Gewichtsspirale
Oft geht es um die letzten Gramm CO2, manchmal müssen hunderte Kilogramm schwere Antriebs-Technologien kompensiert werden. Manch vermeintlich neue Leichtbaulösung ist oft schon ein alter Hut. Am Ende gibt es eine Größe, die mindestens so gnadenlos ist wie ein physikalisches Gesetz: Die Kosten
- Rudolf Skarics
Wien, 19. Dezember 2014 – Bei Leichtbau denkt so mancher reflexartig an Kohlenstofffaser, vielleicht noch an Aluminium und eventuell auch an Magnesium oder Titan, schließlich werden technologiegetriebene Marketingkonzepte gerne an einzelnen Begriffen festgemacht. Doch die Mühen der Ebene finden ganz wo anders statt, wenn es wieder einmal heißt: Unser neues Modell ist um 100 Kilogramm leichter als sein Vorgänger, die Karosseriestruktur gleich um 30 Prozent steifer. Audi wusste das Thema ja vor 20 Jahren in wunderbarer Weise für sich zu nutzen, indem man von der Umkehrung der Gewichtsspirale sprach und eine Premium-Limousine mit selbsttragender Vollaluminium-Karosserie präsentierte, den A8. Wenngleich das Bemühen redlich war, der Fortschritt erkennbar, weit mehr als in Kilogramm Gewichtsersparnis für das konkrete Modell wirkte sich Audis kluger Schachzug in Sachen Öffentlichkeitsarbeit ganz konkret auf die eiserne Konkurrenz aus. Man begann, das Leichtbaupotenzial von Stahl zu heben. Und da war und ist eine Menge zu holen.
Natürlich wird gern griffig formuliert, um Bemühungen möglichst auffällig zu illustrieren. Das gehört zum Geschäft. Die wahren Herausforderungen stecken aber tief im Detail, sind nicht so leicht über Schlagworte zu kommunizieren. Die CFK-Karosserie etwa, die beim BMW i3 schlüssig ist und in diesem Rahmen funktioniert, ist nicht ohne weiteres auf andere Konzepte übertragbar. Außerdem ist so manches, was uns als neu präsentiert wird, oft einfach schon ein alter Hut. So hatte bereits der VW Käfer Kurbel- und Getriebegehäuse aus Magnesium. Und am Ende gibt es eine Größe, die mindestens so gnadenlos ist wie ein physikalisches Gesetz: Die Kosten.
Gewichtsspirale (7 Bilder)
Audi ASF
Wo Kosten sind, sind auch Geschäftsmodelle.
Karosserie-Leichtbau ist ein eigener Geschäftszweig geworden. Ein besonderer Treiber dieser Tendenz ist die Elektromobilität. Die schweren Batterien schaffen ein nie dagewesenes Problemszenario. Und Probleme wollen zu Herausforderungen umgetauft und sodann bewältigt werden. Ging es bisher im Wesentlichen darum, den Gewichtszuwachs im Zuge der Erhöhung der Crashsicherheit und der Vermehrung der Komfortfunktionen abzufangen, gilt es nun, komplett neue Fahrzeugstrukturen zu schaffen, um gleich mit mehreren hundert Kilogramm an zusätzlicher Technik bei Elektro- und Plug-In-Hybrid-Fahrzeugen zurechtzukommen.
Das Potenzial zur Gewichtseinsparung ist jedenfalls riesig, denn die Ausgangsposition ist derzeit noch bescheiden. Bei konventionellen Automobilen, also der großen Masse der weltweit hergestellten Autos, spielen ausgewiesene Leichtbauwerkstoffe noch eine untergeordnete Rolle. Schnell ändert sich das Bild aber, wenn man in Richtung Premium-Segment blickt und auch im Mittelfeld ist der Kampf um die Kilos bereits in vollem Gang.
Herkömmlicher Stahl immer stärker unter Druck.
Aluminium, warmumgeformte und ultrahochfeste Stähle gewinnen im Karosseriebau zusehends an Terrain. Der Aluminium-Space-Frame, wie ihn Audi vor 20 Jahren im A8 eingeführt hat, und auf den auch Land Rover/Jaguar vermehrt setzt, wird der Oberklasse mit nicht allzu hohen Stückzahlen vorbehalten bleiben. So ist der konsequente Einsatz von Aluminium durchaus nachvollziehbar bei einen Premiumhersteller, der ganz nach oben will, aber kein allgemein anwendbares Rezept unter dem Preisdruck im echten Volumengeschäft. Die Verbindungstechniken unterschiedlicher Materialien werden gleichzeitig immer raffinierter und damit auch die Möglichkeiten, an jeder Stelle den jeweils optimale Werkstoff in optimaler Stärke einzusetzen. Wie schon gesagt: Wenn sich auch griffige Schlagworte leichter verkaufen lassen, der wahre Fortschritt liegt im Detail, und natürlich überall und nicht nur in der Karosserie. Kleinarbeit an jeder Schraube, jeder Abdeckung, jedem Bauteil, egal aus welchem Werkstoff. So werden sich auch neue Kunststoffe und die Kohlenstofffaser ihren Weg Stück für Stück ins Automobil bahnen.
Recycling: Die Herausforderung wächst
Mit zunehmender Komplexität der Bauteile, was die Materialwahl betrifft, steigt auch die Herausforderung im Recycling. Bisher war die Verwertung eines Schrottwagens ja relativ einfach: Runter mit den Rädern, weg mit den Kunststoffstoßfängern, raus mit den Flüssigkeiten und weg mit der Starterbatterie. Der Rest kam in den Shredder und wurde in kleine Stücke gerissen, danach getrennt in Metalle und Müll zum Verheizen und Deponieren. Künftig wird das wesentlich schwieriger. Ein steigendes Bewusstsein bezüglich Lebenszyklus-Energiebilanzen verschärft auch den Focus auf die Wiederverwertung.
Kurz gesagt: Effizientes Recycling zum Nulltarif gibt es nicht, umso weniger, je komplexer Autos künftig aufgebaut sein werden. Bis jetzt hat sich der Materialwert eines aufgebrauchten Automobils einigermaßen mit den Verwertungskosten die Waage gehalten. Ein Lebensende scheinbar zum Nulltarif. Die Folge vielfältiger Material-Verbindungen ist eine aufwendigere Wiederverwertung in Zukunft. Das wird zusätzliche Kosten verursachen. Wir werden das bezahlen müssen. Entweder über höhere Rohstoffpreise, falls sie im Zuge gesteigerter Nachfrage nach oben ziehen oder über eigene Abwrackgebühren.
Rohstoffe: Autoindustrie als Nachfrageturbo
Leichtere Werkstoffe zur Anwendung zu bringen ist technische eine spannende Aufgabe, aber kaufmännisch mindestens ebenso, ganz besonders gilt das für die Autoindustrie. Denn in dem Moment, wo ein Autohersteller einen unkonventionellen Weg geht, kann dies maßgeblichen Einfluss auf Rohstoffpreise und Versorgungssituation haben. Das enorme Nachfragepotenzial der Autoindustrie macht praktisch jedes Material, das im Moment in geringen Mengen gehandelt wird, zu einem kritischen Rohstoff. Zum Beispiel Magnesium: Das technische Potenzial dieses Werkstoffs für den Leichtbau ist so hoch, dass es zu einem enormen Preissprung kommen kann, wenn ein einziger Massen-Autohersteller verstärkt darauf setzt. Der ganze Weltmarkt von Magnesium liegt bei rund einer halben Million Tonnen pro Jahr. Das ist so viel wie der Ausstoß eines einzigen kleinen Elektrostahlwerks. (fpi)