28.12.2025

«Hocheffiziente Verbrenner» wird es nie geben.

Friedrich Merz und Markus Söder verbreiten die grössten Lügen zum Schaden der Deutschen Automobilindustrie. Die Zukunft liegt nicht bei «hocheffizienten Verbrennern», die es überhaupt nicht geben kann. Die Zukunft ist die Elektromobilität.

Die Deutschen bauen Autos (Verbrenner) wie eh und je – die innovativen Autohersteller der Welt bauen «fahrende IT-Systeme», die vielleicht aussehen wie traditionelle Autos, die aber auf einer komplett anderen Technologie basieren. Das hat wohl noch niemand bemerkt.

 
Weshalb kann es den «hocheffizienten Verbrenner» nie jemals geben?

Verbrennungsmotoren produzieren hauptsächlich Wärme und dienen nur sekundär zur Fortbewegung.

Die Effizienzunterschiede zwischen batterieelektrischen Fahrzeugen (BEV) und Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor sind signifikant, was sich drastisch in der Reichweite bei gleicher aufgewendeter Energiemenge zeigt. Die entscheidende Aussage der Thermodynamik lautet: Mit der gleichen Energiemenge, mit der ein Elektroauto 500 km weit fahren kann, fährt ein Verbrenner lediglich 100 km. Wenn wir diese Relation (5:1) auf Ihre Basis von 100 km Elektroauto-Fahrt anwenden, ergibt sich folgende Reichweite für die verschiedenen Motortypen bei Nutzung derselben Energiemenge: 

Das Elektroauto fährt, basierend auf der Gesamtbilanz vom Rohstoff bis zum Rad (Well-to-Wheel), fünfmal weiter als der Verbrenner, wenn die gleiche Energiemenge genutzt wird. Das BEV kommt also fünf- bis siebenmal weiter als der Verbrenner.

Reichweitenvergleich bei gleicher Energiemenge:

Reichweiten und Wirkungsgrade im Vergleich:

Was das Diagramm zeigt:

• BEVs sind mit Abstand am effizientesten und erreichen die volle Reichweite bei hohem Wirkungsgrad.
• Wasserstoff-Brennstoffzellen bieten eine moderate Reichweite und Effizienz.
• Klassische Verbrenner und E-Fuels schneiden sowohl bei Reichweite als auch Wirkungsgrad deutlich schlechter ab.
  
  

Energiekostenvergleich auf 100 km Fahrleistung:

*Stromgestehungskosten mit eigener Photovoltaik-Anlage.

Energiekostenvergleich.

Was das Diagramm nicht zeigt:

Die grobe Berechnung basiert auf Schweizer Franken - eine Berechnung aus deutscher Sicht in EURO wäre ähnlich. Einzelne Energiekosten können jedoch sehr unterschiedlich sein. Der Verbrauch hängt von vielen Faktoren und grundsätzlich von der Fahrzeuggrösse ab. Grosse Verbrenner verbrauchen mehr fossile Kraftstoffe, grosse Elektro SUVs mehr Strom. Deshalb zeigt die Tabelle nur einen ungefähren Vergleich mittlerer Grössenordnungen. Vor allem beim Elektrofahrzeug können die Gestehungspreise für Energiekosten sehr stark variieren. Das Tanken an öffentlichen Tankstellen kann die teuerste Varianten sein. In obigen Beispiel sind die Stromgestehungskosten mit eigener Solaranlage berechnet. In der Schweiz ist Strom günstiger und der Unterschied zu den Energiekosten eines Verbrenners etwas grösser. Wird der Strom für ein Elektroauto nur mit einer eigenen Solaranlage produziert, sind die Gestehungskosten am tiefsten.

Vergleich unter dem Aspekt der Technologieoffenheit:

Was das Diagramm zeigt:

Vergleich man Energiekosten, Reichweite und Wirkungsgrad zusammen, wird erst richtig deutlich, dass die Aussage stimmt: Verbrenner haben den geringsten Gesamtwirkungsgrad (Well-to-Wheel) von rund 20% bei vergleichsweise hohen Energiekosten. Elektroautos sind mindestens fünf mal effizienter als Verbrenner bei mindestens 50% geringeren Energiekosten. Die Brennstoffzelle zeigt eine leicht bessere Reichweite als Verbrenner, die Energiekosten sind aber wesentlich höher (und viel zu hoch im Vergleich mit Elektrofahrzeugen). E-Fuels sind sehr teuer und haben die schlechteste Effizienz und Reichweite.

Technologieoffenheit.

Mit «Technologieoffenheit» meinen die Herren Söder und Merz doch eigentlich, dass es bei der technologischen Entwicklung nicht um «grüne Ideologien» als Treiber gehen darf. Doch auch bei technologieoffener Betrachtung, ist ein Elektroauto einfach 5x effizienter und dazu noch viel günstiger als ein Verbrenner. E-Fuels schneiden noch schlechter ab. Das sind rein physikalische Gesetze - und keine grünen Ideologien.

Also: Was bitte genau meinen Sie mit Technologieoffenheit, Herr Merz? Wenn mit Technologieoffenheit gemeint ist, dass die beste, verfügbare Technologie den Vorrang haben soll, dann ist der Verbrenner ganz klar mit Abstand die schlechteste Wahl. Das Elektroauto wohl die beste. Und das basiert nicht auf «grüner Ideologie».

Eine Ideologie ist es jedoch, trotz diesem Wissen am Verbrenner festhalten zu wollen. Was Sie und Herr Söder uns weis machen wollen ist, dass es «hocheffiziente Verbrenner» gibt, welche die technologisch besseren Motoren sind. Mit Ihrer «Technologieoffenheit» und dem «hocheffizienten Verbrenner» geht aber der Schuss gewaltig nach hinten los, Herr Merz.

Gründe für die grossen Effizienzunterschiede.

Die grosse Diskrepanz liegt im Gesamtwirkungsgrad der Antriebsarten, da dieser die Verluste über die gesamte Kette – von der Energiequelle bis zur Bewegung des Rades – berücksichtigt.

1. Hocheffizienter Elektromotor:

Der Elektromotor selbst ist extrem effizient. Er wandelt die elektrische Energie mit einem Wirkungsgrad von 70 bis 80 Prozent direkt in Bewegung um und weist dabei kaum Wärmeverluste auf.

2. Ineffiziente Verbrennungsmotoren:

Der Verbrennungsmotor ist thermodynamisch eine Wärmekraftmaschine, deren Hauptproblem ist, dass sie primär Wärme produziert und nur sekundär zur Fortbewegung dient:

• Moderne PKW-Benzinmotoren erreichen lediglich einen realen Wirkungsgrad von 35 bis 40 Prozent.
• Der Grossteil der Energie im Treibstoff geht als Abwärme an die Umgebung verloren.

3. Ineffizienz von E-Fuels und Wasserstoff: 

Obwohl E-Fuels klimaneutral sein können, sind sie die ineffizienteste Lösung, da sie nur einen Gesamtwirkungsgrad von etwa 10 % erreichen. Dies liegt daran, dass der energieaufwendige Prozess der synthetischen Herstellung von Treibstoffen (Elektrolyse, Synthese der Kohlenwasserstoffe) vorgeschaltet ist.

• Selbst bei Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeugen liegt der Gesamtwirkungsgrad aufgrund der Ineffizienz der Wasserstoffherstellung (Elektrolyse) und der Komprimierung nur bei 25 bis 30 Prozent.

Der Mythos vom "hocheffizienten Verbrennungsmotor": 

Eine thermodynamische Analyse der politischen Debatte.

Die politische Diskussion um das 2035 geplante Verbot von Verbrennungsmotoren in Neuzulassungen wird derzeit intensiv geführt, wobei die Bundesregierung sich in Brüssel dafür einsetzt, die Regelungen aufzuweichen. Die zentrale Argumentation der Befürworter ist, dass es hocheffiziente Verbrennungsmotoren geben könne und diese gefördert werden sollten, anstatt ein generelles Verbot auszusprechen. Als Physiker stellt sich jedoch die Frage, inwiefern dieser Wunsch nach einem „hocheffizienten Verbrenner“ im Einklang mit den fundamentalen Gesetzen der Thermodynamik steht und ob es sich dabei lediglich um politisches Gepolter handelt.

Der politische Kontext: 

1. Das geplante Verbrennerverbot und die Ausnahmen.

Die Europäische Union hat beschlossen, dass ab 2035 neu zugelassene PKW keine Treibhausgase mehr ausstossen dürfen. Diese Regelung wird landläufig als Verbrennerverbot bezeichnet, was aber nicht gänzlich zutrifft, da Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor unter der Bedingung zugelassen wären, dass sie klimaneutral betrieben werden.

1.1 E-Fuels als Nische.

Eine Möglichkeit zur Einhaltung der Klimaneutralität wäre der Einsatz von sogenannten E-Fuels, also synthetisch hergestellten Treibstoffen. Diese Kohlenwasserstoffe (Benzin, Diesel) können synthetisch produziert werden, wobei erneuerbare Energien oder Kernenergie zum Einsatz kommen. Bei der späteren Verbrennung im Motor wird zwar Kohlendioxid freigesetzt, doch da dieses CO2 zuvor aus der Atmosphäre entnommen wurde, wäre der gesamte Kreislauf bilanziell klimaneutral. Die deutsche Automobilindustrie setzt Hoffnungen in diese Option, um Verbrennungsmotoren weiterhin nutzen zu können. Allerdings gilt die massenmarkttaugliche Herstellung kostengünstiger E-Fuels als faktisch unrealistisch.

1.2 Wasserstoff und Brennstoffzellen.

Theoretisch wäre auch die Zulassung von Autos mit Verbrennungsmotoren möglich, die Wasserstoff verbrennen, da dabei kein Kohlendioxid entsteht. Alternativ können Wasserstoff-Brennstoffzellenautos eingesetzt werden. Allerdings wird der private Individualverkehr zukünftig wahrscheinlich nicht auf Wasserstoff basieren, da nicht genügend Wasserstoff zur Verfügung steht; selbst im Schwerlastverkehr deutet sich eine Entwicklung hin zur Batterielelektrik an.

Ungeachtet dieser Nischenlösungen ist klar, dass Autos, die konventionell fossiles Benzin oder Diesel benötigen, ab 2035 in der EU nicht mehr neu zugelassen werden dürfen.

2. Der Verbrennungsmotor als Wärmekraftmaschine.

Um die Frage der Effizienz zu beleuchten, ist es notwendig, sich die Funktionsweise des Verbrennungsmotors aus Sicht der Thermodynamik anzusehen. Ein Verbrennungsmotor, ob im PKW oder LKW, ist thermodynamisch eine Wärmekraftmaschine.

2.1 Definition und Wirkungsgrad.

Die Funktion einer Wärmekraftmaschine besteht darin, Wärmeenergie zu nutzen, um Kraft auszuüben. Im Falle des Autos wird etwas verbrannt (Wärme), um einen Kolben anzutreiben. Das Hauptproblem des Verbrennungsmotors ist, dass er primär eine Wärmemaschine ist, die sehr viel Wärme produziert und nur einen geringen Teil der Energie für die Bewegung von A nach B nutzt. Der grösste Teil der im Treibstoff enthaltenen Energie geht als Abwärme an die Umgebung verloren.

Der Wirkungsgrad wird definiert als das Verhältnis der Energie, die man herausbekommt, zu der Energie, die man in das System hineinsteckt. Ziel ist es, diesen Wirkungsgrad so gross wie möglich zu gestalten.

2.2 Der Viertaktprozess (Viertaktprinzip).

Moderne Motoren arbeiten hauptsächlich nach dem Viertaktprinzip, welches vier grundlegende Schritte umfasst:

1. Ansaugen: Der Kolben bewegt sich nach unten und saugt ein Gemisch aus Kraftstoff und Luft (Benziner) oder nur Luft (Diesel) in den Zylinder.

2. Verdichten: Der Kolben bewegt sich nach oben und komprimiert das Gasgemisch bzw. die Luft, wodurch sich das Gas auf mehrere hundert Grad Celsius erhitzt.

3. Arbeiten (Zündung/Expansion): Dies ist der entscheidende, arbeitende Prozess.

• Benziner (Ottoprozess): Eine Zündkerze entzündet das Kraftstoff-Luft-Gemisch. Dies geschieht bei konstantem Volumen (isochore Wärmezufuhr, Gleichraumprozess).
• Diesel (Dieselprozess): Der Kraftstoff wird in die heisse, komprimierte Luft eingespritzt und entzündet sich selbst (Selbstzünder). Dies erfolgt bei konstantem Druck (isobare Wärmezufuhr, Gleichdruckprozess).

Die resultierende kleine Explosion erzeugt einen hohen Druck, der den Kolben nach unten drückt und die Kurbelwelle antreibt.

4. Ausstossen: Der Kolben bewegt sich wieder nach oben und schiebt die heissen Abgase aus dem Zylinder.

Diese Zustandsänderungen können thermodynamisch mithilfe von idealen Gasen beschrieben und berechnet werden, um Aussagen über die geleistete Arbeit, aufgenommene Wärme und innere Energie zu treffen.

3. Die physikalischen Grenzen des Wirkungsgrads.

Um den maximal möglichen Wirkungsgrad einer Wärmekraftmaschine zu bestimmen, zieht die Physik den sogenannten Carnot-Kreisprozess heran.

3.1 Der Carnot-Prozess.

Der Carnot-Kreisprozess ist der theoretisch effizienteste Musterprozess, obwohl er technisch nicht umsetzbar ist. Sein Wirkungsgrad hängt ausschliesslich vom Verhältnis der niedrigsten und der höchsten Temperatur ab, bei denen der Prozess abläuft.

Wenn man als niedrige Temperatur die Aussenluft (30° Celsius oder 300 Kelvin) und als hohe Temperatur die Verbrennungstemperatur (etwa 1700° Celsius oder 2000 Kelvin) ansetzt, ergibt die Berechnung des Carnot-Wirkungsgrades einen theoretischen Maximalwert von grössenordnungsmässig 85 Prozent.

3.2 Die Kluft zur Realität.

Dieser Wert von 85 Prozent ist jedoch nur unter idealisierten Annahmen möglich, da keine Verluste oder Reibungen berücksichtigt werden. In der Realität starten die Prozesse nicht bei der Aussentemperatur von 300 Kelvin, da die Temperatur nach dem Leisten der Arbeit (also nach der Expansion) am Ende wesentlich höher ist, beispielsweise bei 600° Celsius. Da bei der Wärmekraftmaschine nur der Temperaturunterschied zählt, führt dies zu einem deutlich geringeren theoretischen Maximalwert, der bei etwas über 60 Prozent liegt.

Hinzu kommen in der Praxis zahlreiche Verluste:

• Reibungsverluste.
• Wärmeverluste (z.B. Kühlwasserwärme).
• Pump- und Drosselverluste.

Der heutige Stand der Technik: 

• Nach über 100 Jahren Ingenieurskunst erreichen moderne PKW-Benzinmotoren einen realen Wirkungsgrad von 35 bis 40 Prozent.
• Dieselmotoren sind etwas effizienter und erreichen Werte von bis zu 43 Prozent.

Die Aussage, dass Verbrennungsmotoren hauptsächlich Wärme produzieren und nur sekundär zur Fortbewegung dienen, bestätigt sich in diesen Zahlen.

3.3 Das Ende der Fahnenstange.

Obwohl es Forschungen bei LKW-Dieselmotoren gibt, die unter idealisierten Laborbedingungen (etwa bei konstanter Fahrt, idealem Arbeitspunkt, mit Wärmerückgewinnung) Wirkungsgrade von ungefähr 50 Prozent erreichen, ist dieser Wert im realen Tagesbetrieb unerreichbar. Die Optimierungen, die durch technische Kniffe wie den Miller- oder Atkinson-Zyklus möglich sind, bewegen sich im Bereich von Zehntelprozentpunkten. 

Es ist nicht zu erwarten, dass sich der Wirkungsgrad nennenswert verbessern lässt, da dies physikalisch, also thermodynamisch, nicht möglich ist.

Der Verbrennungsmotor ist an seinen Grenzen angelangt.

4. Effizienzvergleich der Antriebsarten (Well-to-Wheel).

Um die tatsächliche Effizienz im Kontext des Klimaschutzes zu beurteilen, muss die gesamte Kette vom Rohstoff bis zum Rad (Well-to-Wheel) betrachtet werden.

4.1 Die Gesamtbilanz 

4.2 Der Elektromotor als hocheffizienter Motor.

Der Elektromotor selbst ist extrem effizient, da er kaum Wärmeverluste aufweist und Wirkungsgrade von 70 bis 80 Prozent erreicht. Er wandelt die in der Batterie gespeicherte elektrische Energie direkt in Bewegung um. Dies macht den Elektromotor zum hocheffizienten Antrieb, der im Zuge des Klimaschutzes gefördert werden sollte.

Im Vergleich zeigt sich die dramatische Differenz: Mit derselben Energiemenge, mit der ein Elektroauto 500 km weit fahren kann, fährt ein Verbrennungsmotor lediglich etwa 100 km. Das Elektroauto fährt somit fünf- bis siebenmal weiter als der Verbrenner, wenn die gleiche Energiemenge genutzt wird. Dies ist der entscheidende Faktor für die Energieeffizienz im Individualverkehr.

(Siehe Diagramme oben).

4.3 Die Ineffizienz von E-Fuels.

Obwohl E-Fuels nach 2035 zulässig sind, sind sie die ineffizienteste Lösung. Aufgrund des vorgeschalteten energieaufwendigen Prozesses der Herstellung synthetischer Treibstoffe (Elektrolyse zur Wasserstoffgewinnung, Synthese der Kohlenwasserstoffe) ist die Gesamteffizienz mit nur 10 % deutlich schlechter als die des klassischen Verbrenners.

#187 Thermodynamik vs. hocheffizienter Verbrenner.
Podcast Klima und Kohle

Prof. Dr. Henrik te Heesen

5. Fazit und globale Perspektive.

Die politische Forderung nach einem "hocheffizienten Verbrenner" entpuppt sich als eine Nebelkerze. Die heutigen Verbrennungsmotoren sind bereits hocheffizient, aber ihre Effizienz ist thermodynamisch begrenzt und kann nicht mehr wesentlich gesteigert werden.

Wenn Klimaschutz ernsthaft betrieben werden soll, muss das Ziel der CO2-Neutralität für Neuzulassungen ab 2035 beibehalten werden. Der einzig hocheffiziente Motor zur Fortbewegung ist der batterieelektrische Motor, der Strom aus Windkraft, Photovoltaik oder Kernkraft nutzt.

Globale Märkte, insbesondere China als grösster Automobilmarkt, zeigen, dass die Transformation bereits im Gange ist, da dort bereits mehr Elektroautos als Verbrennungsmotoren zugelassen werden. Für die Exportnation Deutschland ist die Hoffnung auf einen grossen globalen Markt für Verbrennungsmotoren nach 2035 illusorisch. Die Zukunft erfordert die Transformation hin zum Bau attraktiver und günstiger batterieelektrischer Fahrzeuge, um die globalen und heimischen Bedürfnisse zu decken. 

Der hocheffiziente Verbrennungsmotor bleibt eine Fantasie.

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Disclaimer / Abgrenzung

Stromzeit.ch übernimmt keine Garantie und Haftung für die Richtigkeit und Vollständigkeit der in diesem Bericht enthaltenen Texte, Massangaben und Aussagen.

Quellen (Dezember 2025).

Vielen Dank an Herrn Prof. Dr. Henrik te Heesen für diese ausführlichen und verständlichen Erklärungen.

Thermodynamik vs. hocheffizienter Verbrenner.

Prof. Dr. Henrik te Heesen
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