Die Geschichte der Mobilität ist geprägt von rasanten Technologieentwicklungen und der stetigen Suche nach effizienteren, schnelleren und günstigeren Fortbewegungsmitteln. Vom ersten mit Dampf angetriebenen Fahrzeug über die lange Hochzeit der Verbrennungsmotoren bis zu den modernen Elektroautos von heute ist in den vergangenen Jahrhunderten viel passiert. Wie sich die verschiedenen Motorentypen entwickelt und unsere Mobilität verändert haben, und warum gerade Elektromotoren als Technologie der Zukunft gelten und im Straßenverkehr immer mehr an Bedeutung gewinnen, erfahren Sie in diesem Artikel.
Der Umstieg auf Motoren
In der Zeit, bevor die ersten Motoren erfunden wurden, und noch während des Aufkommens der ersten motorgetriebenen Fahrzeuge zählten Pferdewagen als das Nonplusultra der individuellen Mobilität. Viele Zeitgenossen glaubten nicht daran, dass die neuen, quasi selbst fahrenden Fahrzeuge auf lange Sicht eine ernst zu nehmende Konkurrenz zur Kraft der Tiere darstellen würden. Nichtsdestotrotz ging die Verbreitung der motorgetriebenen Fahrzeuge vor allem im 20. Jahrhundert in rasendem Tempo voran. Heutzutage sind Autos aus unserem Straßenbild und Alltag nicht mehr wegzudenken: Zum 01. Januar 2023 waren in Deutschland 48,8 Millionen Pkw zugelassen, was 583 Pkw pro 1.000 Einwohnern entspricht.
Die Gründe für den Erfolg der motorgetriebenen Wagen liegen in den Vorteilen, die sie gegenüber den Pferdewagen hatten:
- Höhere Geschwindigkeiten
- Längere Nutzungszeit ohne Ermüdung
- Steigungen leichter zu überwinden
- Keine Verunreinigung der Straßen
- Geringerer Platzbedarf
- Betriebskosten nur während der Fahrt (Pferde verursachen ungeachtet ihrer Nutzung täglich Kosten)
Doch Motor war nicht gleich Motor: Während zunächst der Dampfmotor aufkam, wurden nachfolgend auch Elektromotoren, Benzinmotoren und Dieselmotoren entwickelt und boten unterschiedliche Funktionsweisen und Vorteile.
Der Dampfmotor als Pionier der Mobilität
Die Erfindung der Dampfmaschine brachte die Entwicklung der späteren Autos maßgeblich ins Rollen. Die Dampfmaschine ermöglichte es mittels Verbrennung von Kohle zum ersten Mal, Menschen und Dinge ohne den Einsatz von tierischer oder menschlicher Kraft zu bewegen. Sie legte den Grundstein für die industrielle Revolution und kam als Fortbewegungsmittel vor allem als Dampflokomotive zum Einsatz.
Der erste bekannte Dampfwagen wurde 1769 von Nicolas Joseph Cugnot in Frankreich erbaut, war jedoch in der Handhabung aufgrund des hohen Gewichts des Dampfkessels noch sehr unpraktisch. Das erste mit 50 Exemplaren in Serie gebaute Dampfauto namens La Mancelle wurde 1878 von Amédée Bollée entwickelt. In den nachfolgenden Jahrzehnten kamen viele weitere hinzu und konkurrierten mit Elektro- und Benzinfahrzeugen. Die Vorteile der Dampfautos lagen darin, dass sie besser beschleunigten als Benzinfahrzeuge und zuverlässig zu handhaben waren. Das für den Dampfmotor benötigte Wasser war leicht zu beschaffen und nachzufüllen. Zudem kamen verschiedene Treibstoffe infrage, zum Beispiel Brennholz, Kohle, Teeröl oder Heizöl.
Der Verbrennungsmotor
Die Entwicklung des Benzinautos geht maßgeblich auf den Erfinder Nicolaus Otto und den Ingenieur Carl Benz zurück. Otto gelang es im Jahr 1876, einen Viertaktverbrennungsmotor zu entwickeln, der später als Ottomotor bekannt wurde. Diesen nutzte Carl Benz 1885, um das erste benzingetriebene Automobil zu bauen. Im Benzinmotor wird ein Kraftstoff-Luft-Gemisch verdichtet und durch Fremdentzündung gezündet.
Einige Jahre später entwickelte der deutsche Ingenieur Rudolf Diesel 1893 mit dem Dieselmotor einen Konkurrenten zum Benzinmotor. Beim Dieselmotor bedarf es keiner Zündhilfe, stattdessen entzündet sich der eingespritzte Kraftstoff selbst. Sowohl Benzin- als auch Dieselmotoren waren sehr leistungsstark und effizient, aber auch geräusch- und geruchsintensiv. Zunächst gab es zudem Probleme mit der Kraftstoffversorgung und der Qualität des Treibstoffs. Auch das Starten mit einer manuellen Handkurbel war recht schwerfällig.
Der Beginn der Elektromotoren
Zwar erleben Elektroantriebe derzeit einen regelrechten Boom, ihre Ursprünge liegen jedoch schon lange zurück und noch vor der Zeit der Verbrennungsmotoren. Neben schon länger existierenden Schienenfahrzeugen war es 1881 der Franzose Gustave Trouvé, der mit seinem Dreirad eines der ersten Elektrofahrzeuge entwickelte. Im Jahr 1882 präsentierte Werner Siemens eine Art elektrische Kutsche, Elektromote genannt, die über eine Oberleitung mit Strom versorgt wurde. In Deutschland wurde im Jahr 1888 mit dem Flocken-Elektrowagen der erste elektrisch angetriebene Pkw hergestellt. 1899 war es ein Elektroauto, das als erstes Straßenfahrzeug jemals 100 km/h fuhr und einen Geschwindigkeitsrekord aufstellte.
Die Fahrzeuge mit Elektroantrieb erfreuten sich um die Jahrtausendwende großer Beliebtheit, vor allem in Städten und beispielsweise bei Taxibetrieben. Sie waren im Vergleich zu Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren deutlich leiser, sauberer und einfacher zu bedienen. Nur ihre beschränkte Akkukapazität und ein begrenztes Netz an Servicestationen, an denen entladene Akkumulatoren gegen aufgeladene getauscht werden konnten, machte ihre Nutzung kompliziert.
Schließlich setzte sich Anfang des 20. Jahrhunderts der Verbrennungsmotor gegen Dampf- und Elektromotoren durch. Dies lag unter anderem daran, dass die Erfindung des elektrischen Anlassers das komplizierte Starten per Kurbel ablöste. Benzin und Diesel waren zudem günstig zu bekommen und schon bald entwickelte sich ein wachsendes Tankstellennetz.
Renaissance der Elektromobilität
Nachdem die Verbrennungsmotoren jahrzehntelang die Mobilitätsbranche dominiert hatten, erlebt die Elektromobilität seit den 1970er-Jahren eine zunehmend schnellere Renaissance. Die Ölkrisen von 1973 und 1979/80 führten den Industrieländern vor Augen, dass die günstige und fortwährende Verfügbarkeit von Benzin und Diesel keine Selbstverständlichkeit ist. Hinzu kam in dieser Zeit ein gesteigertes Umweltbewusstsein. Automobilhersteller begannen nun wieder mit der Entwicklung von Elektrofahrzeugen.
Einen Meilenstein stellte 1997 der Toyota Prius dar: Als erstes Fahrzeug in Großserie verfügte es über einen Hybridantrieb aus Ottomotor und elektrischem Antriebssystem. Im Jahr 2008 präsentierte Tesla Motors den Roadster, der als erstes E-Fahrzeug mit einer beachtlichen Reichweite aufwarten konnte. Seitdem erlebt die Elektromobilität ihre Blütezeit: Immer mehr Hersteller produzieren batteriebetriebene Fahrzeuge und setzen sich für einen flächendeckenden Ausbau der Ladeinfrastruktur ein. Effiziente Energieumwandlung und weniger Verschleißteile – im Vergleich zum Verbrennungsmotor ist der relativ einfache Aufbau eines Elektromotors sein großes Plus.
Warum sind Elektromotoren die Antriebe der Zukunft?
Sowohl aus technologischer als auch ökologischer Perspektive bieten Elektromotoren klare Vorteile, die dafür sorgen, dass die Zeit der E-Mobilität nun gekommen ist.
1. Gesteigerte Effizienz
Ein Elektromotor kommt ganz ohne Verbrennungsprozess aus, sodass die elektrische Energie ohne einen solchen Zwischenschritt in Bewegungsenergie umgewandelt werden kann. Energieverluste können so auf ein Minimum beschränkt und die Leistungsausbeute maximiert werden.
2. Umweltvorteile von Elektroautos
In Zeiten des Klimawandels und einer großen Zahl jährlicher Treibhausgasemissionen, die diesen vorantreibt, bieten Elektroautos klare Umweltvorteile. Während Verbrenner im laufenden Betrieb große Mengen CO2 ausstoßen, sind E-Autos während der Fahrt vollständig treibhausgasneutral. Weiteres Einsparpotenzial bietet der Strom, der zum Aufladen der Batterie benötigt wird: Wird dieser aus erneuerbaren Quellen gewonnen, verbessert sich die Umweltbilanz der Elektrofahrzeuge weiter. Lediglich für die Herstellung der Fahrzeuge können dann noch Emissionen anfallen.
3. Geringe Betriebskosten
Setzten sich Verbrennerfahrzeuge im 20. Jahrhundert unter anderem wegen geringer Kosten für Benzin und Diesel durch, haben mit Blick auf die Betriebskosten heutzutage die Elektroautos die Nase vorn. Zwar sind auch die Stromkosten in den letzten Jahren gestiegen, doch in den meisten Fällen fallen die Kosten für das Laden der E-Auto-Batterie geringer aus als für eine Tankladung Benzin. Hinzu kommt, dass bei E-Autos auch die Kosten für Wartungen, Reparaturen und Versicherung in vielen Fällen günstiger ausfallen können.
4. Geringe Lautstärke
Elektrofahrzeuge sind im Vergleich zu Autos mit Benzin- oder Dieselmotor deutlich leiser. Eine zunehmende Anzahl Elektroautos auf den Straßen kann somit zu einer Reduzierung der Lärmbelastung, insbesondere in städtischen Gebieten, führen.
Fazit: Elektromotoren sind gekommen, um zu bleiben
Dank ihrer zahlreichen Vorteile sind Elektroautos rund 150 Jahre nach ihrer Erfindung dabei, die Automobilindustrie und unser Verständnis von Mobilität nachhaltig zu transformieren. Im Kampf gegen den Klimawandel stellt der Elektroantrieb einen entscheidenden Schlüssel dar. Die stetige Weiterentwicklung der Technologie und das globale Wachstum der Ladeinfrastruktur werden zukünftig dazu beitragen, dass Elektroautos einen noch größeren Marktanteil erobern.
Der gesellschaftliche Umstieg auf Elektromobilität stellt somit einen logischen Schritt in der Entwicklung der Antriebstechnologien dar: Während Fahrzeuge mit Dampfmotoren deutlich effizienter und im Betrieb günstiger waren als Pferdewagen, sind es heutzutage die Elektroautos, deren Effizienz und Umweltfreundlichkeit sie zur idealen und fortschrittlichsten Lösung für zukünftige Generationen machen.
