ fahren. Gemeint ist der Leerlauf, der schon ab ca. 4% Gefälle bei Tempo 100 eingelegt werden kann, ohne daß sich die Geschwindigkeit verringert. Der Spritverbrauch stürzt in dieser Phase allerdings auf rund 1/5 des normalen Werts ab. Manche Getriebe kuppeln autmatisch aus wenn das Gaspedal losgelassen wird (z.B. Audi A2 1,2 TDI, Ecomodus).
  8. Bei stärkerem Gefälle ab ca. 6% fährt man im 5. Gang ohne Gas noch sparsamer. Denn dann geht der Motor in die Schubabschaltung und braucht gar keinen Sprit mehr. Bei noch stärkerem Gefälle herunterschalten, langsamer werden und die Geschwindigkeit mit dem Gang (immer ohne Gas!!!) regulieren. Der Spritverbrauch ist auch dann wegen der Schubabschaltung immer 0.
  9. Elektrische Verbraucher abschalten. Eine freie Heckscheibe und ein warmer Hintern haben eins gemeinsam - sie müssen nicht beheizt werden. Wieder 0,2 l/100km weniger....
  10. Die Klimaanlage kostet enorm viel Sprit. Bis zu 1 l/100km sind nur dann gut investiert wenn die Hitze so extrem ist, daß die Konzentrationsfähigkeit spürbar nachläßt. Wie oft haben wir das schon im meist naßkalten Mitteleuropa?
  11. Ist die Windgeschwindigkeit im Fahrzeuginnern schon auf Orkanstärke angestiegen? Haben schon erste Tornadorüssel die Rückbank zerfetzt und den Wackeldackel im Kreis fliegen lassen? Dann sollte das Gebläse gedrosselt werden, auch das kostet unnötig Sprit. Wenn geht, die ´Klimatechnik´ ganz ausschalten. Schon wieder bis zu 0,3 l/100km weniger....
  12. Man hört es nur zu oft. Kaum ist das aufgemotzte Auto näher als 1 km herangekommen, schon hört man ein aufdringliches Umpfbumm - umpfbumm - umpfbumm. Alles wackelt und vibriert. Schuld ist die hemmungslos bis zum Anschlag aufgedrehte Super-hyper-Dyper-subsonic-Auto-Beschallungsanlage. 500W Ausgangsleistung für den Dumpf-Dröhn-Techno läßt die Membranen der 30cm Tieftonpötte beihnahe aus dem Chassis springen und rot glühen. Wers nicht glaubt - auch das erhöht den Spritverbrauch um nicht weniger als 0,5 l/100km. Dumm, wenn man dann auch noch das herannahende Einsatzfahrzeug nicht mehr mitkriegt weil das Trommelfell schon an der Seitenscheibe klebt...
  13. Licht aus bei strahlendem Sonnenschein, auch wenns umstritten ist. Die Benutzung des Abblendlichts am hellichten Tage ist in einigen Ländern allerdings vorgeschrieben, jedoch hat das meiner Meinung nach nichts mit der Verkehrssicherheit zu tun. An den rund 0,2 l/100km Mehrverbrauch verdienen sowohl der Fiskus (Sprit- und Mehrwertssteuer) als auch die Ölkonzerne an direktem Profit. Und eine Möglichkeit mehr, die Vergeßlichkeit der Autofahrer in klingende Münze umzuwandeln, auch an den ´Tickets´ wird viel verdient. Ich habe schon einen gewissen Verdacht, woher diese wenig verständliche Idee wohl gekommen sein könnte... Dazu später mehr.
  14. Nebenbei - ein Blei-Schwefelsäure-Akku, umgangssprachlich die ´Autobatterie´, nimmt eine Tiefentladung äußerst übel und lebt bedeutend länger, wenn er immer voll aufgeladen ist. Kaputtentladene Autobatterien im Winter sind übrigens die häufigste Pannenursache! Der geringe Wirkungsgrad der Blei-Schwefelsäure-Akkus kann durch einen ständig vollgeladenen Zustand umgangen werden, wenn sich nur wenige Verbraucher direkt aus der Lichtmaschine bedienen und nicht an die Reserven in der ´Batterie´ gehen. Ein stets voll geladener Akku spart nochmal 0,1 l/100km und verlängert dessen Lebensdauer beträchtlich. Bedenke, daß die Entsorgung defekter Bleiakkus wegen dem hochgiftigen Schwermetall äußerst problematisch ist.
Auf Autobahnen werden die ganz großen Strecken zurückgelegt. Auch wenn hier der Verbrennungsmotor all seine Vorteile voll ausspielen kann, wird man hier in der Regel den meisten Sprit verbrauchen. Diese wenigen einfachen Tips genügen, den Spritverbrauch auf die Hälfte zu verringern. Wer sich dabei zu unsportlich vorkommen sollte - Fahren wie ein alter Sack mit hellem Köpfchen ist halt nicht jedem gegeben - der sollte seinen Bewegungsdrang bei echten Sportarten wie Mountainbiken, Rennradeln, Bergsteigen, Marathonlaufen oder Langstreckenschwimmen ausleben. Sowas hilft auf dem Weg zum wahrhaft coolen Autofahrer ungemein, denn Autofahren hat mit Sport nun mal rein gar nichts zu tun....

Ausblick und Möglichkeiten:
In (hoffentlich nicht allzu) ferner Zukunft wird man sich wieder mehr auf die Kostenseite eines Fahrzeugs besinnen müssen. Oder bald keine Autos mehr verkaufen... Da auf Autobahnen der Luftwiderstand die maßgebende Verlustgröße ist, wird man auf einen verbesserten Luftwiderstandsbeiwert (cw) hin arbeiten müssen. Schon mal so ein Auto von unten betrachtet? Hier kommen einem in Sachen Aerodynamik die Tränen, und Übelkeit macht sich beim Anblick der vielen hochgebirgsartigen Strukturen mit den tiefen Canyons dazwischen breit. In Sachen Aerodynamik steckt unser geliebtes Auto also noch in den besten Pflegeljahren, und eine Drittelung des Luftwiderstands sollte eigentlich nur eine Frage der Zeit sein. Zusammen mit dem um den Faktor 3 verbesserten Wirkungsgrad eines Elektroantriebs sollte der Spritverbrauch von derzeit 9 l/100km auf rund 1 l/100km senkbar sein. Langfristig gesehen - versteht sich...
 

Es ist also nicht ganz auszuschließen, daß auch der "Kleine Mann" in Zukunft noch seine volle Mobilität behalten wird. Die Anstrengungen, die dazu nötig sind, werden gewaltig sein. Elektrofahrzeuge wird es wegen der schon o.g. Probleme in absehbarer Zeit nicht geben, jedoch bieten sich Brückentechnologien an. Kleine, effiziente Verbrennungsmaschinen mit 1 l Hubraum oder weniger bei einem geringen Fahrzeuggewicht von 500 kg und stark verbesserter Aerodynamik sollten heute eigentlich kein Fertigungsproblem darstellen. Bei gleichzeitig geschickter Fahrweise, so wie auf dieser Seite beschrieben, wird uns unsere geliebte Mobilität noch lange genug erhalten bleiben bis wir in den Genuß der hocheffizienten und bezahlbaren Elektroantriebe kommen.

Alternativ bieten sich Angebote wie das Carsharing an. Geeignet besonders dann wenn das Auto nur gelegentlich benötigt wird oder als "Brücke" in die Zeit hinein, in der wieder vernünftige Autos auf den Markt kommen. Einen bemerkenswerten Aufsatz zum Thema Spritsparen hat Karl Sowada unter dem Titel "Benzin sparen - Auto fahren mit weniger Benzinverbrauch" verfaßt. Absolut lesenswert!

 

Zum Schluß noch ein etwas heikles Thema:

Höchst umstritten: Die Lichtpflicht am Tage

Wenn alle Autofahrer eines Tages dahingehend konditioniert sind, daß sie das Auto nur noch als zwei helle Punkte reduziert wahrnehmen, dann besteht für alle anderen Lebensgefahr. Das ist sicher etwas überspitzt dargestellt, aber im Kern richtig. Anderes Beispiel: Würden alle Autos nur noch mit Martinshorn und 20 Blaulichtern auf dem Dach herumfahren, dann würden Einsatzfahrzeuge mit nur einem Blaulicht auf dem Dach nicht mehr auffallen. Und ein Fußgänger ohne Blaulicht erst recht nicht. Wir kommen beim Autofahren letztlich doch nicht drumherum - dem Fahren die volle Konzentration und Aufmerksamkeit zu schenken, dann geht es auch ohne agressives ´Blinkibunti´. Und wenn dem unachtsamen Autofahrer beim Telefonieren das Smartphone aus der Hand fällt weil er im Fernseher gerade das lang ersehnte Tor seiner Fußballmannschaft miterleben durfte, dann wird er auf der Straße sicher noch viel mehr übersehen als nur das bunt blinkende Auto auf der Gegenfahrbahn, das sich gerade in seinen Kühler bohrt.

Zum Thema »Smartphone am Steuer« gibt es einen höchst interessanten Artikel in der Zeitschrift des ADAC, Ausgabe 9 vom September 2014, ab Seite 28 - lesenswert aber erschütternd.

Leider auch tägliche Klassiker - der zeitungslesende LKW-Fahrer, dessen 80-Tonner immer wieder die Spur verläßt. Oder die junge Frau, die Dank herausragender Multitaskingfähigkeiten das Telefonieren, Babysitten und das Autofahren gleichzeitig meistert. Oder der balzende Gockel, der die Paarungsbereitschaft seines Weibchens mit dem durchgetretenen Gaspedal seines schnellen Sportwagens zu steigern versucht. Ok, vielleicht rentiert sich unter diesen Voraussetzungen das ´Blinkibunti´ entgegenkommender Fahrzeuge ein wenig. Blöd nur, daß das Wildschwein, das gerade aus dem Wald kommt, unvorsichtigerweise ohne Tagfahrlicht den Fahrbahnrand betritt...

Nebenbei sollte bedacht werden, daß außer dem erhöhten Spritverbrauch die Lebensdauer der eingesetzten Leuchtmittel und die des Bleiakkus beträchtlich verkürzt wird, woran nicht nur Staat und Ölkonzerne, sondern auch Hersteller, Reparaturwerkstätten und Pannendienste erheblich profitieren. Einen Sicherheitsgewinn kann ich nicht erkennen, wenn die Scheinwerfer tagsüber kaum zu sehen sind und bei Dunkelheit, wenn man sie wirklich braucht, vermehrt ausfallen. Mit ein wenig gesundem Menschenverstand drängt sich mir der Verdacht auf, daß wir hier nur das Ergebnis einer ausdauernden Lobbyarbeit bewundern können.

Das Thema Tagfahrlicht wird in Wikipedia recht ordentlich und sachlich behandelt.
 
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