Motoren Genügsamer Doppeltopf

Hybridtechnik mit Druckluft soll Omnibusse künftig sauberer und sparsamer machen.

Im Vergleich zum Privatauto und bezogen auf die Anzahl der Passagiere, ist selbst ein stinkender alter Omnibus ein Ökomobil. Doch jetzt kommen die wahren Ökobusse, doppelmotorisierte Hybride. Etwa der Urbino 18 aus Polen, ein Stadtbus mit Dieselmotor und zwei Elektromotoren. Die Verheißung: bis zu 43 Prozent niedrigerer Verbrauch, fast 40 Prozent weniger Stickoxide, kaum mehr Feinstaub. In Dresden und Bremen fahren solche Busse bereits.

Das Hybridthema ist alt, doch die Tragweite wird erst heute begriffen. Bereits 1969 experimentierte Mercedes-Benz mit dem Elektro-Versuchsbus OE 302. 1996 testete man vier Hybridbusse im Verkehr. Zwei Jahre später startete der Niederflur-Midibus Cito mit diesel-elektrischem Antrieb. Doch der entscheidende Nachteil aller Hybridkonzepte ist, wie beim Pkw, der hohe Preis. Die anspruchsvolle Regelung, die zusätzlichen Motoren und Akkus bedeuten beim Nutzfahrzeug mindestens 7000 bis 10000 Euro Aufpreis. Darum verfolgen Insider mit Interesse ein etwas anderes Hybridkonzept der US-Firma Scuderi, den »Drucklufthybrid«. Er soll nur ein paar hundert Euro teurer sein als ein konventioneller Diesel. Allerdings existiert dieser Motor bislang nur in einer Computersimulation.

Der Motor des Erfinders Camillo Scuderi aus West Springfield (Massachusetts) beruht auf einer 90 Jahre alten, immer mal wieder belebten Idee, den Ottomotor neu zu erfinden. Im »Split-Cycle-Motor« geschehen die vier klassischen Takte (Ansaugen, Verdichten/Zünden, Arbeiten, Ausschieben), nicht in einem Zylinder, sondern in zweien. Ein Topf erzeugt durch Verdichtung Druckluft, im anderen wird das Gemisch abgefackelt. Durch geschickte Wahl von Ventilen und eine Erfindung, die das Zünden des Gases möglichst weit hinauszögert (für Techniker eine Provokation: Zündung nach dem Oberen Totpunkt!), gelang es Camillo Scuderi, einen zumindest rechnerisch verblüffend effizienten und sauberen Motor zu entwerfen. Sein Sohn Sal, der das junge Unternehmen leitet, setzte noch einen Druckluftspeicher auf die Maschine – und schon hatte man einen Hybridantrieb. Im Bummelbetrieb schaufelt das System einen Teil der im Verdichterzylinder erzeugten Druckluft in den Speicher. Will der Fahrer losjagen, nutzt er die Energie aus dem Speicher. Und das Beste: Bremst das Fahrzeug, wird dabei zusätzlich Druckluft in den Speicher gepumpt. Genau hier rechnet sich Hybridtechnologie. Stop and Go im Stadtverkehr oder Bergabfahrt bedeuten keine heißen Bremsbacken mehr, sondern volle Akkus. Oder, bei Scuderi, einen prall gefüllten Druckluftspeicher.

Im wirklichen Leben eines Busfahreres hieße das zum Beispiel, dass er mit dem Speicherinhalt eines kleinen Drucklufttanks vielleicht zwei oder drei Minuten lang fährt, bevor mit Diesel oder Bremsdruck nachgeladen werden muss. Man ahnt, dass die reale Treibstoffeinsparung von Fahrweise und Einsatzbedingungen abhängt. Mit Vorsicht sind deshalb die Zahlen des Entwicklers zu genießen: Verbrauch halbiert, Emissionen bis zu 80 Prozent reduziert. Aufgrund der späten Zündung sinkt immerhin die Verbrennungstemperatur so weit, dass mit deutlich weniger Stickoxiden im Abgas zu rechnen ist.

Mit dem Bau erster Prototypen ist das Southwest Research Institute in San Antonio (Texas) betraut, das Ende 2007 einen Zweizylinder sowie einen Sechszylinder in Split-Cycle-Technik fertig haben will. Dass dieses Unternehmen in den USA respektiert wird, zeigen nicht unerhebliche Zuwendungen des Verteidigungsministeriums. Für militärische Zwecke, aber allgemein auch für Nutzfahrzeuge ist nämlich diese Art bordeigener Drucklufterzeugung interessant. Sie lässt sich in die vorhandenen Druckluftsysteme integrieren, mit denen Ventile gesteuert oder Bremsen betätigt werden. Mit der Energie aus dem Hybridtank kann man auch den Motor starten oder Werkzeuge betreiben.

Funktioniert der Drucklufthybrid tatsächlich nicht nur technisch, sondern auch ökonomisch, könnte er im Bereich der Nutzfahrzeugantriebe und der stationären Motoren für einige Turbulenzen sorgen, schon weil er einige teure Komponenten überflüssig oder billiger macht. Ein Turbolader wäre nicht mehr nötig, der Split-Cycle-Motor sorgt selbst für Aufladung. Da nur noch in jedem zweiten Zylinder verbrannt wird, spart man sich edle Einspritzanlagen. Und womöglich, da sind die ersten Testläufe abzuwarten, läuft der Motor so sauber, dass die Abgasnachbehandlung viel günstiger ausfallen kann.