Technologiesprung für CNG-Kraftfahrzeuge: Monovalenter Gasantrieb mit Hybrid-Unterstützung

Der sogenannte Fuel Switch, also der sukzessive Wechsel zu treibhausgasärmeren Energieträgern, erfolgt im Verkehrssektor nur schleppend. Vielfahrende LKWs können aber immer öfter zwischen Diesel- und LNG-Antrieb wählen, wobei der LNG-Antrieb mit 20 % weniger CO₂-Emissionen und bis zu 58 % weniger Feinstaub-Emissionen im Abgas punkten kann. Für Kurz- und Mittelstrecke empfehlen sich elektrische und Hybrid-Fahrzeuge – Gasantriebe werden auf niedrigem Niveau zunehmend nachgefragt.

Den aktuell verfügbaren Gasmotoren ist gemein, dass zum Kaltstart ein flüssiger Kraftstoff, in aller Regel Benzin, mitgeführt werden muss. Für diesen auch als Reichweitenvergrößerung genutzten Kraftstoff muss allerdings die komplette Einspritztechnik in Form von Hochdruckpumpe, Injektoren, Filter und Ventilen vorgehalten werden. Darüber hinaus stellen diese sog. Bi-Fuel-Motoren einen Kompromiss zwischen den unterschiedlichen Anforderungen an Brennraum und Motorsteuerung von Gas- und Flüssigkraftstoff dar. Die technologische Doppelbelastung und die jeweils nicht vollständig nutzbaren Kraftstoffpotenziale drücken auf die Nutzung der CNG-Antriebe.

Metamax: Mehr als 900 km im Gas-Hybrid-Betrieb mit einer Tankfüllung

Der Automobilzulieferer IAV hat nun einen neuen Ansatz veröffentlicht. In dem Anfang Oktober 2020 vorgestellten Konzept „Metamax“ übernimmt ein Elektromotor die ersten Kilometer der Fahrt und sorgt gleichzeitig für Unterstützung in Phasen schwachen Leistungsbedarfs. Parallel werden aber die Temperaturen z. B. im Katalysator elektrisch hochgehalten, so dass jederzeit kurzfristig auf Methan umgestellt werden kann.

Der nur noch auf den Betrieb mit Methan ausgelegte Motor kann die betrieblichen Vorteile des Gases, wie die hohe Oktanzahl von 130 und eine gute Klopffestigkeit, nun voll ausnutzen und erreicht einen Wirkungsgrad von 45 %. Auch alle Komponenten, die vorher für den alternativen Betrieb mit Benzin installiert waren, entfallen und der frei werdende Raum kann mit zusätzlichen Gastanks genutzt werden. Mit den so speicherbaren 27,4 kg Gas erreicht das neue Hybrid-Konzept Reichweiten von bis zu 920 km – mehr als doppelt so viel, wie die heutigen CNG-Fahrzeuge laut ADAC mit reinem Gasantrieb zurücklegen können (400 km). Das entspricht einem Verbrauch von weniger als 3 kg/100 km! Zusätzlich hat IAV den reinen Gasmotor so optimiert, dass bis hinunter auf -30 °C mit Methan gestartet werden kann.

Mit Biomethan 100 % klimaneutral

Das Metamax-Konzept von IAV punktet mit geringem Verbrauch und einer bisher nur von Diesel-PKW bekannten Reichweite. Aber mit der Nutzung von Biomethan können erstmalig seit Ende der privaten Nutzung von Biodiesel die CO₂-Emissionen so maßgeblich gesenkt werden, wie es ansonsten nur bei rein elektrisch betriebenen PKW möglich ist.