Plug‑in‑Hybride erfreuen sich grosser Beliebtheit. Sie bilden quasi das Bindeglied zwischen klassischem Verbrenner und der Elektromobilität — ohne Angst vor begrenzeten Reichweiten und häufigen und zeitraubenden Ladezeiten. Aber: Plug‑in‑Hybride verbrauchen oft mehr als offiziell angegeben. Eine Empa-Studie zeigt nun die Gründe dafür: Ob die Fahrzeuge ihren Umweltvorteil im Alltagsgebrauch tatsächlich ausspielen können, hängt stark von der Nutzung, den Umgebungstemperaturen und dem Fahrzeugdesign ab. Besonders regelmässiges Laden, das Fahrverhalten und Fahrzeugeigenschaften wie Gewicht spielen dabei eine entscheidende Rolle.
Der richtige Einsatz will bedacht sein
Fahrzeuge mit Plug‑in‑Hybrid-Antrieb 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 den vom Bundesamt für Umwelt (BAFU) geförderten Empa-Studien stark vom Einsatz – und insbesondere vom Ladeverhalten – ab. «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 Empa. Entscheidend ist 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 Plug‑in‑Hybriden 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 OBFCM-Daten zeigen, dass die realen Treibstoffverbräuche deutlich über den offiziellen Typprüfwerten liegen. «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.
Um diese Lücke zu schliessen, untersuchten die Empa-Forschenden 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.
Der sogenannte «Utility Factor» spielt eine 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 Plugin-Hybrid-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‑Forschenden 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 Nutzerinnen und 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 Plug‑in‑Hybride 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.
Die Empa ist das interdisziplinäre Forschungsinstitut des ETH-Bereichs für Materialwissenschaften und Technologie. Als Brücke zwischen Forschung und praktischer Anwendung erarbeitet sie Lösungen für die vorrangigen Herausforderungen der Industrie und schafft die wissenschaftlichen Grundlagen für eine nachhaltige Entwicklung unserer Gesellschaft. Als Institution des ETH-Bereichs ist die Empa in all ihren Tätigkeiten der Exzellenz verpflichtet.
Empa — Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology
