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So steht es um die Zukunft des Verbrennungsmotors: Analyse
Der Verbrennungsmotor hat hierzulande zwar ein Ablaufdatum, ist aber noch längst nicht tot.
Neu entwickelte Verbrennungsmotoren sind rar, aber es gibt sie
Der Mobilitätswandel vom Verbrennungsmotor hin zum E-Antrieb macht auch vor den Entwicklungsabteilungen nicht Halt. Doch die Wende hin zum Stromantrieb – die hier grundsätzlich auch niemand infrage stellt – vollzieht sich nicht ruckartig, sondern peu à peu. Das verschafft dem Verbrennungsmotor durchaus noch Entwicklungsspielraum, verlangt den hochqualifizierten Motoren-Ingenieur:innen jedoch mehr Kreativität ab denn je.
Neue Sechszylinder bei Mazda & Porsche
Auch in den 2020er-Jahren finden wir durchaus Beispiele für komplett neu entwickelte Generationen von Verbrennungsmotoren. Besonders umtriebig zeigt sich hier Mazda, wo man im CX-60 beispielsweise einen Reihensechszylinder-Turbodiesel an den Start brachte, der sich unter anderem durch ein neues, mehrstufiges Brennverfahren auszeichnet. Damit erreicht dieser Motor niedrige Rohemissionswerte und läuft sehr sparsam, also mit moderatem CO2-Ausstoß. Außerdem kündigte Mazda bereits die Produktion der neuen Motorengeneration "Skyactiv-Z" an, die Vier- und Sechszylinder-Benziner mit Kompressionszündung umfasst – ganz zu schweigen vom Wankelmotor-Revival im MX-30 R-EV.
Doch nicht nur aus Japan werden wir noch komplett neue Motorengenerationen erleben. So erhält beispielsweise der Mercedes CLA als erstes Modell einen brandneuen 1,5-l-Mildhybrid-Antriebsstrang aus chinesischer Produktion (Alles zum M 252-Motor). Als eine der letzten Modellreihen wird auch die Elfer-Ikone aus Zuffenhausen einen rundum neuen Sechszylinder-Boxer-Antrieb bekommen, bevor der Porsche 911 rein elektrisch fahren wird.
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Der Mercedes CLA (2025) im Video:
CO2-Grenzen in Deutschland, USA & China
Die meisten Entwicklungsabteilungen beschäftigen sich derzeit jedoch überwiegend mit der Optimierung und der Ergänzung bereits existierender Verbrennungsmotoren. Die Leitlinien für diese Entwicklung setzen die gesetzlichen Regelungen. Bei uns in der EU sind dies zum einen die Abgasnormen, wobei die jüngste Norm Euro 7 ab November 2026 bei der Typgenehmigung von Neufahrzeugen greift. Zum anderen sieht die EU eine stufenweise Senkung des durchschnittlichen Flotten-CO2-Ausstoßes auf null Gramm CO2 pro Kilometer ab 2035 vor. 2025 beträgt der Grenzwert 93,6 g.
Was die in der Euro 7 geregelte Emission von Schadstoffen betrifft, setzt die Zulassungsgesetzgebung in den USA sowie in China ähnliche Limits, jedoch teils mit unterschiedlichen Schwerpunkten und erheblich differierenden Messverfahren. Zum Beispiel wurden die Temperaturbedingungen für Abgastests deutlich ausgeweitet. So muss eine Abgasreinigung etwa auch bei 45 °C Außentemperatur einwandfrei funktionieren. Auch die stets punktgenaue Lambda-1-Regelung des Luft-Kraftstoff-Gemischs beim Ottomotor stellt an die Präzision der Einspritzung und an die lückenlose Kontrolle des Verbrennungsvorgangs hohe Ansprüche. Was den damit verbundenen Ausstoß an unverbrannten Kohlenwasserstoffen sowie besonders kleinen Partikeln betrifft, könnten den Entwicklungsteams zudem die strengeren Bestimmungen für Kraftstoffqualität helfen, einen möglichst geringen Gehalt an Aromaten-Verbindungen und eine Absenkung des End-Siedepunkts zu erreichen.
Von der AUTO ZEITUNG getestet und empfohlen:
Weniger Schadstoffe, mehr Effizienz
Die für eine einwandfreie katalytische Abgasreinigung notwendige strikte Einhaltung eines kontrolliert ausgewogenen (stöchiometrischen) Kraftstoff-Luftgemischs stellt hohe Ansprüche an die Regelung der Temperatur bei der Verbrennung und im Abgas. Wo man bisher mit einem kurzzeitig angefetteten Gemisch (Kühlen mit Sprit) besonders bei aufgeladenen Verbrennungsmotoren die Brennraumtemperatur schnell senken konnte, könnte in Zukunft – neben einer bereits praktizierten gekühlten Abgasrückführung – auch eine kontrollierte Wassereinspritzung weiterhelfen. Praktische Versuche damit gibt es bereits seit einigen Jahren, zum Einsatz in der Großserie kam es bislang nicht. Auch die Aufladung – in der Regel per Turbolader – bietet hinsichtlich Effizienz und Fahrbarkeit noch Potenzial. Lader in Kombination mit einer kleinen E-Maschine können, je nach Last- und Fahrzustand, spontan eine Boost-Funktion umsetzen, aber auch elektrische Energie aus dem Abgas ziehen, um sie später aus einem Puffer-Akku wieder zu nutzen.
Doch um die CO2-Flottengrenzwerte laut EU-Verordnung auch künftig einzuhalten, werden alle diese Maßnahmen nicht genügen. Dass viele Hersteller die geforderten Grenzwerte bislang einhalten, liegt an der flexiblen Auslegung der Regelung. So gilt der Wert nicht für alle gleich, sondern es wird je Hersteller ein Sollwert ermittelt, bei dem unter anderem auch das durchschnittliche Fahrzeuggewicht in der Flotte oder auch der Anteil an Elektrofahrzeugen eine Rolle spielt. Das sparte einigen etablierten Herstellern bereits eine Menge Geld, denn jedes Gramm CO2 über dem Zielwert zieht für jedes einzelne verkaufte Auto eine Strafzahlung von 95 Euro nach sich.
Liegt ein Auto, das sich 1000 Mal verkauft, zum Beispiel zehn Gramm über dem geforderten Grenzwert, bedeutet das für den Hersteller eine Strafe von 950.000 Euro. Dass diese Formel ohne Weiteres das Potenzial hat, gebeutelte europäische Autobauer zu neun- bis zehnstelligen Strafzahlungen zu verpflichten, dürfte sich von selbst erklären. Um das zu verhindern, gehen insbesondere große und leistungsstarke Verbrennungsmotoren ohne umfassende Elektrifizierung nach und nach über die Planke. Nicht zuletzt durch die Ende 2023 eingestellte staatliche E-Auto-Förderprämie in Deutschland steht es nicht gut um die Elektroauto-Verkaufszahlen, was den Herstellern das Einhalten der Flottengrenzwerte erschwert.
Elektrifizierung rettet Verbrenner
Das Mittel der Wahl, um den Verbrennungsmotor zukunftsfähig zu halten, ist der Ausbau zum Plug-in-Hybrid (PHEV). Nicht zuletzt wegen der Verbrenner-freundlichen Norm zur Ermittlung von Verbrauch und CO2-Ausstoß von PHEV-Modellen, bei der der als emissionsfrei gewertete Betrieb im Elektro-Modus höher angesetzt wird als in der Fahrpraxis üblich, senken PHEV-Modelle trotz ihrer meist hohen Antriebsleistung den CO2-Ausstoß in der Flotte erheblich. Das setzt natürlich voraus, dass die Kundschaft das PHEV-Angebot auch annimmt. Bei höherpreisigen Fahrzeugen mag das noch funktionieren. Den großen technischen und damit auch kostenintensiven Aufwand für einen PHEV-Antrieb in einem vergleichsweise kompakten und günstigen Format zu integrieren, fällt jedoch schwerer.
Dort erschöpft sich der Elektrifizierungsgrad derzeit meist im Mildhybrid. Dieser arbeitet mit einer im Antriebsstrang (etwa im Getriebe) oder im Riementrieb integrierten E-Maschine, die Bremsenergie zurückgewinnen kann (Rekuperation). Diese Energie wird im Akku gespeichert und kann abgerufen werden, um den Verbrennungsmotor beim Beschleunigen zu unterstützen. Rein elektrisch fahren kann der Mildhybrid jedoch nicht.
Das aber kann der Vollhybrid, den insbesondere Toyota über die letzten Jahrzehnte klassenübergreifend etabliert hat, bis hinunter zum Kleinwagen Yaris. Der Vollhybrid nutzt ebenfalls ausschließlich den per Rekuperation gewonnenen Strom, setzt aber durch ausgeklügeltes Zusammenspiel von Elektrotechnik und Mechanik höhere Leistungen und Drehmomente um, sodass zum Beispiel in der City kurze Streckenabschnitte auch rein elektrisch zurückgelegt werden können. Doch mit der Vollhybrid-Technik allein lassen sich die CO2-Flottenwerte künftig nicht mehr einhalten. Deshalb wurde beispielsweise aus dem Vollhybrid-Pionier Toyota Prius im Jahre 2023 ein reines Plug-in-Hybrid-Auto. Hier gehts zum Ratgeber, der den Kauf von Elektroauto, Plug-in-Hybrid und Verbrenner abwägt.
Nützliches Zubehör rund um den Plug-in-Hybrid:
Verbrenner-Aus auf globaler Ebene
Global betrachtet wird es auch in Zukunft noch eine recht stabile – und profitversprechende – Nachfrage nach Verbrennungskraftmaschinen geben. Auch deshalb nennen viele Unternehmen – darunter BMW – keinen fixen Termin für den Ausstieg aus dem Verbrenner, wie es zahlreiche andere Marken tun. Teilweise scheinen große Autobauer, etwa VW, die Entscheidung der Verbrennerabkehr angesichts der schwächelnden E-Auto-Nachfrage zu überdenken. Eine klimafreundliche Möglichkeit, Verbrennungsmotoren weiterhin zu betreiben, sind E-Fuels. Diese synthetischen Kraftstoffe basieren nicht mehr auf endlichem Erdöl, sondern auf regenerativ erzeugtem Wasserstoff, der beispielsweise mithilfe von Sonnenenergie produziert wird.
Der große Vorteil davon ist, dass bestehende Verbrennungsmotoren ohne Umrüstung auf klimafreundliche Weise weitergenutzt werden können. In der Kritik stehen jedoch der hohe Strombedarf für die E-Fuel-Erzeugung und die – unter anderem daraus entstehenden – hohen Literkosten. Als wie praktikabel sich die Lösung letztlich erweist, hängt maßgeblich davon ab, ob die Herstellungsprozesse derart optimiert werden können, dass eine bezahlbare Massenversorgung möglich wird. Stand 2025 liegt eine Deckung des Kraftstoffbedarfs mit E-Fuels noch in weiter Ferne, allerdings wird unter Hochdruck daran geforscht und an Produktionsstätten gearbeitet. Einen so hohen Wirkungsgrad wie Elektromotoren erreichen mit E-Fuels betriebene Verbrenner jedoch trotz guter CO2-Bilanz nicht annähernd.
Unabhängig davon ist ein finales Ende der fossilen Antriebe in China erst 2060 in Sicht. Laut Präsident Xi Jinping will China dann CO2-Neutralität erreichen. Auch in Japan dürfen Hybride weiter ohne Ausstiegsdatum verkauft werden, wogegen für reine Benziner 2035 Schluss ist. Auf anderen Kontinenten wie Südamerika oder Afrika gibt es sogar gar keine Pläne, Verbrenner in großem Stil zu verbieten. Auch deswegen, weil eine Ladeinfrastruktur für E-Autos komplett fehlt und zudem nicht in Sicht ist. So können auf dem weltweiten Automarkt Verbrenner bis weit nach der Jahrhundertmitte neu zugelassen werden.
Das Ablaufdatum des Verbrennungsmotors lautet hierzulande 2035, so ist es durch die EU determiniert. Besonders durch die schwächelnde E-Auto-Nachfrage überdenken einige Hersteller jedoch eine frühere Abkehr vom herkömmlichen Antrieb und versuchen Lebenszyklen der Verbrennermodelle weiter zu strecken. Darüber hinaus dürfte der Ottomotor andere relevante Märkte noch Jahrzehnte länger dominieren. Aus diesen Gründen arbeiten Autokonzerne nach wie vor an ausgefeilten technischen Lösungen, den Motor noch effizienter zu machen und im Rahmen der Möglichkeiten für die Zukunft zu rüsten – und man kann ins Staunen kommen angesichts der Kreativität, die weltweite Entwicklungsabteilungen beim Perfektionieren der altbewährten Technik an den Tag legen.
