Warum verschwanden Hybridautos für 80 Jahre spurlos?

Hybridautos verschwanden 80 Jahre lang von der Bildfläche, weil das Problem nicht technischer, sondern wirtschaftlicher Natur war: Zu Beginn des 1900er Jahre war Ferdinand Porsches Lohner-Porsche Antriebssystem funktionsfähig und ausgereift, doch das Gewicht der Batterien, das Fehlen von Stromnetzen und vor allem billiges Benzin machten den Hybridantrieb über Jahrzehnte kommerziell totgeboren. Die Idee wurde erst 1997 wiederbelebt, als sich die Ölkrisen, die Emissionsvorschriften und die Ausreifung der NiMH-Batterien am selben Punkt trafen.

Das Erste Hybridauto War Nicht Der Toyota Prius: Die Spur Bis ins Jahr 1900

Die Geschichte des Hybridantriebs beginnt, ganz anders als viele glauben, nicht am Anfang des 20. Jahrhunderts, sondern am Ende des 19. Jahrhunderts. Ferdinand Porsche, trat 1893 im Alter von 18 Jahren in das Wiener Elektounternehmen Béla Egger & Co. ein, ohne einen formalen Ingenieurstitel in der Tasche; er war Teilzeitstudent an der Technischen Universität Wien. Doch innerhalb dieses Unternehmens entwickelte er den ersten elektrischen Radnabenmotor - und dieser Motor sollte der Grundstein der gesamten Geschichte werden.

Im Jahr 1898 stellte er mit 23 Jahren in Jacob Lohners Fabrik seine ersten Fahrzeuge her: batteriebetriebene Elektro-Prototypen mit Radnabenmotoren an den beiden Vorderrädern. Jeder Motor leistete 2,5-3,5 PS und konnte kurzzeitig auf 7 PS steigen. Diese als "System Lohner-Porsche" bezeichnete Konstruktion erregte in Europa große Medienaufmerksamkeit, und auf der Pariser Weltausstellung 1900 wurde der erste Lohner-Porsche Electromobile vorgestellt: mit einer Leistung von 2 x 2,5 PS erreichte er eine Geschwindigkeit von 37 km/h .

Interessant ist, dass Lohners Begründung für die Wahl des elektrischen Antriebs Deckungsgleichheit mit heute aufweist: Die Luft der Stadt wurde "brutal von den vielen benzinbetriebenen Motoren im Gebrauch verschmutzt." Schon vor 120 Jahren gehörte die Emissionsbesorgnis zu den Gründen für die Geburt des Hybrids.

Semper Vivus und Mixte: Wie Das Prinzip Des Serienhybrids Entstand

Die größte Schwachstelle des batteriebetriebenen Elektroautos war die Reichweite, und um sie zu lösen, baute Porsche jene Struktur, die wir heute "Serienhybrid" nennen. Im Jahr 1900 entworfene Semper Vivus (lateinisch "immer lebendig") war das weltweit erste funktionale Hybridauto: Statt sich allein auf die Batterie zu verlassen, trieb ein Verbrennungsmotor einen Generator an, und der erzeugte Strom floss direkt zu den Motoren in den Radnaben. Der Benzinmotor war nie mechanisch mit den Rädern verbunden; seine einzige Aufgabe war die Stromerzeugung.

Die produktionsreife Version wurde 1901 als Lohner-Porsche "Mixte" unter seinem Namen geboren. Porsche gewann mit dem Mixte die Exelberg-Rallye 1902; 1905 erreichte ein akkubetriebenes Rennfahrzeug mit 2 x 30 PS eine Geschwindigkeit von über 130 km/h . Diese Leistung war keine leere Ingenieursvorführung: Porsche erhielt 1905 den Pötting-Preis als erfolgreichster Automobilingenieur Österreichs. Die technische Bilanz ist eindeutig - das System funktionierte.

Um die Stärke der Idee des Serienhybrids zu belegen, lieferte die Geschichte später zwei weitere Beweise. Boeing und NASA prüften den Lohner-Porsche-Entwurf für das Lunar Roving Vehicle des Apollo-Programms; das Serienhybrid-Konzept bildet heute die Grundlage vieler moderner Schienenlokomotiven. Das Prinzip war also nicht falsch - nur sein Timing war falsch.

Ein Auto von fast vier Tonnen: Der Preis des Gewichts

Was die technischen Erfolge früher Hybride überschattete, war eine sehr konkrete Belastung, die sich in Zahlen ausdrücken ließ: das Gewicht. Der auf Bestellung des britischen Kunden E.W. Hart gefertigte, sowohl mit Benzin als auch mit Strom angetriebene La Toujours Contente ist das extremste Beispiel dieser Belastung. Die Zahlen sprechen für sich:

Die mit der Energiedichte der Blei-Säure-Chemie transportierte Batterie von 1,8 Tonnen verderbte die Wirtschaftlichkeitsrechnung des Hybrids von vornherein. Der Lohner-Porsche selbst wog trotz seiner bescheidenen Leistung fast zwei Tonnen . Jedes zusätzliche Kilogramm bedeutete mehr strukturelle Festigkeit, mehr Reifen, mehr Kraftstoff - und alles schlug sich auf dem Preisschild nieder.

Warum verschwanden Hybride 80 Jahre lang?

Mit der Mixte-Technologie hergestellte Hybride wurden bis in die 1910er Jahre produziert. Die Idee starb also nicht, sie wurde nicht plötzlich verboten. Sie wurde produziert, verkauft und verlor dann still die Konkurrenz auf dem Markt. Dafür gibt es drei messbare Gründe, und keiner hat mit der Technologie zu tun.

Billiges Benzin zerstörte die Rechnung

Die Entdeckung billigen Rohöls in Texas senkte in den ersten Jahrzehnten des 20. Jahrhunderts die Kraftstoffkosten. Benzinautos wurden für längere Strecken sowohl billiger als auch praktischer. Mixte-Hybride waren dagegen sowohl teurer als auch leistungsschwächer als ihre Benzinpendants - die Folge war, dass die meisten sich schlecht verkauften. Für ein investierendes Unternehmen ging die Rechnung nicht auf; in den Worten der historischen Einschätzung der Smithsonian sanken einige Unternehmen zu Beginn des 20. Jahrhunderts, weil sie schlicht in die falsche "Kraftstoffsorte" investiert hatten. Dampf-, Elektro- und Benzinoptionen konkurrierten, und Benzin gewann dieses Rennen dank seines niedrigen Preises.

Elektrische Infrastruktur existierte schlicht nicht

Die Zukunft des elektrischen Antriebs hing, unabhängig von der Batterie, von Netzen ab. Doch zu Beginn des 20. Jahrhunderts gab es in Häusern und auf Straßen so etwas wie Ladeinfrastruktur nicht. Dieser Infrastrukturmangel schloss in Verbindung mit der kurzen Reichweite der Batterien die Elektromobilität für viele Jahre aus. Ein nicht ladbares Elektrofahrzeug war in der Praxis ein Garagenexperiment.

Die Serienproduktionsökonomie sprach für den Benzinmotor

Technik, Verbreitung und Serienproduktion entwickeln sich gemeinsam weiter; dort sinken die Kosten. In jenen Jahren machten Elektrofahrzeuge etwa ein Drittel der Fahrzeuge auf den Straßen aus - der Marktanteil war also keineswegs klein. Doch als die Dynamik der Serienproduktionsökonomie sich auf den Benzinmotor verlagerte, wurden Benzinautos schnell billiger und ausgereifter. Der Elektroantrieb blieb außerhalb dieses Entwicklungszyklus und bis 1935 verschwand er fast vollständig von den Straßen. Selbst Alltagsvorteile wie der mühsame Kurbelstart und die Abgasverschmutzung konnten diese ökonomische Realität nicht ändern.

Fazit: Die Hybrid-Idee war technisch ausgereift, aber kommerziell tot geboren. Was sie zerstörte, war kein Konstruktionsfehler, sondern eine dreifache ökonomische Mauer aus billigem Öl, fehlender Infrastruktur und Skaleneffekten.

Fast 80 Jahre Stille

Das Hybridauto wurde, wie es auch in der eigenen Firmengeschichte von Toyota heißt, etwa 80 Jahre später Teil der Automobilbranche. In der Zwischenzeit gab es interessante Zwischenexperimente: 1976 zeigte ein kleiner Sportwagen mit Gasturbinengenerator und Elektromotor, dass die Hybrid-Idee einmal geprobt wurde; Audi präsentierte zudem das Duo-Konzept. Doch das waren isolierte Versuche, die nicht zu Produkten wurden. Das Umfeld war noch nicht reif: Öl war billig, der Emissionsdruck schwach und die Batterien krochen noch im Blei-Säure-Zeitalter dahin.

Der Durchbruch begann Mitte der 1980er Jahre. Nach den Ölpreiskrisen entflammten die Hybridbemühungen erneut, und diesmal begannen sich die drei Variablen der Gleichung gleichzeitig zu verändern: die Sorge um die Energiesicherheit, Umweltrichtlinien und die Batteriechemie.

Warum genau 1997? Ölpreiskrisen, Emissionsregeln und NiMH

Die Frage muss lauten: Warum lebte die Hybrid-Idee nicht schon 1900 wieder auf, sondern genau 1997? Die Antwort liegt darin, dass sich drei unabhängige Entwicklungen zu diesem Zeitpunkt kreuzten.

Die Ölpreiskrisen schufen die strategische Sorge

Toyotas Hybridstrategie nahm im Kontext einer Antwort auf die zweite Ölpreiskrise Gestalt an. Als der 80-jährige Komfort des billigen Öls zerbrach, wurde Kraftstoffeffizienz vom Marketing-Bonus zu einer Frage des unternehmerischen Überlebens. Der im Dezember 1997 in Japan eingeführte Prius erhöhte als weltweit erstes in Serie produziertes Hybridfahrzeug sowohl die Kraftstoffeffizienz als auch reinigte er die Abgasemissionen. Das zahlenmäßige Ergebnis war klar: kombinierter Kraftstoffverbrauch von 57,6 mpg, CO2-Emission von 104 g/km. Auf der Technikseite hatte der Atkinson-Zyklus den Wirkungsgrad erhöht; der Elektromotor kompensierte die geringe Leistung des Benzinmotors. Auch aus Sicht der IEEE ging das Fahrzeug als Meilenstein in die Geschichte ein, der zur Verringerung der CO2-Emissionen und zur Milderung der Erdölerschöpfung beitrug.

NiMH-Batterien wurden ausgereift

Das tödliche Problem des Jahres 1900 war das Gewicht; 1997 war dieses Problem weitgehend gelöst. Die erste Generation des Honda Insight(1999-2006), als dreitüriger Zweisitzer-Liftback, hatte 144 Volt Nickel-Metallhydrid (NiMH) mit Akkupack und elektronischer Power Control Unit vorgestellt. Zur gleichen Zeit wie der Launch des Prius stützte sich auch der Insight auf die gereifte NiMH-Technologie. An die Stelle des 1,8 Tonnen schweren Erbes aus Blei-Säure trat eine Chemie, die den Energiebedarf eines Automobils in vernünftigem Gewicht tragen konnte. Dieselbe Idee wie um 1900, nun mit einem Energiespeicher, den sie tragen konnte.

Emissionsgesetzgebung zwang den Markt

Zunehmende Emissionsvorschriften machten die Kraftstoffeffizienz von einer Option zur Pflicht. Der Hybrid war die einzige technologische Antwort, an der sich diese drei Kräfte kreuzten - und anders als vor 80 Jahren war diesmal die ökonomische Mauer gefallen.

Die nächsten Schritte: Das Zeitalter von Lithium-Ionen und Plug-in-Hybrid

Die Grundlage der ersten Hybridwelle beschleunigte sich. Auf der Batterie-Front war 1998 der Nissan Altra EV das erste Serienfahrzeug mit Lithium-Ionen-Batterie. Die Alltagstauglichkeit von Lithium-Ionen und die zunehmende Emissionsgesetzgebung belebten das Interesse an elektrischen Antriebssystemen dauerhaft. 2010 wurde der Chevy Volt als erster kommerziell verkaufbarer Plug-in-Hybrid auf den Markt gebracht und profitierte auf der Batterieseite von Technologien, die vom Energieministerium entwickelt wurden. Im selben Jahr begann Porsche mit dem Cayenne S Hybrid seinen Übergang zur Elektromobilität; der 2015er Panamera S E-Hybrid bot als weltweit erster Plug-in-Hybrid seines Segments eine elektrische Reichweite von 36 km. bot eine elektrische Reichweite.

Die Symmetrie dieser Evolution ist verblüffend. Das von Ferdinand Porsche 1900 begründete Serienhybridprinzip funktioniert heute in Plug-in-Varianten und immer noch in Schienenlokomotiven nach derselben Logik. Die Idee ist nie gealtert; nur einmal passte die Wirtschaftlichkeit nicht, und ein zweites Mal passte sie voll und ganz.

Nicht die Technologie gewinnt, sondern die Gleichung

Die 80-jährige Stille des Hybrids ist eines der saubersten Kontrollexperimente der Automobilgeschichte. Dieselbe Idee wurde in zwei verschiedenen Epochen mit ähnlicher Ingenieursqualität erprobt: Ein 1900 wie ein Juwel funktionierendes System wurde durch billiges Benzin, das Fehlen eines Stromnetzes und den Druck der Skaleneffekte vom Markt verdrängt. 1997 wurde dieselbe Idee dank der strategischen Sorge durch die Erdölkrisen, der verschärften Emissionsvorschriften und der Reife des NiMH-Akkus zu einem kommerziellen Erfolg. Das einzig Veränderliche war nicht die Technologie selbst; verändert hat sich die ökonomische Gleichung, die die Idee umgab. Diese in der Automobiltechnik selten erinnerte Lektion sollte man nicht vergessen: Eine gute Lösung löst das Problem nicht nur, sie muss sich auch mit dem Problem bezahlt machen.

Quellen

• Lohner–Porsche
• The history of Porsche begins electrically
• How the Prius Traces Its Lineage to a 1900 Car From ...
• Lohner Porsche Electric Car
• The First Porsche: An Electric Car from 1898? Meet ...
• Development of Prius and Hybrid Strategy - Toyota Global
• Milestones: Toyota Prius - ETHW
• History of the Toyota Prius - Toyota UK Magazine
• The Story Behind the Birth of the Prius, Part 2 - Toyota Global
• Honda Insight -- Introduction - Honda News
• Honda Insight
• The History of the Electric Car - energy.gov
• Making Sense of "Failed" Technology
• Fact check: Electric vehicles in early 1900s - USA Today
• EVs Were Outselling Gas Cars 100 Years Ago
• A Brief History Of Hybrid Cars
• What Is the History of Hybrid Cars?
• The Evolution of Battery Technology
• Ferdinand Porsche