Stadtwagen OneCat Fahren mit dicker Luft

Schon Ende dieses Jahres sollen die ersten Autos mit Druckluftantrieb vom Band rollen – und sich als preiswerte Alternative zu Elektroautos positionieren. Der indische Tata-Konzern finanziert das Projekt, die Idee kommt ursprünglich aus Frankreich.

Von Tyler Hamilton


Wäre nicht Indiens größter Autobauer Tata involviert, könnte man das Projekt für die verrückte Idee eines Garagenbastlers halten: ein Auto, das mit Druckluft fährt. Guy Nègre, ehemaliger Luftfahrt-Ingenieur und Entwickler von Formel-1-Motoren, verfolgt diese Idee bereits seit 14 Jahren. Eigentlich sollten die ersten Fahrzeuge schon längst über die Straßen rollen. Im Jahr 2002 etwa kündigte Nègre an, Taxis in Mexico City mit Druckluftmotoren auszustatten – doch nichts geschah.

Jetzt aber scheint Bewegung in die Sache zu kommen. Im vergangenen Februar gab Tata bekannt, die Drucklufttechnologie gemeinsam mit Nègres Firma Motor Development International (MDI) weiterentwickeln zu wollen. Seitdem soll Tata fast 30 Millionen Dollar in das Projekt investiert haben. Im September 2008 will MDI die Serienproduktion in Frankreich starten, anschließend sollen Druckluft-Vehikel in Spanien, Australien und Indien vom Band laufen. Das US-Unternehmen Zero Pollution Motors will zudem MDI-Fahrzeuge unter Lizenz herstellen und ab 2010 in den USA anbieten.

Das Herz der Druckluftfahrzeuge ist ein von Airbus hergestellter Druckbehälter aus Glasfaserkunststoff, wie er auch zur Speicherung von Flüssiggas benutzt wird; in ihn passen 90 Kubikmeter Luft, die dazu mit 300 Bar komprimiert werden. Mit einem Vierzylinder-Kolbenmotor mit 800 Kubikzentimetern Hubraum wird die in der Druckluft gespeicherte Energie dann in mehreren Schritten in Bewegung umgesetzt: Zunächst wird die Luft in einem ersten Zylinder entspannt und treibt dabei einen Kolben nach unten. Damit sie genug Zeit hat, den nötigen Druck aufzubauen, ist die Pleuelstange durch ein zusätzliches Gelenk zweigeteilt, so dass der Kolben länger am oberen Totpunkt verweilen kann.

Durch den Druckabfall wird die Antriebsluft sehr kalt. In einem zweiten Schritt wird sie deshalb durch die Umgebungsluft aufgewärmt. Die dadurch erreichte thermische Ausdehnung wird in einem weiteren Zylinder mit größerem Hubraum ausgenutzt. Wenn die entspannte Luft aus dem Auspuff strömt, ist sie immer noch minus 15 bis 0 Grad kalt und kann zur Klimatisierung benutzt werden.

Der Druckluftmotor wird in den eigens dafür entwickelten Stadtwagen OneCat eingebaut. Dessen Chassis besteht aus verklebtem Aluminium, seine Karosserie aus einer Sandwich-Konstruktion aus Glasfaserkunststoff und Schaumstoff. Dadurch bringt der als Drei- und Sechssitzer angebotene OneCat nur 320 bis 380 Kilogramm auf die Waage. Das reicht aus, um ihn mit dem 15 bis 22 Kilowatt starken Motor auf 90 bis 110 Kilometer pro Stunde zu beschleunigen. Kosten soll das Gefährt 3500 beziehungsweise 5300 Euro.

Guy Nègre: Sein Druckluftmotor wird in den eigens dafür entwickelten Stadtwagen OneCat eingebaut
REUTERS

Guy Nègre: Sein Druckluftmotor wird in den eigens dafür entwickelten Stadtwagen OneCat eingebaut

Allein mit Druckluft soll der OneCat bis zu 100 Kilometer weit kommen. Um die Reichweite zu erhöhen, will MDI zusätzlich noch einen Antrieb mit Flüssigbrennstoff einbauen, der den Aktionsradius auf 800 Kilometer bei einem Spritverbrauch von 1,5 Litern pro hundert Kilometer erhöhen soll. Außerdem sitzt noch ein fünf Kilowatt starker Elektromotor auf der Kurbelwelle.

Er soll unter anderem Bremsenergie wiedergewinnen und den Kolbenmotor in einen Verdichter umfunktionieren können, der den Drucklufttank lädt – der konventionelle Reifenluft-Kompressor einer Tankstelle reicht dafür nicht aus. Mit einem 230-Volt-Hausanschluss würde eine Druckluftbetankung über den eingebauten Kompressor drei bis sechs Stunden dauern. Mit speziellen Ladestationen, die allerdings noch gebaut werden müssten, soll das Ganze in drei Minuten vor sich gehen.

Manche Beobachter haben allerdings Zweifel daran, dass das ganze Konzept energetisch überhaupt sinnvoll ist. "Komprimierte Luft enthält nicht viel Energie – das ist das Killerargument", sagt Larry Rinek, Analyst bei der Unternehmensberatung Frost & Sullivan. Wenn überhaupt, gebe es für den Wagen deshalb Potential in den Innenstädten und als Kurzstrecken-Pendlerfahrzeug für "ultra-grüne Besitzer". Doug Nelson, Professor für Maschinenbau am Virginia Polytechnic Institute, ergänzt: "Das Hauptproblem ist, dass die Luft beim Komprimieren heiß wird, so dass ein großer Teil der eingesetzten Energie in die Temperaturerhöhung und nicht in die Druckerhöhung fließt."

Ulf Bossel dagegen, Organisator des European Fuel Cell Forums, ist nicht ganz so kritisch: "Ich glaube, da ist etwas dran", sagt Bossel, der als einer der wenigen eine vergleichende Analyse von MDIs Ansatz durchgeführt hat. Obwohl ein Drucklufttank nur das Energie-Äquivalent von knapp vier Litern Benzin speichert, könne diese Energie immerhin zu 90 Prozent genutzt werden, merkt Bossel an.

Die Energiebilanz würde sich weiter verbessern, wenn die Ladestationen an Tankstellen oder in Garagen der Nutzer die entstehende Hitze etwa zur Brauchwassererwärmung oder zum Heizen nutzen könnten, argumentiert Bossel. Wenn die Kompressoren zudem mit dem Stromnetz interagieren und nur abseits der Lastspitzen arbeiten oder Solar- und Windenergie zur Herstellung von Druckluft genutzt würde, brächte das die Umweltbilanz des Luftautos weiter nach vorn. "Wenn man sauberen Strom nutzt, ist das ein absolut sauberes System", sagt Bossel. Außerdem seien Druckluftantriebe zwar weniger effizient als etwa batteriegetriebene Elektromotoren, aber dafür seien sie auch einfacher und preiswerter zu produzieren – was ein entscheidendes Argument zumindest für Schwellenländer wie Indien ist.


© Technology Review, Heise Zeitschriften Verlag, Hannover

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