Nachhaltigkeit im ganzen Unternehmen

Nachhaltigkeit gehört zu einem der Eckpfeiler der Audi Strategie 2025. Sie wird für den Kunden immer wichtiger und ist eine politische Notwendigkeit. Teil der Unternehmensphilosophie ist es, die Umweltbelastungen so niedrig wie möglich zu halten und natürliche Ressourcen zu schonen. Gleichzeitig stellt Audi die sorgfältige Verarbeitung und die hohe Qualität der Materialien sicher. Die Marke zeigt auf dem Audi Summit, wie attraktiv Nachhaltigkeit sein kann – sowohl in der Produktion, als auch mit ihren Produkten selbst.

1. Hightech im Dienst der Effizienz
Zehntelliter für Zehntelliter, Gramm für Gramm: Audi senkt seit Jahren mit Hightech-Lösungen den Verbrauch seiner Autos. Die jüngste Innovation ist die Mild-Hybrid-Technologie, mit der Audi die Elektrifizierung seiner Antriebe forciert. Darüber hinaus profitieren zahlreiche Modelle vom quattro mit ultra-Technologie und dem Leichtbau in Audi Space Frame-Technologie (ASF).

1.1 Vielseitig: die Mild-Hybrid-Technologie
Audi treibt die Elektrifizierung seiner Antriebe auf breiter Front voran. Von Mitte 2017 an ziehen die neuen Mild-Hybrid-Antriebe (MHEV, Mild Hybrid Electric Vehicles) in die Modellpalette ein. In der nächsten Generation der Luxuslimousine Audi A8 werden sie bei sämtlichen Motorisierungen – und zwar in der 48-Volt-Ausführung – an Bord sein.

Die neue Technologie eignet sich für das Zusammenspiel mit Diesel- und Benzinmotoren gleichermaßen und kann den Verbrauch im Kundenbetrieb beispielsweise bei einem V6-Benzinmotor um bis zu 0,7 Liter pro 100 Kilometer senken. Im Gegensatz zu anderen, innermotorischen Effizienz-Technologien steigern die MHEV-Antriebe auch den Komfort, weil sie lautloses Segeln in größeren Geschwindigkeitsbereichen bis zu 160 km/h ermöglichen.

Audi bietet die MHEV-Antriebe in zwei Varianten an. Bei den Vierzylindermotoren basieren sie auf dem bekannten 12-Volt-Bordnetz. Die Sechs- und Achtzylinder erhalten ein neues 48-Volt-Netz, das in der Regel als Hauptbordnetz ausgebildet ist. Speziell diese Technologie bietet perspektivisch viele Möglichkeiten, das Fahren noch effizienter, sportlicher und komfortabler zu machen.

Auf dem Genfer Automobilsalon 2017 hat die Marke die Potenziale ihrer neuen Technologien im Showcar Audi Q8 sport concept vorgestellt. Sein 48-Volt-Bordnetz integriert ein weiterentwickeltes MHEV-System sowie einen elektrisch angetriebenen Verdichter (EAV). Beide Komponenten sorgen für ein neues Niveau an Dynamik. Auch die Effizienz steigt deutlich – bei niedrigem Tempo wie etwa beim Einparken kann das Showcar sogar elektrisch fahren.

MHEV: die Funktionsweise
Der Mild-Hybrid-Antrieb von Audi im neuen A8 setzt sich aus zwei zentralen Bausteinen zusammen. Einer von ihnen ist ein wassergekühlter Riemen-Starter-Generator (RSG) an der Stirnseite des Motors. Ein hochbelastbarer Keilrippenriemen verbindet diesen mit der Kurbelwelle. Der RSG bringt es auf bis zu 12 kW Rekuperationsleistung sowie auf 60 Nm Drehmoment.

Die zweite Komponente ist eine Lithium-Ionen-Batterie mit 10 Ah Ladungsträgerkapazität und 48-Volt-Spannungslage. In der neuen großen Limousine ist das neu entwickelte 48-Volt-Netz das Hauptbordnetz. Das 12-Volt-Netz ist über einen DC/DC-Wandler an das Haupt-
bordnetz gekoppelt. Der Lithium-Ionen-Akku, im Gepäckraum untergebracht, hat etwa das Format einer großen Bleibatterie. Eine geregelte Luftkühlung sorgt für sein Thermomanagement.

Die MHEV-Technologie auf 48-Volt-Basis ist besonders komfortabel und effizient. Wenn der Fahrer im Geschwindigkeitsbereich zwischen 55 und 160 km/h vom Gas geht, kann das Auto bis zu 40 Sekunden lang mit komplett ausgeschaltetem Motor segeln. Beim Rollen mit niedrigem Tempo beginnt die Start-Stopp-Phase schon bei 22 km/h.

Sobald der Fahrer wieder Gas gibt – ob im Stand oder in Fahrt –, erfolgt ein schneller und hochkomfortabler Wiederstart: Der RSG zieht den Verbrennungsmotor auf die Zieldrehzahl hoch, dann wird wieder eingespritzt und im Fall eines Benzinmotors gezündet. Der herkömmliche Ritzelstarter bleibt zwar an Bord, kommt aber praktisch nur noch beim ersten Start zum Einsatz, wenn das Motoröl noch kalt und zäh ist.

In vielen Situationen ist Rekuperieren – das Zurückgewinnen von Energie beim Verzögern – effizienter als Segeln. Um dies zu entscheiden, nutzt das Antriebsmanagement des neuen Audi A8 die Frontkamera und optional die Erkenntnisse des Prädiktiven Effizienzassistenten, die in der Navigation hinterlegten Streckendaten sowie weitere Daten, die das hochvernetzte Sensorset liefert. Unterm Strich erzielt der Mild-Hybrid-Antrieb im Kundenbetrieb eine Verbrauchseinsparung von bis zu 0,7 Liter pro 100 Kilometer (beim V6 TFSI).

Audi bietet die neue MHEV-Technologie auch mit dem konventionellen 12-Volt-Bordnetz an. In dieser Ausprägung wird sie im Zusammenspiel mit dem 2.0 TFSI-Motor eingesetzt. Das Funktionsprinzip ist identisch wie bei 48 Volt, allerdings fallen die Segelphasen, die Rekuperationsleistung und die CO₂-Einsparung etwas geringer aus.

Breit aufgestellt: 48-Volt-Bordnetz
In einem anderen Zuschnitt – ohne MHEV-Funktion – ist die 48-Volt-Spannungslage schon 2016 mit dem Audi SQ7 TDI (Kraftstoffverbrauch kombiniert in l/100 km: 7,6 - 7,2*; CO₂-Emissionen kombiniert in g/km: 199 - 189*) in Serie gestartet. Dort arbeitet der Generator noch auf 12-Volt-Basis, ein Gleichstromwandler koppelt das 48-Volt-Teilbordnetz an. Es versorgt den elektrisch angetriebenen Verdichter (EAV) für den V8-Diesel sowie die elektromechanisch aktive Wankstabilisierung (EAWS).

Der EAV unterstützt die beiden Turbolader des 4.0-TDI-Motors mit bis zu 7 kW Leistung immer dann, wenn sie nicht ausreichend Energie aus dem Abgasstrom ziehen können. Die Power steht unmittelbar bereit, wenn der Fahrer Gas gibt – besonders eindrucksvoll ist sie beim Anfahren zu erleben. Die EAWS ist eine weitere Innovation von Audi. Ihr Herzstück ist ein Elektromotor, der bei Geradeausfahrt die beiden Hälften des Stabilisators voneinander entkoppelt. Das ermöglicht exzellenten Abrollkomfort. Bei sportlicher Kurvenfahrt verdreht er die Stabilisatorrohre gegeneinander, was zu einem straffen Handling führt.

Audi führt die 48-Volt- und die MHEV-Technologie jetzt mit großen Schritten in die Serie ein. In wenigen Jahren werden weitere Audi-Modellreihen die neuen Mild-Hybridisierungsumfänge erhalten. Mit neuen Architekturen lassen sich noch mehr Leistung und Drehmoment realisieren und innovative Funktionen ermöglichen höhere Verbrauchseinsparungen.

Mittelfristig will die Marke Nebenaggregate wie Pumpen und Kompressoren auf 48 Volt umstellen – dann lassen sie sich noch exakter nach Bedarf steuern, bauen leichter und kompakter. Das Gleiche gilt für große statische Komfort-Verbraucher wie Scheibenheizungen oder Soundanlagen. Kleine Verbraucher wie Steuergeräte oder Leuchten bleiben hingegen auch langfristig in der 12-Volt-Welt.

Elektrisch rollen, kraftvoll boosten: Audi Q8 sport concept
Das große Potenzial der MHEV-Systeme hat die Marke mit der Technikstudie Audi Q8 sport concept bewiesen, die auf dem Genfer Automobilsalon 2017 Premiere hatte. Der Startergenerator, zwischen Kurbelwelle und Getriebe montiert, gibt 20 kW und 170 Nm ab. Beim Verzögern kann das starke MHEV-System in hohem Maße Energie zurückgewinnen und in die Lithium-Ionen-Batterie einspeisen. Bei niedrigem Tempo kann es den Sport-SUV allein antreiben. Beim Boosten mit dem Verbrennungsmotor, einem 3.0 TFSI, liegen in der Addition bis zu 700 Nm an.

Das 48-Volt-Netz des Audi Q8 sport concept bindet neben dem integrierten Starter-Generator einen elektrisch angetriebenen Verdichter (EAV) ein. Er schließt das Turboloch und erlaubt es, den Mono-Twinscroll-Turbo groß und leistungsfähig auszulegen. Das Showcar beschleunigt mit 350 kW (476 PS) Systemleistung in 4,7 Sekunden von 0 auf 100 km/h und weiter bis 275 km/h Höchstgeschwindigkeit. Das MHEV-System senkt den Verbrauch der Konzeptstudie um etwa einen Liter pro 100 Kilometer.

1.2 Permanent verfügbar: quattro mit ultra-Technologie
Der quattro-Antrieb hat Audi revolutioniert und prägt die Marke mit den Vier Ringen nach wie vor. Er fand seinen Ursprung im Winter 1976/77 bei Testfahrten im tief verschneiten Schweden. Audi-Ingenieure entwickelten das quattro-System als Allradantrieb für sportliche Pkw. 1980 debütierte der Ur-quattro, das erste Audi-Serienmodell mit quattro-Antrieb. Im Laufe der Jahrzehnte hat Audi die Technologie immer weiter verfeinert – vom manuell sperrbaren Mittendifferenzial bis hin zu verschiedenen Arten von selbstsperrenden Mittendifferenzialen, deren Fahrdynamik und Traktion die Entwickler kontinuierlich optimierten.

2016 brachte die Marke eine richtungsweisende Neuerung in Serie – den quattro mit ultra-Technologie. Dieser optimierte Allradantrieb schaltet sich nur zu, wenn er benötigt wird und ist dadurch besonders effizient. Gleichzeitig lässt er bei Traktion und Fahrdynamik keinen Unterschied zu permanenten Systemen spüren.

Die ultra-Technologie reduziert den Kraftstoffverbrauch deutlich: Die Entwickler haben bei Probefahrten im normalen Verkehr auf 100 Kilometer durchschnittlich 0,3 Liter im Vergleich zu einem konventionellem Allradantrieb gespart. Dieser wiederum verbraucht zirka 0,5 Liter mehr als ein frontangetriebenes Auto. Das heißt der allradbedingte Mehrverbrauch reduziert sich beim quattro mit ultra-Technologie um etwa 60 Prozent.

Fährt das Auto mit moderater Gangart, nutzt der quattro mit ultra-Technologie alle Vorteile des Frontantriebs. Der Allradantrieb bleibt jedoch permanent verfügbar und steht sofort bereit, wenn er benötigt wird. Die Steuerung des quattro-Antriebsstrangs ist rundum vernetzt. Sie erfasst und bewertet im Takt von zehn Millisekunden Daten wie den Lenkwinkel, die Quer- und Längsbeschleunigung sowie das Motormoment.

Das Zuschalten des Allradantriebs erfolgt in der Regel prädiktiv, also vorausschauend. Hierzu ermittelt das Steuergerät beispielsweise bei schneller Kurvenfahrt den Punkt, an dem das kurveninnere Vorderrad die Haftgrenze erreichen wird. Dabei rechnet es etwa eine halbe Sekunde voraus. Kurz bevor das Rad die errechnete Haftgrenze erreicht, wird der Allradantrieb aktiviert. Beim reaktiven Zuschalten, was in der Praxis selten vorkommt, reagiert das System auf plötzliche Reibwertveränderungen. Sie treten beispielsweise auf, wenn die Räder von trockenem Asphalt auf eine Eisplatte geraten. Durch die sehr kurzen Zuschaltzeiten ist selbst in diesen Extrem-Situationen die volle quattro-Performance gewährleistet.

Im Vergleich zum Wettbewerb erzielt der quattro mit ultra-Technologie einen entscheidenden Effizienzgewinn durch das Konzept der beiden Kupplungen im Antriebsstrang. Wenn das System in den Frontantrieb wechselt, koppelt die vordere, eine Lamellenkupplung am Ausgang des Getriebes, die Kardanwelle ab. Im Hinterachsgetriebe öffnet zugleich eine Trennkupplung. Sie legt die rotierenden Bauteile still, die hier die meisten Schleppverluste verursachen, etwa das im Ölbad laufende Tellerrad. Trotz der Zusatzkomponenten ist der quattro mit ultra-Technologie fast vier Kilogramm leichter als das bisherige System.

Derzeit ist der auf Effizienz optimierte Allradantrieb für viele Motorisierungen des Audi A4, A5 und Q5 erhältlich. Weitere Modelle werden folgen. Das System kommt in Kombination mit manuellem Getriebe beziehungsweise dem Doppelkupplungsgetriebe S tronic bis 500 Newtonmeter Drehmoment zum Einsatz.

Im Jahr 2016 entschieden sich 44 Prozent aller Kunden weltweit für einen quattro-Antrieb. Am beliebtesten ist er in den USA, Kanada, Russland und auf den Märkten im Nahen Osten. Im Januar 2017 fuhr der achtmillionste Audi mit quattro-Antrieb vom Band – ein Q5.

Die klassische quattro-Technologie ist in allen Baureihen verfügbar, wobei es konzeptionelle Unterschiede gibt. So nutzt der quattro-Antrieb im S1 (Kraftstoffverbrauch kombiniert in l/100 km: 7,2 – 7,0*; CO₂-Emission in g/km: 168 – 162*), Q2, A3, Q3 und TT eine Lamellenkupplung mit hydraulischer Betätigung und elektronischer Regelung an der Hinterachse. Beim Audi R8 ist die Lamellenkupplung an der Vorderachse verbaut.

Modelle, die auf dem Modularen Längsbaukasten basieren – also Audi A4, A5, Q5, A6, A7, Q7 und A8 – besitzen in Abhängigkeit von der Motor-/Getriebevariante entweder einen quattro-Antrieb mit selbstsperrendem Mittendifferenzial oder den quattro mit ultra-Technologie. Sowohl beim Audi Q7, A4 allroad quattro, A6 allroad quattro als auch beim Audi A8, R8 (Kraftstoffverbrauch kombiniert in l/100 km: 12,3 – 11,4*; CO₂-Emission in g/km: 287 – 272*) sowie bei allen S- und RS-Modellen ist der quattro-Antrieb serienmäßig.

1.3 Der Leichtbau: eine treibende Kraft von Audi
Der beste Werkstoff am besten Platz. So lässt sich nachhaltig ein Vorteil erzielen, der den Kunden weiterbringt. Weniger Gewicht und mehr Steifigkeit verbessern die Sicherheit, die Effizienz des Automobils und die Sportlichkeit.

Audi ist Pionier und Innovationstreiber im Leichtbau. Diesen weltweit anerkannten Ruf hat sich die Marke mit den Vier Ringen schon mit der ersten A8-Generation erarbeitet. Ein Vorsprung, der viele begeisterte Anhänger gewonnen hat. Die selbsttragende Aluminiumkarosserie in Audi Space Frame-Bauweise (ASF) hat ihre Vorteile wahrhaft nachhaltig ausgespielt. Seit 1994 hat Audi mehr als eine Million Serienautos in ASF-Bauweise produziert und verkauft. Jetzt geht dieser Erfolgsweg einen entscheidenden Schritt weiter.

Material-Mix im neuen Audi A8
Die nächste Generation des A8 bringt dem Besitzer hier erneut einen Vorsprung ein – durch einen intelligenten Mix aus gleich vier Materialien: Aluminium, Stahl, Magnesium und kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (CFK) begründen im Audi Space Frame der nächsten A8-Generation eine neue Stufe der Multimaterialbauweise. Nicht nur das Gewicht wird durch diesen Mix optimiert. Bei der Torsionssteifigkeit übertrifft der A8 sein Vorgängermodell um bis zu 24 Prozent. Das ist der entscheidende Parameter für präzises Handling und akustischen Komfort.

CFK und warmumgeformte Stahlbauteile bilden als höchstfester Verbund die Fahrgastzelle. Einige dieser Blechplatinen sind unterschiedlich dick hergestellt, andere zusätzlich partiell vergütet. Das senkt das Gewicht und erhöht die Festigkeit speziell in besonders sicherheitsrelevanten Bereichen.

Den größten Anteil an der Karosserie des neuen Audi A8 haben mit 58 Prozent die Aluminiumkomponenten, die als Gussknoten, Strangpressprofile und Bleche prägende Elemente der ASF-Konstruktionsweise bilden. Neue warmaushärtende, höchstfeste Gusslegierungen erzielen eine Zugfestigkeit von mehr als 230 Megapascal (MPa) – deutlich höhere Werte als bisher. Komplettiert wird der intelligente Materialmix durch die Domstrebe aus Magnesium. Im Vergleich zum Vorgängermodell spart sie 28 Prozent Gewicht.

Die Carbon-Rückwand des neuen Audi A8
Eine ultrahochfeste, verwindungssteife Rückwand aus CFK bildet das flächenmäßig größte Bauteil der Passagierzelle im neuen Audi A8 und trägt 33 Prozent zur Torsionssteifigkeit des Gesamtfahrzeugs bei. Um die Belastungen in Längs- beziehungsweise Querrichtung sowie Schubkräfte optimal aufzunehmen, liegen belastungsgerecht sechs bis 19 Faserlagen übereinander. Diese einzelnen Faserlagen werden aus 50 Millimeter breiten Bändern zusammengesetzt, die individuell mit beliebigem Faserwinkel und minimalem Faserverschnitt zu einem fertigen Lagenpaket abgelegt werden können. Das innovative, speziell hierfür entwickelte Direkt-Faser-Ablageverfahren ermöglicht es, auf den normalerweise notwendigen Zwischenschritt der Gelegeherstellung komplett zu verzichten. Das Lagenpaket wird in einem ebenfalls neu entwickelten Verfahren mit Epoxid-Harz benetzt und härtet innerhalb weniger Minuten aus.

Laser-Remoteschweißen von Aluminium

Wer höchst präzise arbeitet, muss natürlich auch bei der Produktion neue Verfahren einsetzen: Mit dem Laserstrahl-Remoteschweißen von Aluminium hat Audi einen neuen Ansatz entwickelt und damit einen Vorsprung unter den Premiumherstellern erreicht. Die exakte Positionierung des Laserstrahls im Verhältnis zur Schweißkante senkt das Risiko von Heißrissen deutlich, weil der Wärmeeintrag präzise kontrollierbar ist. Die Spaltgröße zwischen den Bauteilen kann beim Fügen sofort festgestellt und durch Prozessregelungsstrategien effektiv geschlossen werden. Die hohe Vorschubgeschwindigkeit und der geringe Energiebedarf des Laserstrahls senken die CO₂-Emissionen um etwa ein Viertel. Das neuartige Verfahren spart im Serieneinsatz zudem 95 Prozent der laufenden Kosten, da die aufwändige Prozesssteuerung gegenüber dem herkömmlichen Laserstrahlschweißen entfällt.

Ultra-Leichtbau im R8 Spyder
Mit dem gleichen Anspruch, das beste Material am besten Platz einzusetzen, tritt auch der neue R8 Spyder (Kraftstoffverbrauch kombiniert in l/100 km: 12,5 - 11,7*; CO₂-Emission kombiniert in g/km: 292 - 277*) an. Mit dreifachem Ergebnis: Der Sportwagen ist leichter, steifer und schneller als sein Vorgänger. Wesentlichen Anteil daran hat auch hier der intelligente Materialmix, natürlich passgenau abgestimmt auf die Höchstleistungen einer Fahrmaschine mit Leistungssport-Anspruch.

Der Audi Space Frame ist hierzu in einer neuartigen Multimaterialbauweise mit struktur-
integriertem Carbon ausgeführt. Der gesamte ASF wiegt dadurch lediglich 208 Kilogramm, das ganze Automobil ist 15 Prozent leichter als bisher (ca. 25 kg). Dennoch ist es den Ingenieuren gelungen, die Steifigkeit des Rahmens um 50 Prozent zu erhöhen. Das ist in dieser Klasse Bestwert. Und dass solch konsequenter Leichtbau die Fahrleistungen ein weiteres Mal verbessert hat, darf an dieser Stelle nicht fehlen. 540 PS ermöglichen eine Höchstgeschwindigkeit von 318 km/h, und die 100-Stundenkilometer-Marke ist aus dem Stand nach 3,6 Sekunden erreicht. Oder anders ausgedrückt: Vorsprung durch Leichtbau.

2. Audi g-tron-Modelle mit Audi e-gas: die Energiewende im Tank

Neben den TFSI- und TDI-Motoren setzt Audi vermehrt auf alternative Antriebe. Ein Fokus liegt dabei auf den g-tron-Modellen. Sie fahren mit Erdgas (CNG = compressed natural gas) und ermöglichen dank dem synthetisch hergestellten Audi e-gas nahezu CO₂-neutrale Mobilität.

Sportlich, effizient und höchst wirtschaftlich: die Audi g-tron-Modelle
Im Jahr 2014 hat Audi sein erstes Erdgas-Modell auf den Markt gebracht – den A3 Sportback g-tron (CNG-Verbrauch in kg/100 km: 3,6 - 3,3*; Kraftstoffverbrauch kombiniert in l/100 km: 5,5 - 5,1*; CO₂-Emission kombiniert in g/km (CNG): 98 - 89*; CO₂-Emission kombiniert in g/km (Benzin): 128 - 117*). Der fünftürige Kompakte nutzt als Antrieb einen 1.4 TFSI, der

81 kW (110 PS) leistet und von 1.500 bis 3.500 Umdrehungen pro Minute 200 Nm Drehmoment stemmt. Das kompakte Aggregat setzt Maßstäbe bei Effizienz und Ökonomie. Ist die optionale S tronic verbaut, verbraucht der bivalent ausgelegte A3 Sportback g-tron nach Neuem Europäischen Fahrzyklus (NEFZ) pro 100 Kilometer nur 3,3 Kilogramm CNG (5,1 Liter Benzin) – eine Emission von 89 Gramm CO₂ pro Kilometer (117 Gramm CO₂ im Benzin-Betrieb). Die Kraftstoffkosten für CNG betragen weniger als vier Euro pro 100 Kilometer (Stand: Mai 2017).

Die beiden Tanks im A3 Sportback g-tron (CNG-Verbrauch in kg/100 km: 3,6 - 3,3*; Kraftstoffverbrauch kombiniert in l/100 km: 5,5 - 5,1*; CO₂-Emission kombiniert in g/km (CNG): 98 - 89*; CO₂-Emission kombiniert in g/km (Benzin): 128 - 117*) befinden sich unter dem Gepäckraumboden und speichern je rund sieben Kilogramm Gas unter 200 bar Druck. Sie verringern das Ladevolumen nur geringfügig und sind durch ihre Verbundwerkstoff-Bauweise besonders leicht.

Die Reichweite mit Gas beträgt im NEFZ-Zyklus mehr als 400 Kilometer. Mit dem
50 Liter fassenden Benzintank kommen weitere 900 Kilometer dazu. Das Auto schaltet automatisch von einer Betriebsart auf die andere um, ohne dass der Fahrer eingreifen muss. Das Kombiinstrument zeigt die Restreichweiten in beiden Modi separat an.

Ab Frühsommer 2017 erweitern der A4 Avant g-tron (CNG-Verbrauch kg/100 km: 4,4 - 3,8*; Kraftstoffverbrauch kombiniert in l/100 km: 6,5 - 5,5*; CO₂-Emission kombiniert in g/km (CNG): 117 - 102*; CO₂-Emission kombiniert in g/km (Benzin): 147 - 126*) und der A5 Sportback g-tron (CNG-Verbrauch in kg/100 km: 4,3 - 3,8*; Kraftstoffverbrauch kombiniert in l/100 km: 6,4 - 5,6*; CO₂-Emission kombiniert in g/km (CNG): 115 - 102*; CO₂-Emission kombiniert in g/km (Benzin): 144 - 126*) das Erdgas-Angebot. Beide Modelle treibt ein 2.0-TFSI-Motor mit dem von Audi weiterentwickelten, hocheffizienten Brennverfahren („B-Zyklus“) an.

Die speziell für den Gasbetrieb angepassten Kolben und Ventile ermöglichen dabei eine optimale Verdichtung. Das so auf den CNG-Betrieb erweiterte Turboaggregat leistet 125 kW (170 PS). Bei 1.650 Umdrehungen pro Minute steht sein maximales Drehmoment von 270 Newtonmetern bereit. Ein elektronischer Regler verringert den hohen Druck des vom Tank einströmenden Erdgases von bis zu 200 bar auf 5 bis 10 bar Arbeitsdruck im Motor. Dieser Vorgang erfolgt dynamisch und präzise, entsprechend der vom Fahrer angeforderten Kraft. So steht in der Gasleitung und in den Einblasventilen stets der richtige Druck bereit – niedrig für effizientes Fahren im unteren Drehzahlbereich, höher für mehr Leistung und Drehmoment.

In Summe haben die Audi-Ingenieure durch diese Maßnahmen eine im Bereich der CNG-Motoren beispiellose Effizienz erreicht. Im NEFZ-Zyklus verbraucht der Audi A4 Avant g-tron mit der optionalen S tronic nur 3,8 Kilogramm CNG pro 100 Kilometer (102 Gramm CO₂ pro Kilometer). Im Benzinbetrieb sind es 5,5 Liter pro 100 Kilometer (126 Gramm CO₂pro Kilometer). Die Werte für den A5 Sportback g-tron mit S tronic sind im CNG-Betrieb identisch. Nutzt er Benzin, sind es 5,6 Liter pro 100 Kilometer (126 Gramm CO₂ pro Kilometer). Beide Modelle beschleunigen in 8,4 Sekunden von 0 auf 100 km/h. Der A4 Avant g-tron erreicht eine Höchstgeschwindigkeit von 221 km/h, der A5 Sportback g-tron 224 km/h.

Mit einem Tankvolumen von 19 Kilogramm Gas (bei 15 Grad Celsius) fahren beide g-tron-Modelle je bis zu 500 Kilometer weit. Sinkt der Druck im Tank bei etwa 0,6 Kilogramm Restmenge auf weniger als 10 bar, wechselt das Motormanagement selbsttätig in den Benzinbetrieb. In diesem Modus können die zwei Mittelklasse-Modelle weitere 450 Kilometer zurücklegen. Die Einfüllstutzen für Gas und Benzin befinden sich unter einer gemeinsamen Tankklappe.

Zwei Anzeigen informieren den Fahrer über die Füllstände der Tanks. Das Fahrerinformationssystem zeigt den Verbrauch im jeweils aktuellen Betriebsmodus an. Nach dem Tanken startet der Motor – zur Analyse der Gasqualität – zunächst mit Benzin, ebenso bei großer Kälte. Danach wechselt er so rasch wie möglich in den Gasbetrieb. Jedes Umschalten dauert nur wenige Zehntelsekunden und läuft nahezu unmerklich ab.

Montiert sind die vier zylindrischen CNG-Behälter als kompaktes Modul im Hinterwagen. Sie sind optimal an die Raumverhältnisse angepasst und jeweils spezifisch dimensioniert. Schalen aus Stahlblech mit Spannbändern tragen die Behälter und schützen sie vor Beschädigungen, zum Beispiel an Bordsteinkanten. Das gesamte CNG-Tankmodul, das auch den 25-Liter-Benzintank integriert, wird bei der Produktion der g-tron-Modelle in die Karosserie eingepasst. Die Reserveradmulde entfällt. Zusätzlich wandert die Batterie vom Gepäck- in den Motorraum. Der Ladeboden liegt auf Höhe der Ladekante und bietet somit einen vollwertigen Kofferraum.

Die CNG-Behälter folgen der Leichtbauphilosophie von Audi – dank ihres innovativen Layouts wiegen sie 56 Prozent weniger als vergleichbare Stahlflaschen. Eine Matrix aus gasdichtem Polyamid bildet die innere Lage. Die zweite Schicht besteht aus einer Mischwicklung von kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) und glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) – sie sorgt für höchste Festigkeit. Die dritte Schicht ist ausschließlich aus GFK gefertigt und dient vor allem zur optischen Prüfung – an beschädigten Stellen verfärbt sie sich milchig-weiß. Bei der Herstellung prüfen Audi-Experten jeden Behälter mit 300 bar, bevor er ins Auto kommt. Der reale Berstdruck liegt nochmals weit höher und übertrifft die gesetzlichen Anforderungen deutlich.

Nahezu klimaneutral fahren: Audi e-gas
Im Vergleich zu Benzin entsteht bei der Verbrennung von Erdgas wegen des geringsten Kohlenstoffanteils aller Kohlenwasserstoffe rund 25 Prozent weniger CO₂. Zudem bleiben die Partikelemissionen sehr gering. Für eine noch bessere Energiebilanz produziert Audi das nachhaltige Audi e-gas, das chemisch mit hochwertigem Erdgas praktisch identisch ist. Betrieben mit diesem synthetischen Gas ist die g-tron-Flotte in der Well-to-Wheel-Betrachtung (von der Kraftstoff-Quelle zum Rad) nahezu klimaneutral unterwegs. Gegenüber einem vergleichbaren Benzinmodell verringert sich die CO₂-Bilanz um 80 Prozent**.

Der Kraftstoff entsteht mithilfe von Ökostrom aus Wasser und Kohlendioxid oder auch aus Reststoffen, wie zum Beispiel Stroh und Grünschnitt. Die Herstellung ist unabhängig von Erdöl und konkurriert nicht mit der Nahrungsmittelproduktion. Mit Audi e-gas setzt ein g-tron-Modell am Auspuff nur so viel CO₂ frei, wie bei der Kraftstoffherstellung gebunden wurde.

Kunden, die bis zum 31. Mai 2018 ein g-tron Modell bestellen, bietet Audi diesen Kraftstoff drei Jahre lang serienmäßig an. Der Kunde tankt sein g-tron-Modell an jeder beliebigen CNG-Tankstelle und bezahlt dafür den regulären Preis. Audi sichert die grüne Eigenschaft und damit die entsprechende CO₂-Reduktion, indem das Unternehmen die nach NEFZ verbrauchte Menge in Form von Audi e-gas wieder ins europäische Gasnetz einspeist. Dies geschieht automatisch auf Basis von Erhebungen und Servicedaten der Autos. Der TÜV Süd überwacht und zertifiziert das Verfahren. Die g-tron-Kunden erhalten ein Dokument, das die Versorgung ihres Autos mit Audi e-gas bestätigt und über die Zertifizierung informiert.

Audi gewinnt das e-gas unter anderem in seiner eigenen Power-to-Gas-Anlage im niedersächsischen Werlte (Emsland). Sie ist seit 2013 in Betrieb und erzeugt pro Jahr bis zu 1.000 Tonnen e-gas. Dabei bindet sie bis zu 2.800 Tonnen CO₂. Mit dieser Menge können rund 1.500 Audi g-tron-Modelle je 15.000 Kilometer im Jahr annähernd CO₂-neutral fahren.

Die Audi e-gas-Anlage stellt den erneuerbaren Kraftstoff in zwei Schritten her – der Elektrolyse und der Methanisierung. Im ersten Schritt nutzt die Anlage regenerativen Strom, um Wasser in Sauer- und Wasserstoff zu spalten. Letzterer kann mittelfristig auch als Treibstoff für Brennstoffzellenautos dienen. Da derzeit noch eine flächendeckende Wasserstoff-Infrastruktur fehlt, liegt der Fokus heute auf dem zweiten Verfahrensschritt: Der Wasserstoff reagiert mit CO₂ aus dem Abgasstrom einer benachbarten Abfallbiogasanlage. So entsteht synthetisches Methan, das Audi e‑gas.

Potenzial: Ausbau des CNG-Netzes und neue Herstellungsverfahren
Die Audi e-gas-Anlage in Werlte zeigt, wie gut das Konzept „Power to Gas“ – die Umwandlung von Strom in Treibstoff – funktioniert. Power-to-Gas-Anlagen machen die Überschüsse an erneuerbarer Energie speicherbar und leisten damit einen wertvollen Beitrag zur Energiewende. Zugleich trägt die Audi e-gas-Anlage dazu bei, das Stromnetz bei hoher Einspeisung von erneuerbaren Energien zu stabilisieren. Damit ist die Audi-Technologie Teil und Treiber der Energiewende.

Angesichts der wachsenden g-tron-Flotte baut Audi seine e-gas-Kapazitäten mit neuen Kooperationen aus. Partner sind die Thüga-Gruppe und die Viessmann GmbH. Letztere arbeitet an einem biologischen statt chemischen Methanisierungsverfahren. Darüber hinaus bezieht Audi Methan von zertifizierten Reststoff-Biogasanlagen, die strenge Nachhaltigkeitskriterien erfüllen.

Anfang 2017 haben sich der Volkswagen-Konzern, Tankstellen-Betreiber und Gasnetzanbieter in einer gemeinsamen Absichtserklärung zum Ausbau der CNG-Mobilität bekannt. Ziel ist es, gemeinsam mit anderen Automobilherstellern, die CNG-Flotte in Deutschland bis 2025 auf eine Million Einheiten zu verzehnfachen. Gleichzeitig soll das Tankstellennetz in der Bundesrepublik bis 2025 von heute 900 auf 2.000 Standorte wachsen. Auch in anderen europäischen Ländern will das Konsortium den Ausbau nach den Vorgaben der EU Richtlinie 2014/94 (Infrastrukturrichtlinie für alternative Kraftstoffe) forcieren.

Neben dem e-gas-Projekt forscht Audi an weiteren nachhaltigen Kraftstoffen, den
Audi e-fuels. So sind auch Audi e-diesel, Audi e-benzin und Audi e-ethanol synthetische Kraftstoffe der neuesten Generation. Für sie alle gilt: Bei ihrer Produktion wird die Menge an CO₂ gebunden, die das Auto beim Betrieb wieder emittiert – das Kohlendioxid wird im Kreislauf geführt. Die treibende Kraft bei der Herstellung der e-fuels ist regenerative Energie.

3. Umweltfreundlich, sportlich, alltagstauglich: Elektromobilität bei Audi
Das Auto der Zukunft fährt emissionsfrei und ohne fossile Brennstoffe. Es ist sportlich, effizient und alltagstauglich. Einen wichtigen Schritt zur reinen Elektromobilität hat Audi mit seinen Plug-in-Hybriden gemacht: Der Audi A3 Sportback e-tron (Kraftstoffverbrauch kombiniert in l/100 km: 1,8 - 1,6*; Stromverbrauch kombiniert in kWh/100 km: 12,0 - 11,4*; CO₂-Emissionen kombiniert in g/km: 40 - 36*) und der Audi Q7 e-tron 3.0 TDI quattro (Kraftstoffverbrauch kombiniert in l/100 km: 1,9 - 1,8*; Stromverbrauch kombiniert in kWh/100 km: 19,0 - 18,1*; CO₂-Emissionen kombiniert in g/km: 50 - 48*) kombinieren den Elektroantrieb mit effizienten Verbrennungsmotoren. Durch die Entwicklung von Batteriezellen mit höherer Energiedichte und damit einer höheren Reichweite, setzt Audi ab 2018 den nächsten Meilenstein: rein-elektrisches Fahren in Großserie.

Der sportliche SUV Audi e-tron (Das Fahrzeug wird noch nicht zum Kauf angeboten. Es besitzt noch keine Gesamtbetriebserlaubnis und unterliegt daher nicht der Richtlinie 1999/94/EG.) macht den Anfang. Er bietet den Raum und Komfort eines typischen Audi-Oberklasse-Automobils und ermöglicht mehr als 500 Kilometer Reichweite. 2019 folgt ein viertüriger Gran Turismo – die Serienversion des Audi e-tron Sportback concept, den der Premiumhersteller auf der Auto Shanghai 2017 präsentierte. Wiederum ein Jahr später erweitert Audi sein Elektro-Angebot um ein Kompaktmodell. So werden die Kunden 2020 zwischen drei reinen Elektroautos der Marke mit den Vier Ringen wählen können. Ab 2021 sollen alle Kernbaureihen elektrifiziert werden, inklusive der Mild-Hybrid-Technologie. Das geplante Volumenwachstum mit eingerechnet, werden 2025 ein Drittel der Audi-Modelle rein elektrisch fahren. Zwei Drittel sind teil-elektrifizierte Verbrenner.

Vom Verbrennungsmotor zum Elektroantrieb: Plug-in-Hybrid als Brückentechnologie
Bereits seit den späten 1980er Jahren entwickelt Audi Modelle mit reinem Elektro- oder Hybridantrieb. Ein erstes Serienangebot für ein Automobil mit der Kombination aus Verbrenner und Elektromotor gab es mit dem Audi duo in der Karosserie eines Audi A4 Avant im Jahr 1997. Ein technologischer Meilenstein für Elektroautos war der Audi R8 e-tron, vorgestellt 2009 auf der IAA und 2012 mit einer Rekordrunde schnellstes E-Automobil auf der Nordschleife des Nürburgrings.

Seit 2014 hat Audi mit dem 150 kW (204 PS) starken A3 Sportback e-tron (Kraftstoffverbrauch kombiniert in l/100 km: 1,8 - 1,6*; Stromverbrauch kombiniert in kWh/100 km: 12,0 - 11,4*; CO₂-Emissionen kombiniert in g/km: 40 - 36*) einen ersten Plug-in-Hybriden im Angebot – zugleich der erste PHEV (Plug-in Hybrid Electric Vehicle) im Premium-Kompaktsegment. Hier arbeitet ein 1.4 TFSI mit einer kraftvollen E-Maschine zusammen, die Systemleistung beträgt 150 kW (204 PS). Eine Trennkupplung regelt das Zusammenspiel zwischen den Motoren und der Sechsgang S tronic. Die Lithium-Ionen-Batterie lässt sich per Rekuperation und mit dem Kabel aufladen. Sie stellt 8,8 kWh Energie bereit und damit genug für eine rein elektrische Reichweite von bis zu 50 Kilometern.

2016 debütierte der Audi Q7 e-tron (Kraftstoffverbrauch kombiniert in l/100 km: 1,9 - 1,8*; Stromverbrauch kombiniert in kWh/100 km: 19,0 - 18,1*; CO₂-Emissionen kombiniert in g/km: 50 - 48*). Ihn treibt eine Kombination aus 3.0 TDI und Elektromotor mit einer Systemleistung von 275 kW (373 PS) und 700 Nm Drehmoment an. Er beschleunigt in
6,2 Sekunden aus dem Stand auf 100 km/h und ist zugleich besonders effizient. Seine Batterie hat eine Kapazität von 17,3 kWh. Damit erreicht der Q7 e-tron rein elektrisch eine Reichweite von bis zu 56 Kilometern und fährt dabei lokal emissionsfrei. Er ist der weltweit erste Plug-in-Hybrid mit einem V6-Selbstzünder-Motor und quattro-Antrieb. Ebenso wie der A3 Sportback e-tron verbraucht der Luxus-SUV im Mittel weniger als zwei Liter Kraftstoff pro 100 Kilometer. Für das Thermomanagement von Antrieb und Innenraum nutzt er eine hocheffiziente Wärmepumpe.

Mit dem Audi A8 L e-tron quattro (Das Fahrzeug wird noch nicht zum Kauf angeboten. Es besitzt noch keine Gesamtbetriebserlaubnis und unterliegt daher nicht der Richtlinie 1999/94/EG.) folgt im nächsten Jahr ein Plug-in-Hybridmodell in der neuen A8-Baureihe. Sein 3.0 TFSI und die E-Maschine, die zusammen mit der Trennkupplung in die Achtstufen-tiptronic integriert ist, bringen es auf 330 kW (449 PS) Systemleistung und auf 700 Nm Systemdrehmoment. Die Lithium-Ionen-Batterie speichert 14,1 kWh Energie. Rein elektrisch kann die große Limousine etwa 50 Kilometer zurücklegen.

Ab 2018: rein elektrisches Fahren in Großserie
Im kommenden Jahr bringt Audi sein erstes rein elektrisch angetriebenes Serienautomobil auf den Markt. Bereits auf der IAA 2015 hat die Marke dessen Vorläufer präsentiert, die Konzeptstudie Audi e-tron quattro concept. Als SUV völlig neuen Zuschnitts bietet der neue Audi e-tron (Das Fahrzeug wird noch nicht zum Kauf angeboten. Es besitzt noch keine Gesamtbetriebserlaubnis und unterliegt daher nicht der Richtlinie 1999/94/EG.) eine Reichweite von mehr als 500 Kilometern bei Raumangebot und Komfortniveau eines typischen Audi-Oberklasse-Automobils. Damit haben die Kunden die Freiheit, auch in Zukunft Auto zu fahren, ohne ihre Gewohnheiten ändern zu müssen.

Im Concept Car geben drei Elektromotoren zusammen 370 kW Spitzenleistung und mehr als 800 Nm Drehmoment ab. Das flexible Management ermöglicht einen elektrischen quattro-Antrieb und eine elektrische Drehmomentverteilung für hohe Dynamik und Stabilität. Die große Lithium-Ionen-Batterie speichert 95 kWh Energie und ist in idealer Schwerpunktlage unter der Fahrgastzelle montiert. In nur 4,6 Sekunden absolviert der Audi e-tron quattro concept den Sprint von 0 auf 100 km/h – das entspricht dem Niveau eines Hochleistungs-Sportwagens.

Gefertigt wird die Serienversion des elektrisch angetriebenen SUV im Werk Brüssel, wo Audi auch eine eigene Batterieproduktion aufbaut. Der Audi e-tron markiert den Beginn einer neuen Ära für den Hersteller. 2020 wird die Marke drei reine Elektroautos im Angebot haben – neben dem sportlichen SUV einen viertürigen Gran Turismo, die Serienversion des Audi e-tron Sportback concept, sowie ein Modell im Kompaktsegment.

Komfortable Ladelösungen: für zu Hause und unterwegs
Komfortables und schnelles Laden ist essentiell für den Erfolg der Elektromobilität. Bereits 2018 bringt Audi für den A8 L e-tron quattro und den Audi e-tron (Beide Fahrzeuge werden noch nicht zum Kauf angeboten. Sie besitzen noch keine Gesamtbetriebserlaubnis und unterliegen daher nicht der Richtlinie 1999/94/EG.) eine neue Technologie in Serie – das induktive Wechselstrom-Laden Audi Wireless Charging (AWC). Dazu wird eine induktive Ladestation mit integrierter Spule auf dem Parkplatz des Autos platziert und an das Stromnetz angeschlossen. Hat der Fahrer sein e-tron-Modell mithilfe der Anzeige im MMI über der Bodenplatte positioniert, startet der Ladevorgang mit etwa 3,6 kW automatisch.

Das magnetische Wechselfeld induziert über den Luftspalt hinweg eine Wechselspannung in der Sekundärspule, die im Boden des Automobils montiert ist. Der Wechselstrom wird mit der integrierten Elektronik in Gleichstrom umgewandelt und ins Hochvolt-Bordnetz eingespeist. Die AWC-Technologie eignet sich ideal für die Garage oder den Büro-Parkplatz. Sie ist auch für den Außeneinsatz geeignet und durch eine Verschraubung im Boden diebstahlsicher.

Alternativ können die Kunden die Batterie ihres Autos zu Hause per Kabel laden, auf Wunsch auch mit einer komfortablen Wandhalterung von Audi. An einer Industriesteckdose dauert die Vollladung des A8 L e-tron quattro mit einer Leistung von 7,2 kW etwa zwei Stunden. Der rein elektrisch angetriebene Audi e-tron, dessen Ladekabel eine Leistung von 11 kW unterstützt, lässt sich über Nacht komplett laden. So steht danach die komplette Reichweite von mehr als 500 Kilometern zur Verfügung. Der Fahrer startet den Ladevorgang komfortabel über das MMI-System. Alternativ aktiviert er ihn aus der Ferne mit dem Smartphone – über die myAudi Remote App, die auch das Programmieren von Ladetimern ermöglicht.

Unterwegs werden die Fahrer reiner Elektroautos mit Gleichstrom laden – und das geht umso schneller, je höher die Ladeleistung ist. Gemeinsam mit der BMW Group, der Daimler AG und der Ford Motor Company will der Volkswagen-Konzern mit Audi und Porsche das leistungsstärkste Ladenetz in Europa aufbauen. Bis 2020 soll es 400 Stationen mit jeweils mehreren Ladepunkten an Autobahnen und Durchgangsstraßen umfassen. Dabei liefert jeder Ladepunkt bis zu 350 kW Leistung und ermöglicht so Langstreckentauglichkeit.

Motorsport als Entwicklungslabor: Audi in der Formel E
Auch im Motorsport, dem härtesten Entwicklungslabor und Testfeld für die Serie, trägt Audi das Rennen um die Zukunft elektrisch aus – mit seinem Engagement in der Formel E. In der laufenden Saison unterstützt die Motorsportabteilung das Team ABT Schaeffler Audi Sport. Für die Saison 2017/18 plant Audi ein volles Werksengagement, um weitere Erfahrungen über Batterien, E-Maschinen und Leistungselektronik unter Extrembedingungen zu sammeln.

4. CO₂-neutrales Werk Brüssel: Saubere Autos aus sauberer Fabrik
Immer mehr Menschen treffen ihre Konsumentscheidungen auf der Basis von Nachhaltigkeit. Bei Audi hat dieser strategische Kernbegriff der Premiummarke noch eine wesentliche Ergänzung erhalten: Das Unternehmen betrachtet seine Angebote ganzheitlich. Wer bei Nachhaltig einen echten Vorsprung generieren will, muss eben nicht nur das Produkt und seine Umweltbilanz betrachten, sondern weit früher ansetzen. Das Werk Brüssel nimmt hier eine Vorreiterrolle ein.

Brüssel ist die Produktionsstätte des ersten Elektroautos der Marke Audi. Gerade ein solches Auto verlangt eine nachhaltige Wertschöpfung. Daher wird Audi die Energieversorgung für das Werk des Audi e-tron in den kommenden Jahren CO₂-neutral stellen. Wie an allen Standorten steht am Anfang einer solchen Aufgabe die Bestandsaufnahme. Audi kennt den eigenen CO₂ Fußabdruck ganz genau und lässt ihn unabhängig zertifizieren. Am Standort Brüssel beispielsweise werden im Jahr 2018 voraussichtlich rund 30.000 Tonnen CO₂ emittiert. Davon stammen 97 Prozent aus dem Verbrennen von Erdgas für die Wärmeerzeugung, der Rest sind Emissionen durch den Kraftstoffverbrauch der Geschäftsfahrzeuge, Heizöl und das Verbrennen von Lösemitteln.

Brüssel ist bereits heute im Industrievergleich ein ausgesprochen grüner Standort. Audi bezieht dort seine Elektrizität zu 100 Prozent aus erneuerbaren Energien. Zudem gibt es laufend neue Maßnahmen im Energiemanagement. Dazu zählen beispielsweise eine Wärmepumpe in der Lackvorbehandlung, eine Kraft-Wärme-Kopplung zur Erzeugung von Strom und energiesparende LED-Beleuchtung in allen Produktionshallen, Der nächste Schritt ist der Zukauf von grünem Gas, um Emissionen zu reduzieren.. Dadurch wird der Standort ab Januar 2018 CO₂-neutral sein; das umfasst die beiden Bereiche Scope 1 und Scope 2 nach dem offiziellen Greenhouse Gas Protocol.

Eventuell noch verbleibende restliche Emissionen werden über Kompensationsprojekte an anderen Orten ausgeglichen. Der Fußabdruck Brüssels in Sachen CO₂ wird dadurch nahezu unsichtbar, und das wird natürlich von unabhängigen Zertifizierern bescheinigt. Oder einfach kurz gesagt: saubere Autos aus einer sauberen Fabrik. So geht Vorsprung.

5. Schlüsseltechnologie der Zukunft: die Brennstoffzelle
Perspektivisch ist Wasserstoff als Energieträger der nächste große Schritt auf der Elektrifizierungs-Roadmap von Audi. Gerade für größere Elektroautos ist die Brennstoffzelle eine Alternative zu Hochvoltbatterien – mit Gewichtsvorteilen und attraktiven Systemkosten. Modelle mit dieser Technologie bieten hohe Reichweite und sind in wenigen Minuten zu betanken. Somit braucht sich der Kunde bei einem Wechsel vom Verbrennungsmotor zur Brennstoffzelle nicht umzugewöhnen.

Bei der Entwicklung dieser Technologie hat Audi die Führungsrolle im Volkswagen-Konzern. Der Standort Neckarsulm ist das Kompetenzzentrum der Wasserstoff- und Brennstoffzellenforschung, eine der Schlüsseltechnologien in der Antriebsentwicklung der Zukunft. Aktuell baut die Marke mit den Vier Ringen den Standort aus, indem sie hier die Serien- und Vorserienentwicklung ansiedelt.

Und auch in puncto Infrastruktur sind die Weichen gestellt: Ein Zusammenschluss aus Tankstellenbetreibern, Fahrzeugherstellern und der öffentlichen Hand hat ein breites Netz von nationalen und internationalen Förderprogrammen gespannt – mit dem Ziel einer effizienten Ressourcen-Nutzung. Demnach sind im Jahr 2025 auch die Infrastruktur-
voraussetzungen für eine Großserienproduktion auf internationalen Märkten vorhanden. In Deutschland soll es 2030 etwa 1.000 Wasserstoff-Tankstellen geben – genug für eine hinreichende Flächenabdeckung.

Richtungsweisend: Studien und Technikträger
Seit mehr als zehn Jahren schon arbeitet Audi an Brennstoffzellen-Konzepten. Als erster Versuchsträger entstand 2004 der kompakte A2H₂. Seine E-Maschine leistete 110 kW, eine Nickelmetallhydrid-Batterie diente als Puffer. 2009 folgte der Audi Q5 HFC (Hybrid Fuel Cell). Seine Brennstoffzelle kam auf 90 kW, eine kompakte Lithium-Ionen-Batterie unterstützte sie. Spätere Audi-Modelle mit Brennstoffzellentechnologie tragen das Namenskürzel „h-tron“, wobei „h“ für das Element Hydrogen, also Wasserstoff, steht. Mit ihnen demonstriert das Unternehmen, dass es die Brennstoffzellentechnologie beherrscht – und zwar so, wie man es von der Marke erwartet: sportlich, emotional, effizient und clean.

A7 Sportback h-tron quattro
2014 stellte Audi im Rahmen der Los Angeles Motorshow den A7 Sportback h-tron quattro vor. Internationale Motorjournalisten konnten den Technologieträger auf öffentlichen Straßen selbst erleben. Er nutzt einen starken, sportlichen Elektroantrieb mit einer Brennstoffzelle als Energielieferant, kombiniert mit einer Hybridbatterie und einem zusätzlichen Elektromotor im Heck. Seine Antriebsauslegung macht den emissionsfreien und 170 Kilowatt starken Audi A7 Sportback h-tron quattro zum echten quattro. Vorder- und Hinterachse sind dabei nicht mechanisch verbunden. Als e-quattro verfügt das große Coupé über eine voll elektronische Steuerung der Momentenverteilung. Mit einer Durchzugskraft von 540 Nm sprintet es in 7,9 Sekunden von 0 auf 100 km/h und weiter bis 180 km/h Spitze. Im Brennstoffzellen-Betrieb benötigt der A7 Sportback h-tron quattro nur etwa ein Kilogramm Wasserstoff auf 100 Kilometer Fahrstrecke – eine Menge, in der so viel Energie steckt, wie in 3,7 Liter Benzin.

Die vier Wasserstofftanks des A7 Sportback h-tron quattro sind unter dem Gepäckraum-
boden, vor der Hinterachse und im Kardantunnel untergebracht. Eine Außenhaut aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) umgibt die innere Schale aus Aluminium. Die Tanks können etwa fünf Kilogramm Wasserstoff unter 700 bar Druck speichern – ausreichend für mehr als 500 Kilometer Reichweite.

Ein Betankungsvorgang dauert wie bei einem Auto mit Verbrennungsmotor nur rund drei Minuten. Zusätzliche Reichweite von bis zu 50 Kilometern ermöglicht eine 8,8 Kilowattstunden fassende Batterie, die sich über Rekuperation, alternativ auch an der Steckdose aufladen lässt. Als Plug-in-Hybrid verschafft sich der A7 Sportback h-tron quattro damit eine wichtige Reichweiten-Reserve.

Audi h-tron quattro concept
Im Grundkonzept dem A7 Sportback h-tron quattro ähnlich ist die Studie Audi h-tron quattro concept. Audi präsentierte sie auf der North American International Auto Show 2016 in Detroit. Seine Brennstoffzelle, auch Stack (Stapel) genannt, ist im Vorderwagen platziert. Aus 330 einzelnen Zellen aufgebaut, gibt sie 110 kW Spitzenleistung ab. Mit mehr als 60 Prozent Wirkungsgrad überbietet sie jeden Verbrennungsmotor deutlich. Die drei Tanks speichern bei 700 bar Druck Wasserstoff für bis zu 600 Kilometer Reichweite. Volltanken dauert nur rund vier Minuten.

Unter dem Fahrzeugboden liegt eine kompakte Lithium-Ionen-Batterie, die weniger als
60 Kilogramm wiegt. Beim Beschleunigen liefert sie einen starken Zusatz-Schub von maximal 100 kW, beim Verzögern speichert sie Energie. Mit 550 Nm Systemdrehmoment spurtet der Audi h-tron quattro concept in weniger als sieben Sekunden aus dem Stand auf 100 km/h. Seine Höchstgeschwindigkeit ist auf 200 km/h begrenzt.

Der Strom aus der Brennstoffzelle und der Hochvolt-Batterie treibt zwei E-Maschinen an – die erste sitzt an der Vorderachse und leistet 90 kW, die zweite an der Hinterachse 140 kW. Dieses Konzept macht die Technikstudie zum elektrifizierten quattro. Ein intelligentes Management steuert das Zusammenspiel je nach Situation, wobei ein Höchstmaß an Effizienz im Fokus steht. Eine Wärmepumpe für die Klimatisierung des Innenraums und ein großes Solardach, das mit bis zu 320 Watt Leistung bis zu 1.000 Kilometer zusätzliche Reichweite im Jahr generiert, zahlen ebenfalls auf das Effizienzkonto ein. Im NEFZ-Zyklus verbraucht die Technikstudie zirka ein Kilogramm Wasserstoff pro 100 Kilometer, das entspricht der Energie von 3,7 Liter Benzin.

Wasserstoff von Audi: global emissionsfrei fahren
Die beiden h-tron-Technologieträger von Audi können nicht nur lokal, sondern auch global emissionsfrei fahren. Voraussetzung dafür ist, dass der getankte Wasserstoff mit grünem, also umweltfreundlich erzeugtem Strom produziert wird, wie dies in der Audi e-gas Anlage im Emsland geschieht. Die weltweit erste industrielle Power-to-Gas-Anlage im niedersächsischen Werlte ist seit 2013 in Betrieb. Sie nutzt Strom aus Windkraft, um per Elektrolyse Wasserstoff herzustellen. Hierbei wird Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff gespalten. Derzeit entsteht aus ihm in einem weiteren Schritt das Audi e-gas, synthetisches Methan für die Audi g-tron-Modelle. Künftig aber kann der Wasserstoff direkt als Treibstoff für Brennstoffzellenautos genutzt werden. In der ersten Hälfte des nächsten Jahrzehnts wird Audi den ersten h-tron in Serie bringen.

6. CO₂-Capturing: Klare Luft mit sprudelndem Mehrwert
Nachhaltigkeit ist nur dann ein Feigenblatt, wenn sie nicht zu Ende gedacht ist. Vorsprung bedeutet, die gesamte Kette „from well to wheel“ zu betrachten. Hier setzt Audi Maßstäbe. Auf dem Summit in Barcelona kann sie der Besucher sogar schmecken. Eine neue Technologie fängt CO₂ aus der Luft ein. Mit dem Kohlendioxid lässt sich frisches Wasser sprudeln. Kreislaufwirtschaft zum Vorteil der Umwelt.

Zusammen mit dem Schweizer Start-Up Climeworks hat Audi die Technik entwickelt. Durch ein neuartiges Filtrationsmaterial kann das klimaschädliche Gas chemisch an dessen Oberfläche gebunden werden. Ist der Filter ausreichend gesättigt, lösen die Entwickler das CO 2 durch Erwärmen auf 90 Grad wieder vom Filter. Nun kann es zum Nutzen der Umwelt weiterverwendet werden. Unter dem Mentoring von Audi ist eine Kooperation zwischen Climeworks und einem Partner aus der Getränkeindustrie entstanden, um Flaschen des Getränkeherstellers mit direkt am Werk gebundenem CO 2 anzureichern. Es muss dann nicht mehr in Syphons angeliefert werden, so dass zahlreiche Transporte entfallen können. Das entlastet das Klima gleich doppelt.

CO₂-Capturing hat für Audi eine noch größere nachhaltige Perspektive: Aus CO₂ und Wasser können mit erneuerbarem Strom synthetische Treibstoffe wie Benzin und Diesel hergestellt werden. Außerdem lassen sich mit dieser Methode auch erneuerbare Energien in Flüssigtreibstoffe umwandeln und speichern. Gemeinsam mit den Partnern sunfire und Climeworks betreiben die Vier Ringe in der Nähe von Dresden bereits eine Pilotanlage, die aus Kohlendioxid, Wasser und Ökostrom synthetischen Diesel herstellt. Mit einem Wirkungsgrad zwischen 65 und 70 Prozent können so circa 160 Liter Blue Crude pro Tag hergestellt werden. Davon lassen sich wiederum bis zu 80 Prozent in synthetischen Diesel umwandeln. Audi e-diesel ist frei von Schwefel und Aromaten und weist zudem eine hohe Cetanzahl auf, ist also sehr zündwillig.

7. Audi Stiftung für Umwelt: Mit Greenovations über sich hinauswachsen
Mehr. Vorsprung zeichnet sich oft durch dieses eine kurze Wort aus. Mehr leisten, als das, was Kunden, Mitarbeiter, Gesellschaft oder Umwelt erwarten. Ein Beispiel dafür ist die Audi Stiftung für Umwelt als gemeinnützige Gesellschaft. Die AUDI AG hat sie ins Leben gerufen, um sich freiwillig über die Grenzen der gesetzlichen Verpflichtungen hinaus zu engagieren und Umwelt und Technik zu vereinen. In Barcelona zeigt die Stiftung ihre Herkunft und ihre Ziele. Dabei profitiert sie vom einzigartigen Innovationspotenzial der Premiummarke. Technische Ideen münden in echte Greenovations, die Lebensgrundlagen verstehen und schützen helfen.

7.1 Hightech-Bienenstock Smart HOBOS
Der Hightech-Bienenstock Smart HOBOS auf dem Gelände der Audi-Fertigung Münchsmünster ist eine gemeinsame Forschungsstation mit der Universität Würzburg. Hochmoderne Technologie ermöglicht neuartige Einblicke in den Superorganismus einer Honigbiene – für jedermann, zu jeder Zeit, weltweit.

Die 20.000 Honigbienen können Interessierte und Wissenschaftler per Livestream unter www.hobos.de (HOneyBee Online Studies) im Stock beobachten. Im Inneren ist dazu ein um 360 Grad schwenkbarer Roboterarm installiert. Dieser ist mit einer Infrarot- und Wärmebildkamera sowie einem 3D-Sensor ausgestattet, um das Treiben in und um den Bienenstock rund um die Uhr zu dokumentieren. Thermografische Aufnahmen geben neue Perspektiven auf einzelne Bienen und das gesamte Bienenvolk, ohne die Insekten zu stören. Modernste Technik dokumentiert außerdem äußere Einflüsse wie Luftfeuchtigkeit, Temperatur und Lichteinfall und gibt so wertvolle Rückschlüsse auf das Bienenverhalten.

7.2 Das Metropolenprojekt
Mehr als 100.000 Bäume hat die Audi Stiftung für Umwelt bereits gepflanzt. Die grüne Offensive hat dabei einen wissenschaftlichen Hintergrund, der gerade im Zusammenhang mit der fortschreitenden Urbanisierung enorm wichtig für Umwelt und Gesellschaft ist. Ein internationales Forschungsprojekt untersucht nämlich anhand der Pflanzungen unter anderem die Wechselwirkungen zwischen Bestandsdichte auf der einen Seite und CO₂-Bindungspotenzial sowie biologischer Vielfalt auf der anderen Seite.

Ziel ist es, herauszufinden, wie Bäume optimal gepflanzt werden müssen, um eine größtmögliche Bindung von Kohlenstoff und beste Bedingungen für eine große biologische Vielfalt zu erreichen. Die Eiche gehört hier zu den besonders geeigneten Baumarten, da sie im ausgewachsenen Zustand viel Kohlenstoff speichert und zusätzlich für biologische Vielfalt (Biodiversität) sorgt. Zudem sind Eichen besonders widerstandsfähig, was die veränderten Anforderungen des künftigen Klimas angeht.

In großen Metropolen in verschiedenen Klimaregionen der Erde werden dazu die Bäume entlang von Messstationen, die jeweils vom Stadtzentrum zur Peripherie verlaufen, in ihrem Wachstum analysiert. Es wurden Metropolen gewählt, weil dort wegen des Stadtklimaeffektes Unterschiede zwischen dem dicht bebauten Stadtkern und den weniger dicht bebauten Peripheriebereichen am deutlichsten ausgeprägt sind. Somit ist ein Vergleich der klimatisch-verschiedenen Untersuchungsstandorte im Hinblick auf das Wachstum der Bäume möglich. Der Zusammenhang zwischen den jeweiligen Umweltbedingungen und dem Wachstum der Bäume soll helfen, mögliche Wachstumsreaktionen bei Waldbäumen unter Klimawandel aufzudecken. Bei der Untersuchung kommen Jahrringanalysen, Strukturanalysen, moderne Laserscantechnik sowie Isotopenanalysen zum Einsatz.

Die Ergebnisse des Projekts sind von hoher wissenschaftlicher und praxisrelevanter Bedeutung. Sie leisten einen wichtigen Beitrag zur Klimafolgenforschung und zur Waldwachstumsforschung und können dabei helfen, geeignete Anpassungsstrategien für Wälder an sich ändernde klimatische Bedingungen zu entwickeln. Ein Vorsprung für die Umwelt sozusagen.

Das Projekt ist in seinem Umfang hinsichtlich der beprobten Bäume und der Vielfalt der Projektstandorte einzigartig. Die weltweite Verteilung der Standorte ermöglicht nicht nur Aussagen über das urbane Baumwachstum in verschiedenen Klimabereichen der Erde, sondern auch eine Analyse unterschiedlicher Wuchsbedingungen und Einflussfaktoren auf das Baumwachstum.

Bearbeitet wird das Projekt am Lehrstuhl für Waldwachstumskunde der Technischen Universität München.

Die angegebenen Ausstattungen, Daten und Preise beziehen sich auf das in Deutschland angebotene Modellprogramm. Änderungen und Irrtümer vorbehalten.