Nun wissen alle Bescheid: Erstens reicht das Erdöl nur noch für ein paar Jahrzehnte, zweitens verdaut unser Planet die aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe entstehenden immensen Kohlendioxid-Emissionen immer schlechter. Anfang Februar erschütterte ein Bericht des UN-Klimarats, der bei ungezügelter CO2-Freisetzung einen apokalyptischen Schlussakt des weltweit aufgeführten Dramas »Treibhauseffekt« voraussagt: erhöhte Temperaturen und dadurch steigender Meeresspiegel, Dürren hier, Sintfluten dort und Artensterben überall. Selbst wenn der Verkehr zu den menschengemachten Emissionen unmittelbar »nur« ein Fünftel beiträgt, muss jedem einleuchten, dass Zeiten nahen, in denen wir unseren Sonntagsbesuch bei Tante Frieda nicht mit dem Abfackeln von 40 Liter Benzin begleiten.
Diese Aussage deckt sich zwar nicht mit den Interessen diverser Konzerne und Nationen, ist aber unter Forschern längst unstrittig. Das Problem liegt eher darin, eine ebenso ausgereifte und praktische Lösung für individuelle Mobilität anzubieten, wie sie aktuelle Verbrennungsmotoren plus Benzin darstellen, und gleichzeitig die dafür notwendige Logistik aufzubauen. Wohl gut 900 Millionen Kraftfahrzeuge brummen derzeit auf der Welt umher, Tendenz wegen bevölkerungsreicher Schwellenländer wie China, Indien und Brasilien stark steigend. Die überwältigende Mehrheit davon kann sich auf ein ausreichendes Tankstellennetz und geregelten Werkstattservice stützen.
Unmittelbar nach Veröffentlichung des brisanten Berichts begann das übliche Gepluster von Politikern und Lobbyisten. Hier wurden Geländewagen verdammt, dort Porsche-Treiber angegriffen, wieder mal wurde ein generelles Tempolimit auf Autobahnen gefordert und mehr Selbstkontrolle bezüglich der eigenen Fahrweise noch obendrauf. Die Motorradfahrer können von Glück reden, dass der Februar nun wirklich nicht in die Saison fällt. Stichwort Freizeitverkehr. In dümmlichster Manier wird nach Schuldigen gesucht, nur um das Eingeständnis zu umgehen, dass wir fast alle ebenso schuldig wie schuldlos sind, dass nun aber jeder in der Verantwortung steht. Schon Soichiro Honda war bewusst, als großer Motorenhersteller der Umwelt ziemlich zur Last zu fallen. Er wolle diese Last, sprach der weise Japaner weiter, so gering wie möglich halten. Leider ist Honda tot, er hätte gewiss eine schlaue Antwort auf die Frage: Wie kann wer dieser erdumspannenden Verantwortung gerecht werden?
Die Entwicklung unserer modernen Gesellschaften basiert auf Mobilität. Am Anfang, um Handel zu treiben. Dann auch, um zur Arbeit zu gelangen, doch längst gehört sogar ein Besuch bei Tante Frieda dazu. Der zwar in die Freizeit fällt, aber berechtigten sozialen Interessen entspricht und eben nicht mehr wie vor 50 Jahren, als alle Verwandten noch um die Ecke wohnten zu Fuß abgestattet werden kann. So geht das weiter: Sport, Bildung, Urlaub, Einkaufen wir können nicht einfach zurück, und in dieses Netz ist das Motorrad ebenso selbstverständlich eingebunden wie das Auto.
Wir können jedoch diverse Auswüchse mindern. Geländewagen? Vielleicht. Auf 140 Gramm pro Kilometer wollte Europas Autoindustrie die CO2-Emissionen ihrer Fahrzeugflotten bis 2008 reduzieren. Versprochen 1998 und nicht mehr einzuhalten. Jetzt schlägt Brüssel für 2012 als EU-weite Regelung 130 Gramm vor, weitere zehn Gramm sollen die Einrechnung beigemischten Bio-Kraftstoffs, reibungsarmer Reifen und anderer begleitender Maßnahmen bringen. Der Streit um die nationalen Umsetzungen tobt. Weil der Ausstoß von Kohlendioxid direkt dem Verbrauch entspricht, geht es darum, die Fahrzeuge möglichst rasch sparsamer zu machen. 120 Gramm entsprechen dem Konsum von 5,1 Litern auf 100 Kilometern. Dieses Ziel erreichten Motorräder schon vor über zehn Jahren: Wie MOTORRAD in einem großen Vergleich in Heft 9/1995 nachmessen konnte, verbrauchten Suzuki GS 500 E, BMW R 1100 GS, Honda Pan European und Kawasaki ZX-9R bei durchaus zügiger Überlandfahrt zwischen 4,7 und 5,3 Liter, aus der Autofraktion hatte ein 75-PS-Golf mit 7,1 Litern noch die sauberste Weste.
Sicher, die Zweiräder müssen viel weniger Gewicht schleppen, deshalb das entdecken gerade die zur Zeit sehr umweltbewegten Amis verbuchen selbst Harleys beträchtliche Verbrauchsvorteile. Modernere Triebwerke stabilisieren den Vorsprung (siehe Tabelle), es gibt tatsächlich nur wenig aktuelle Zweirad-Triebwerke, die bei moderat angepasster Fahrweise auf Landstraßen nicht mit unter fünf Litern auskommen könnten Einspritzung und schlauem Motormanagement sei Dank.
Dass auch beim Motorrad Leichtbau und Hightech zählen, beweisen Supersportler, denn diesseits der Legalität und bei Vermeidung des letzten Drehzahldrittels zählen GSX-R und Konsorten mit ihren Alu-Fahrwerken und äußerst effizienten Motoren zu den sparsameren Landstraßenmotorrädern. Womit angezeigt wäre, dass namentlich bei dicken Tourern und Cruisern noch ein paar Zehntel zu holen sind. Auf der Autobahn spart eine gute Verkleidung, und die muss BMW R 1200 RT und Hondas Deauville zeigen es nicht mal eng geschnitten sein. Reibungsärmere Reifen könnten ebenfalls einen knappen Achtelliter abknapsen, Start-Stopp-Automatiken im reinen Stadtverkehr womöglich ein Viertele, Benzin-Direkteinspritzung insgesamt einen halben Liter. Und das wars, wenn unter Motorradfahren weiterhin jene dynamische Fortbewegung gemeint sein soll, die etwa wir Deutschen darunter verstehen.
Wer noch mehr sparen will, muss mit langen Übersetzungen und darauf angepasster Motorcharakteristik operieren, möglichst eine entsprechend programmierte Getriebeautomatik einbauen, das Ganze in eine eher niedrige, aber mit langer Nase versehene Plastikschale und den Fahrer in ein flattersicheres Ganzkörperkondom stecken. Dann wären deutlich unter drei Liter drin, allemal mit einem kleinvolumigen, aufgeladenen Diesel als Antrieb. Das Esslinger Dieselmotorrad mit 800er-Smart-Dreizylinder schaffte auf der MOTORRAD-Verbrauchsrunde trotz eines Gesamtgewichts von knapp 300 Kilogramm beachtliche 3,2 Liter. Dieses von Studenten der Fachhochschule Esslingen gefertigte Unikat (siehe MOTORRAD 24/ 2004 und 2/2007) forderte jedoch ein gewisses Umdenken: Die Höchstdrehzahl beträgt 4500/min, nach 3500/min fällt das Drehmoment rapide ab. Wirklich hoch drehende kleine Diesel sind derzeit nicht in Sicht, dabei könnten gezielt entwickelte Selbstzünder zumindest in Tourern und Cruisern viel Freude machen.
Allerdings, das wird oft vergessen, kompensiert der Diesel seine Verbrauchsvorteile zum Teil durch eine höhere Energiedichte, erzeugt bei identischem Verbrauch also mehr CO2. Aus der Verbrennung eines Liters Benzin im Motor entstehen 2,35 Kilogramm CO2, bei einem Liter Diesel sind es 2,65 Kilogramm. Als wirksameres Mittel gegen den Treibhauseffekt werden Kraftstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen gehandelt, für Bio-Sprit der neuesten Generation versprechen Forscher eine Verbesserung der CO2-Bilanz um 90 Prozent. Die Natur selbst hat in Jahrmillionen nichts anderes gemacht, als Pflanzen in Brennstoffe zu verwandeln. Die entsprechenden oder gleichwertige Kohlenwasserstoff-Verbindungen lassen sich aber auch industriell aus Biomasse erzeugen. Am einfachsten für den Diesel, der nach überschaubarer Umrüstung bekanntlich schlichtes Pflanzenöl schluckt und mit geringen Veränderungen hundertprozentigen Bio-Kraftstoff verdaut, entstanden aus chemisch bearbeitetem Pflanzenöl.
Etwas schwieriger ist die Sache bei Ottomotoren (siehe Kasten Seite 164), und alle Ersatzstoffe aus Pflanzen haben ein gemeinsames Problem: Die weltweiten Anbauflächen reichen niemals, um fossile Energieträger komplett zu ersetzen. Der Konflikt Essen oder Fahren oder Heizen deutet sich schon heute an, ganz am Anfang des Bio-Geschäfts: In den USA schnellen die Preise für Futtergetreide hoch, Mexikaner demonstrieren für akzeptable Maispreise, Umweltschützer beklagen den besinnungslosen Anbau in Pestizid-verseuchten Monokulturen sowie die Vernichtung natürlicher Räume. Maßvoll produziert jedoch, leisten Bio-Kraftstoffe einen wichtigen Beitrag zum Umweltschutz: Selbst wenn der Anbau der Pflanzen und die Herstellung des Kraftstoffs einen nennenswerten Energie-Einsatz verlangen und beim Verbrennen des Bio-Sprits natürlich auch CO2 entsteht, bleibt die Gesamtbilanz bei modernen Verfahren positiv, weil die Pflanzen fürs Wachsen ja reichlich CO2 aufgenommen haben.
Besonders verführerisch macht die Bio-Kraftstoffe, dass sie kein neues Verteilernetz und nur begrenzte Änderungen der Motorentechnik verlangen. Ein immenser Kostenvorteil. Ob daraus eine Bestandsgarantie für den emotional so ansprechenden Verbrennungsmotor wird, kann beim aktuellen Forschungsstand noch nicht entschieden werden. Weshalb eine weitere Alternative im Spiel bleibt: Seit 20 Jahren schon denken in München viele BMW-Mitarbeiter über einen Erdöl-Ersatz nach. Mit eindeutigem und radikalem Ergebnis. Dazu Dr. Burkhard Göschel, Anfang der 90er für den Vierventil-Boxer und bis Ende 2006 im Firmenvorstand für die gesamte Entwicklung zuständig: »Unsere Forscher haben schon früh die Antwort präsentiert: Wasserstoff.« Seit kurzem bietet BMW den Hydrogen 7 zum Kauf an, das erste (Klein-) Serienauto der Welt mit einem wasserstoffbetriebenen Verbrennungsmotor.
Andere Größen der Autobranche wollen den Verbrennungsmotor auf den Schrott werfen und favorisieren die Kombination aus Brennstoffzelle (siehe Kasten Seite 162) und Elektromotor. Wieder andere hoffen bis in zehn Jahren auf Batterien für akzeptable Reichweiten. Richard Wagoner, Chef bei General Motors, verkündete auf der diesjährigen Detroit Motor Show bereits: »Das Auto der Zukunft fährt mit Strom.« Sollte die Sache mit den Batterien und davon gehen viele Forscher aus nicht so schnell klappen, bedingen beide konkurrierenden Systeme für unseren Straßenverkehr den Umstieg von der Benzin- auf die Wasserstoffwirtschaft. Ein Jahrhundertprojekt. Das häufigste Element unseres Planeten kommt nämlich dummerweise nicht in ungebundener Form vor, sondern muss am einfachsten aus Wasser unter Einsatz von Energie herausgelöst werden. Das kann umweltverträglich nur klappen, wenn dafür erneuerbare Energien wie Sonnenwärme, Wind- oder Wasserkraft genutzt werden. Alles machbar, sagt etwa BMW, denn die Sonne ballert an einem einzigen Tag so viel Energie auf die Erde, wie die gesamte Menschheit in einem Jahr verbrät. Stimmt, mindert jedoch die Herkules-Aufgabe nicht, diese Energien einzufangen, zu verteilen, nutz-bar zu machen.
Nächstes Problem: Ein Kilo Wasserstoff enthält zwar mehr Energie als ein Kilo Benzin, ist aber ungleich voluminöser. Wer mit Wasserstoff akzeptable Reichweiten erzielen möchte, muss entweder einen Tanklaster im Schlepp haben oder den Brennstoff verdichten. Was selbst bei 350 bis 400 bar zu Tanks führt, die in einem normalen Pkw keinen Platz finden. Oder man kühlt das Gas so lange ab, bis es sich verflüssigt. Das geschieht bei beachtlichen minus 253 Grad. Und wenn das Zeug nicht stets so kalt bleibt, verdunstet es während einer einzigen Kaffeepause. Erste Theorie-Übungen zeigen dennoch (siehe Seite 163), dass Motorräder bei dieser Technologie nicht außen vor bleiben müssen.
Der weltgrößte Motorradhersteller denkt zumindest offiziell noch nicht über Wasserstoff für seine Verbrennungsmotoren nach. Ohne Probleme das beweist Honda als brasilianischer Marktführer vertragen diese aber Benzin mit der dort üblichen Beimischung von mindestens 25 Prozent Bio-Ethanol. Das verkündete Ziel, in drei Jahren global sagenhafte 18 Millionen Motorräder verkaufen zu wollen, hat Honda vorerst mit der löblichen Einführung der Einspritzung auch in 125er- und 50er-Triebwerken garniert, als Trost für die (nahe?) Zukunft präsentierten der Branchenprimus und sein Vize Yamaha bereits Roller mit Brennstoffzelle, forcieren die Forschung an leistungsstarken Batterien und zeigen Hybrid-Lösungen, bei denen wie in den gerade vieldiskutierten Autos von Toyota und Honda ein Verbrennungs- und ein batteriegespeister Elektromotor gemeinsame Sache machen. Suzuki ging unlängst eine Kooperation mit der britischen Hightech-Firma env ein, deren Brennstoffzellen-Citybike schon sehr weit gediehen ist. Die gegenwärtige Stoßrichtung bündelt Klaus Bescher, bei Honda Europe North zuständig für Produktplanung: »Insbesondere für Commuter, damit meinen wir zweirädrige Nutzfahrzeuge für Ballungsräume und für ländliche Gebiete, die weltweit millionenfach vertrieben werden, können wir uns in den nächsten 15 Jahren einiges vorstellen.« Was der Welt schon wieder etwas Hoffnung schenkt.
Denkbar: Wasserstoff-Motorrad
Das erste Serienauto mit Wasserstoff-Verbrennungsmotor, der BMW Hydrogen 7, eröffnet die Frage, ob diese Technik auch
fürs Motorrad taugt.
Ja, behauptet Tobias Bernhart, Absolvent der Münchner FH. Immerhin theoretisch hat er in seiner Diplomarbeit durchgeführt in der Motorenentwicklung bei BMW Motorrad ein Wasserstoff-Motorrad konstruiert. Größte Probleme: Der nur in Länge und Dicke, aber nicht in seiner Form variable Tank verschlingt viel Platz, ohne Aufladung verliert der Motor deutlich an Leistung, das Gewicht steigt. Prädestiniert für erste Versuche sind kompakte Ein- und Zweizylindermotoren, allerdings scheiden die aktuellen BMW-Boxermodelle aus, weil ihr Triebwerk-Rahmen-Verbund kaum Platz für einen Wasserstoff-Tank lässt. Also griff Bernhart auf die aktuelle F 650-Baureihe zurück. Bei demnächst möglichen 18 Millimeter Tankwand-Dicke wäre hier eine Reichweite von gut 180 Kilometern drin. Dabei hat der Studiosus sogar bedacht, dass der Gesetzgeber keinen fest mit der Struktur eines Fahrzeugs verbundenen Wasserstofftank zulässt. Falls diese Bestimmung durch neue Materialien oder Sicherheitstechniken hinfällig würde, ließen sich in einem Monocoque-Rahmen etliche Liter verstauen. Bislang ungelöst: Es gibt keine Isolierung, die einen Treibstoffverlust durch Erwärmung länger als vier, fünf Tage verhindern könnte. Die Motorleistung lässt sich nur schätzen, ohne Aufladung hier besteht großes Entwicklungspotenzial tippt Bernhart auf 23 kW (31 PS). Und das bei 30 Kilogramm Mehrgewicht. Schon besser: Die Gefahren im Umgang mit einem Wasserstoff-Motorrad liegen auf herkömmlichem Niveau.
Brennstoffzelle als Hoffnungsträger - Wasser marsch
Weil sie vor Ort nur Wasser und keine Schadstoffe emittiert, gilt die Brennstoffzelle als großer Hoffnungsträger.
Prinzipiell ist die Brennstoffzelle seit über 150 Jahren bekannt, wurde allerdings zugunsten anderer Kraftmaschinen vernachlässigt. Erst die Anforderungen der Raumfahrt belebten die Forschung nachhaltig, im mobilen Prototypen-Einsatz befindet sie sich ausgelöst durch Ölkrisen und Klimawandel seit rund 20 Jahren. Bekannt wurden aus deutscher Sicht vor allem die Versuchsfahrzeuge von Mercedes-Benz. Die Funktionsweise: Der eingeleitete Brennstoff (außer Wasserstoff wäre etwa auch Methanol geeignet) oxidiert an einer Anode, es werden Protonen (positiv geladene Atom-Bestandteile) und Elektronen (negativ geladene) frei. Letztere fließen über einen äußeren Stromkreis zur Kathode, erstere gelangen dorthin, indem sie eine die zwei Räume jeder Brennstoffzelle teilende Protonen-Austauschmembran durchdringen. An der Sauerstoff-umspülten Kathode entsteht dann als Reaktionsprodukt H2O also Wasser. Jede Brennstoffzelle erzielt in ihrem Stromkreis theoretisch 1,23 Volt Spannung. Um ein Kraftfahrzeug anzutreiben, müssen viele Zellen zu sogenannten Stags gebündelt werden. Diese geben ihre Energie an Batterien weiter, von dort gelangt sie zum Elektro-Motor.
C02-Emissionswerte im Vergleich
Wenn es der Umwelt dient, darf mans doch: Äpfel mit Birnen vergleichen.
Alle sind froh, dass sie Autos fahren dürfen. Auch die Motorradfahrer. Wetterschutz, Transportleistung und Langstreckenkomfort der Vierräder sind unumstritten. Doch angesichts aktueller Diskussionen kann ein Blick auf
die viel bessere Verbrauchsbilanz der Motorräder nicht schaden. Da die Autos immer schwerer weil stärker, aber auch sicherer wur-den, reichten alle Anstrengungen der Techniker um verbrauchsgünstige Motoren nicht, den Vorsprung der
Motorräder aufzuholen. Und diese könnten quasi aus dem Stand noch einen knappen Liter sparen. Aktuelle Mittelklässler wie die BMW F 650 GS oder Kawasakis ER-6f zeigen die Richtung. Noch größer wird der Spar-Vorsprung bei speziell für den Nahverkehr geeigneten Rollern mit Viertaktern bis höchstens 250 cm3. Die brau-chen nur knapp drei Liter.
Was treibt in 15 Jahren unsere klassischen Motorräder an? - Was treibt in 15 Jahren unsere klassischen Motorräder an?
Gutes vom Bauern: Bio-Kraftstoffe
Die Benzinvorräte der Zukunft wachsen. Und zwar jedes Jahr neu auf dem Acker und im Wald.
Henry Ford wollte sein T-Modell, erstes Großserien-Automobil und Auslöser der Massenmotorisierung, eigentlich mit Ethanol betreiben. Wohl auf Betreiben der jungen US-Ölindustrie schwenkte er um die Konsequenzen kommen uns heute teuer zu stehen. Die Produktion von Bio-Kraftstoffen stag-
nierte nämlich, lange Zeit verschwendete niemand viele
Gedanken in neue Verfahren.
Um den hohen Erdölpreisen zu entkommen, steigerte zuerst Brasilien die Ethanol-Herstellung, vornehmlich aus Zuckerrohr, jetzt entdecken Amis (Freedom Petrol) und Schweden die nachwachsende Mobilitätshilfe. Ethanol ist nichts anderes als Alkohol, er kann modernen Motoren ins Benzin gemischt werden, ohne dass groß was verändert werden müsste. Erst Konzentrationen über 25 Prozent verlangen nach resistenteren Gummischläuchen und -dichtungen sowie einem angepassten Zündmanagement: Ethanol hat mehr Oktan als Benzin. Es verdampft auch schlechter, weshalb für niedrige Temperaturen Vorkehrungen getroffen werden müssen, die
einen problemlosen Start ermöglichen.
Seit kurzem fahren übrigens alle Europäer mit Ethanol: Laut Gesetz schreibt Brüssel die Beimischung zum Benzin vor, bis 2010 muss der Anteil bei 5,75 Prozent liegen. Zur Herstellung von Ethanol eignen sich zucker- und stärkehaltige Pflanzen, Enzyme spalten ihre Inhaltsstoffe auf, Hefen vergären dieses Vorprodukt dann zu Alkohol. Während in den USA hauptsächlich Mais aufbereitet wird, bietet sich in unseren Breiten auch die gute alte Zuckerrübe an.
Weniger wählerisch geht es beim Bio-Sprit der kommenden Generation zu: Biomass to Liquid (BtL) heißt das synthetische Verfahren, bei dem nicht nur oben genannte Pflanzen mit Stumpf und Stiel, sondern praktisch alles, was wächst, bis hin zu Holz in einen Reaktor wandert. Dort wird es unter Hinterlassung einiger Schlacke und geringer Mengen diverser anderer Gase in Wasserstoff, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid aufgespalten. Diese werden in der Synthese dann
zu äußerst leistungsfähigen Kraftstoffen zusammengefügt.
Der große Vorteil von BtL: Der Ertrag pro Hektar landwirtschaftlicher Nutzfläche steigt von bislang rund 2500 Litern bei der klassischen Ethanol-Gewinnung auf enorme 4000 Liter. Damit, rechnen kluge Köpfe jetzt schon vor, wären viele Energieprobleme gelöst. VW und Daimler beispielsweise stecken richtig Geld in diese Technik, Shell startet demnächst eine
Pilot-Anlage.
Andere schüren die Goldgräberstimmung der jungen Branche mit Prognosen von 5000 Litern oder mehr und verweisen auf vielversprechende Experimente mit »neuen« Hefen und Schimmelpilzen in der Ethanol-Produktion.
Standpunkt
Weil alle Welt wegen der Debatte um den Treibhauseffekt auf den Verbrauch schielt, kriegt das motorisierte Zweirad eine Extra-Chance. Meint MOTORRAD- Redakteur Fred Siemer.
Wehgeschrei wird nichts nützen, der Treibhauseffekt verschwindet nicht aus Mitleid mit uns Menschen. Den können wir nur eindämmen, wenn wir energisch, global und mutig handeln. Die erdölfreien Zukunftspläne der Kraftfahrzeugindustrie lassen durchaus auf weitere individuelle Mobilität hoffen. Unentschieden ist derzeit, ob Autos übermorgen von Elektro- oder Verbrennungsmotoren angetrieben werden. Was uns Motorradfahrern egal sein könnte, wenn wir nicht im logistischen Windschatten der Autos segeln müssten: Sollte es irgendwann nur noch Elektro-Autos geben, müssten wir oder unsere Nachfolger den Sprit wieder in der Apotheke kaufen. Oder findet hier jemand E-Motoren sexy? Aus diesem Grund wirkt die Aufbruchstimmung rund um den Bio-Sprit recht ermutigend: Sollte es gelingen, den allergrößten Teil von Benzin und Diesel über nachwachsende Rohstoffe zu ersetzen, käme das insgesamt am billigsten und würde für alle Beteiligten vom Hersteller über den Benzinlieferanten bis zum Kunden die geringsten Einschnitte bedeuten. In rund fünf Jahren wissen wir mehr, in ungefähr 30 Jahren wird sich eine Technik durchgesetzt haben. Das ist nicht lange hin Hondas CB 750 wird bald 40. Die Motorradindustrie sollte einstweilen die historische Chance nutzen, die gesellschaftliche Akzeptanz des Motorrads weiter zu erhöhen: 120 Gramm CO2-Emission pro Kilometer, das schaffen wir locker, 100 sind ohne großen Aufwand drin. Morgen.
