Warum Leichtbau? Das Herstellen eines Gleichgewichts zwischen sicheren, komfortablen Autos und Kraftstoffeffizienz

Heute ist das eine Seltenheit. Bei der Reise von Punkt A nach Punkt B erwarten wir nun Einiges an persönlichem Komfort.

Diese Komfortmerkmale – starke Motoren, verbesserte Sicherheit, Geräumigkeit, bessere Klimatisierung und weniger Straßengeräusche – fügen unserem Fahrzeug üblicherweise einiges an Gewicht hinzu. Wir legen außerdem Wert auf einen geringen Kraftstoffverbrauch. Und Behörden erlassen Vorschriften zur Abgasbegrenzung, um eine gute Luftqualität zu gewährleisten. Für die Mobilitätsbranche ist das eine große Herausforderung – die Effizienz muss fortlaufend verbessert werden, ohne die Sicherheit und Bequemlichkeit unserer Autos, Lastwagen oder Flugzeuge zu beeinträchtigen.

Fahrzeugbauer schauen dabei auf diese Lösungen: Herstellung effizienterer Motoren, Umsetzung der Elektrifizierung, Optimierung der Aerodynamik bei Fahrzeugkarosserien und Verringerung des Gewichts der Komponenten in jedem Transportmittel.

Je mehr Menschen sich in den urbanen Zentren sammeln und je mehr von diesen ein Auto fahren, desto größer sind die Anstrengungen von Behörden, den Folgeerscheinungen dieser Veränderungen entgegenzuwirken. Eine vorrangige Sorge gilt dabei der Luftqualität und der Vermeidung von Klimarisiken. Dabei liegt der Hauptschwerpunkt auf der Reduzierung von Treibhausgasemissionen.

Laut der Environmental Protection Agency ist der Transportsektor für 27 Prozent der Treibhausgasemissionen in den USA und für etwa 14 Prozent weltweit verantwortlich. Viele Behörden erlassen Vorschriften zur Reduzierung von Treibhausgasen, um Klimarisiken entgegenzuwirken, insbesondere in Bezug auf Kohlendioxid oder CO2, das zu 63 Prozent zur globalen Erderwärmung beiträgt. Bei dem Pariser Abkommen handelt es sich um eine internationale Vereinbarung zur Bekämpfung der Gefahr eines globalen Klimawandels, die 2015 verabschiedet wurde. Die Länder einigten sich darauf, eigene Ziele zur Reduzierung von Kohlenstoffemissionen festzulegen.

Neun Regierungen auf der Welt – Brasilien, Kanada, China, die Europäische Union, Indien, Japan, Mexiko, Südkorea und die Vereinigten Staaten – haben Emissionsgrenzen für Fahrzeuge festgesetzt oder planen dies zu tun. Dies repräsentiert etwa 80 Prozent aller Fahrzeuge, die derzeit auf der Welt verkauft wurden.

Die Europäische Union legte als Ziel fest, Kohlendioxidemissionen über alle Sektoren, einschließlich des Transportsektors, von 1990 bis 2020 um 20 Prozent und bis 2030 um 40 Prozent zu reduzieren.

In den USA unternimmt man seit Jahrzehnten Anstrengungen, Personenkraftwagen kraftstoffeffizienter zu machen – in erster Linie, um weniger von Ölimporten abhängig zu sein. Die US-amerikanischen Normen zur Corporate Average Fuel Economy – (mittlerer Kraftstoffverbrauch, CAFE) – wurden ursprünglich 1975 festgelegt. Der Kongress hat die Vorschriften zur Kraftstoffeffizienz dann im Jahr 2007 aktualisiert.

Und einige Länder versuchen gar, die Emissionen bei neuen Autos auf Null zu reduzieren. Mehr als ein Dutzend Länder sowie mehrere US-Bundesstaaten haben Ziele in Bezug auf den Verkauf von Elektroautos festgelegt. Norwegen, das in diesem Bereich als führend angesehen wird, strebt an, dass im Jahr 2025 nur noch völlig emissionsfreie Personenkraftwagen verkauft werden sollen. In Indien hofft man, dass bis 2030 nur noch Elektroautos verkauft werden.

Eine Möglichkeit, Autos energieeffizienter zu gestalten ist, sie leichter zu machen. Ein leichtes Fahrzeug lässt sich mit weniger Energie beschleunigen als ein schweres. Deswegen sind leichte Materialen ein klarer Lösungsansatz. Laut dem Vehicle Technology Office des US-amerikanischen Energieministeriums kann eine Reduzierung des Fahrzeuggewichts um 10 Prozent zu einer um 6 bis 8 Prozent verbesserten Kraftstoffeffizienz führen. Unabhängig davon, ob Autos mit Benzin, Elektrizität oder einer anderen Energiequelle angetrieben werden, sie alle müssen effizient und mit leichten Materialien konstruiert werden.

Wie werden Fahrzeughersteller vorgehen? Wie werden sie leichte, kraftstoffeffiziente und emissionsarme Fahrzeuge entwickeln, die dennoch die Ansprüche der Verbraucher im Hinblick auf Sicherheit, Komfort und Erschwinglichkeit erfüllen? Indem sie neue Wege finden, diese herzustellen.

Ein Teil der Antwort liegt in der Nutzung neuer Technologien und der Verwendung verschiedener Materialien in der Karossiere. Ingenieure sind immer auf der Suche nach den optimalen Eigenschaften, wie Festigkeit, Steifheit oder leichter Formbarkeit. Gleichzeitig müssen sie Kosten, Sicherheit und einfache Fertigung berücksichtigen. Sie sind dazu übergegangen, hochfesten Stahl nur noch begrenzt zu verwenden, etwa bei Stoßstangen und Verstärkungselementen. Erstausrüster – oder OEMs – nutzen im ganzen Fahrzeug leichtere Materialien wie Aluminium, Stahllegierungen, Kunststoffe oder Kohlenstofffaser.

Beim Blick in die Zukunft denken Autohersteller darüber nach, wie sie die steigende Nachfrage der Kunden nach Funktionen wie Konnektivität und Personalisierung sowie nach Annehmlichkeiten wie Stauraum unter dem Fußboden und Panoramasonnendächern befriedigen können. Gleichzeitig müssen Automobile sicher, leicht und erschwinglich sein. Selbst bei der Entwicklung hin zu vollelektrischen, selbstfahrenden oder gar mit Solarstrom angetriebenen Fahrzeugen werden Effizienz und leichte Materialien in der Mobilitätsbranche bestimmende Faktoren bleiben.