Fahrzeuge mit Plug‑in‑Hybrid-Antrieb (PHEV) sollen den Übergang zur Elektromobilität erleichtern. Sie können kürzere Strecken rein elektrisch zurücklegen und bieten für längere Fahrten einen Verbrennungsmotor als Backup. Wie groß der rein elektrisch gefahrene Anteil tatsächlich ist, hängt laut einschlägigen wissenschaftlichen Studien aber stark vom Einsatz – und insbesondere vom Ladeverhalten – ab. Daran hapert es aber oft: Viele Dienstwagenfahrer in Deutschland streichen die steuerlichen Vorteile eines PHEVs ein, verzichten aus Bequemlichkeitsgründen auf das regelmäßige Laden des Akkus. In der Autoindustrie werden deshalb „erzieherische Maßnahmen“ wie die Drosselung der Antriebsleistung bei einer zu seltenen Nutzung des Ladeports diskutiert.
„Wenn jemand ein Plug‑in‑Hybrid besitzt und das Fahrzeug nicht regelmäßig lädt, fährt diese Person de facto einen schwereren Verbrenner. Durch das zusätzliche Gewicht von Batterie und Elektromotor kann der Verbrauch sogar höher liegen als bei einem vergleichbaren konventionellen Benziner“, erklärt Studienautorin Miriam Elser von der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) in Dübendorf bei Zürich. Entscheidend sei deshalb auch das Fahrzeugdesign: Fahrzeuggewicht, Antriebsauslegung und Batteriegröße beeinflussen, wie effizient ein Plug-in-Hybrid auf der Straße unterwegs ist.
Schlechte Bedingungen schmälern den Vorteil deutlich
Bislang stützten sich Erkenntnisse zum tatsächlichen Verbrauch von PHEVs vor allem auf im Fahrzeug erhobenen Alltagsdaten. Diese stammen aus dem sogenannten „On-Board Fuel Consumption Monitoring“ (OBFCM), dass bei Fahrzeugen auf dem europäischen Markt seit einigen Jahren vorgeschrieben ist. Die Daten werden an die Europäische Umweltagentur (EEA) in Kopenhagen übermittelt, nach der Auswertung gehen die Ergebnisse an die Europäische Kommission.
Die OBFCM-Daten zeigen, dass die realen Treibstoffverbräuche deutlich über den offiziellen Typprüfwerten liegen – bemängelte kürzlich die Lobbyorganisation ICCT in einer Studie. „Aus solchen direkt in Fahrzeugen erhobenen Alltagsdaten weiß man zwar, dass der Verbrauch höher ist, aber nicht warum“, erläutert Elser. Informationen zu Umgebungstemperatur, Heizbetrieb oder Fahrweise fehlen dabei meist und werden auch durch standardisierte Typprüfungen nicht abgedeckt.
Die Wissenschaftler der Empa haben zwölf aktuelle Plug-in-Hybride auf dem Rollenprüfstand im Labor untersucht. Gemessen wurden elektrische Reichweite, Strom- und Spritverbrauch sowie CO2- und Schadstoffemissionen bei unterschiedlichen Außentemperaturen.
Um diese Lücke zu schließen, untersuchten die Empa-Forscher zwölf aktuelle Plug‑in‑Hybrid‑Personenwagen auf dem Rollenprüfstand im Labor. Gemessen wurden elektrische Reichweite, Strom‑ und Treibstoffverbrauch sowie CO₂‑ und Schadstoffemissionen bei unterschiedlichen Außentemperaturen – darunter 23 Grad, minus 7 Grad sowie minus 7 Grad mit eingeschalteter Heizung. Zusätzlich testeten sie auch dynamischere Fahrprofile. „So konnten wir erstmals gezielt auseinanderhalten, welchen Einfluss Kälte, die Heizung oder der Fahrstil auf den elektrischen Anteil und den Verbrennerbetrieb haben“, sagt Elser.
Die Resultate zeigen ein klares Muster: Unter idealen Bedingungen fahren Plug‑in‑Hybride lange elektrisch und verursachen entsprechend geringe Emissionen. Unter realistischen Alltagsbedingungen kann ihr Effizienzvorteil jedoch weitgehend verloren gehen. Tiefe Temperaturen, eingeschaltete Heizung und dynamisches Fahren verkürzen die elektrische Reichweite deutlich. Der Verbrennungsmotor schaltet früher und häufiger zu, und Treibstoffverbrauch sowie CO₂‑ und Schadstoffemissionen steigen teils stark an.
Zwischen Gewicht und Batteriegrösse braucht es Balance
Die Untersuchungen der Empa zeigten zudem, dass das Gesamtdesign der Plug‑in‑Hybride ebenfalls einen Einfluss hat. „Es ist nicht automatisch der kleinste Wagen, der am besten abschneidet – aber leichtere Fahrzeuge mit moderater Motorisierung und ausgewogener Batteriegröße erreichen in unseren Messungen insgesamt günstigere Effizienzwerte“, sagt Elser. Solche Fahrzeuge verfügen tendenziell über eine gute Balance zwischen elektrischer Reichweite, Energieverbrauch und Emissionen.
Schwere Fahrzeuge benötigen mehr Energie pro Kilometer. Bei Plug‑in‑Hybriden verstärkt das zusätzliche Gewicht von Batterie und Antrieb diesen Effekt und kann dazu führen, dass sich der Verbrennungsmotor früher und häufiger zuschaltet. Unter ungünstigen Bedingungen sinkt die elektrische Reichweite deutlich, während Treibstoffverbrauch sowie CO2- und Schadstoffemissionen ansteigen. Auch sehr große Batterien entfalten ihren Vorteil nur dann, wenn sie regelmäßig geladen werden und die Fahrprofile zur elektrischen Reichweite passen – gleichzeitig erhöht ihr zusätzliches Gewicht dauerhaft den Energiebedarf.
Utility Faktor spielt zentrale Rolle
Bei der Typprüfung von Plug-in-Hybriden spielt der sogenannte „Utility Factor“ eine zentrale Rolle. Er ist ein Mass für den elektrisch zurückgelegten Anteil und liegt bei PHEV-Fahrzeugen bei 70 bis 85 Prozent. Bisher stützte sich die EU bei ihrer Berechnung auf ältere Pendlerdaten aus den USA. Reale europäische OBFCM-Fahrdaten zeigten jedoch, dass Plug‑in‑Hybride im Alltag deutlich weniger elektrisch gefahren werden. Deshalb wurde die Berechnungsmethodik für den europäischen Utility Factor 2025 ein erstes Mal angepasst. Dies soll ab 2027 erneut geschehen.
Die Empa‑Forscher untersuchten, ob diese europäischen Annahmen auch für die Schweiz passen. Dazu berechneten sie erstmals den elektrischen Fahranteil auf Basis der nationalen Mobilitätsdaten aus dem Mikrozensus Mobilität und Verkehr. Die typischen Tagesfahrstrecken wurden mit den Emissions‑ und Energieverbrauchsdaten der auf dem Rollenprüfstand untersuchten Plug‑in‑Hybride verknüpft und zusätzlich mit realen Verbrauchsdaten abgeglichen.
Das Ergebnis: Ein für die Schweiz angepasster Utility Factor, also der statistisch elektrisch gefahrene Anteil, würde tendenziell höher ausfallen als der europäische, da hierzulande im Durchschnitt kürzere Strecken zurückgelegt werden und der Anteil an Firmenfahrzeugen – die in Europa stark vertreten sind und noch seltener geladen werden als private Plugin-Hybride – deutlich geringer ist. Allerdings bestehen ohne reale Daten zum Ladeverhalten weiterhin Unsicherheiten, so Elser: „Wir haben beispielsweise angenommen, dass alle Nutzer ihr Fahrzeug jeden Abend laden.“
Realitätsnahe Nutzungsfaktoren sind zentral
Die Studien sprechen insgesamt für länderspezifische und möglichst realitätsnahe Utility Factors. Denn der in den Zulassungsrichtlinien vorgegebene elektrische Fahranteil beeinflusst die offiziellen Werte für Treibstoffverbrauch, Strombedarf und Emissionen erheblich. Zu konservative Annahmen könnten jedoch dazu führen, dass PHEVs regulatorisch an Attraktivität verlieren.
„Es wäre schade, wenn diese Technologie allein aufgrund methodischer Annahmen an Bedeutung verlieren würde“, sagt Elser. „Für viele, die heute noch nicht in der Lage oder Willens sind für ein reines Elektroauto, kann ein regelmäßig geladener Plug‑in‑Hybrid deutlich besser sein als ein reiner Verbrenner.“ Entscheidend sei, dass Plug‑in‑Hybride korrekt genutzt und ihr tatsächlicher elektrischer Fahranteil im Alltag gezielt gefördert werde – etwa durch verlässliche Ladeinfrastruktur zu Hause und am Arbeitsplatz, klare Vorgaben für Ladefähigkeit in Flotten sowie Anreizsysteme, die Stromnutzung gegenüber Treibstoff begünstigen.
(Mit Ergänzungen und Aktualisierungen von Franz Rother)