Brennstoffzelle + Elektromotor Technologischer Durchbruch ( Seite 6)

Mit Wasser in die Zukunft
30.03.2011, 11:58 UhrWeniger Gewicht, mehr Platz, höhere Reichweite: Die Brennstoffzelle könnte Elektroautos gefährlich werden - theoretisch.

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Artikel ausdruckenArtikel versendenSocial BookmarkingArtikelembeddenvon Gerd Zimmermann und Creditreform Bereits 2009 wurde die erste öffentliche Wasserstoff-Tankstelle für Brennstoffzellenfahrzeuge in Baden-Württemberg eröffnet. Die Großserie lässt aber noch auf sich warten.
Quelle: dpa
Berlin. Berlin West, Heerstraße, Total Tankstelle: Das Einfädeln in den vorbeibrausenden Verkehr ist nur mit einem scharfen Spurt zu schaffen. Trotz kräftigem Tritt auf das Gaspedal heult der Motor des knapp zwei Tonnen schweren Geländewagens nicht auf. Fast wie ein Sportwagen schießt er nach vorne, lediglich Reifenrollgeräusche und der Fahrtwind sind zu hören. "Das ist die Zukunft und nicht Elektro", sagt Dirk Breuer, bei Toyota Deutschland zuständig für neue Techniken. Für ihn sind rein akkubetriebene Fahrzeuge eine Zwischenstation auf dem Weg ins Zeitalter der Brennstoffzelle: Wasser- und Sauerstoff werden im Automobil so zusammengeführt, dass elektrischer Strom entsteht, der in den für den Antrieb zuständigen Elektromotor fließt. Aus dem Auspuff kommt nur Wasserdampf.


Und: Autos mit Wasserstoff kämen mit einer Tankfüllung bis zu sechsmal weiter als E-Fahrzeuge, so Breuer. Damit eigne sich diese Antriebstechnik endlich auch für Transporter, schwere Brummis und Busse, also generell für den Überlandverkehr - wegen der größeren Reichweite sowie des geringen Platz- und Gewichtsbedarfs des Energiespeichers. "Überhaupt erfüllen Wasserstoffmobile alle heutigen Fahr-, Nutzungs- und Komfortansprüche, die für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor gelten", fasst der Toyota-Ingenieur zusammen.


Wer in Berlin mit dabei war, ist geneigt das zu glauben: Dem japanischen Off-Roader "Highlander FCHV-adv" ist die neuartige Vortriebslösung nicht anzusehen. Im Gegenteil: Außenmaße, Platzverhältnisse im Innenraum und Zuladung gleichen dem Modell mit Benziner oder Diesel. Ebenso die Reichweite von rund 600 Kilometern sowie die Tankzeit von zirka drei Minuten. 2015 soll der Brennstoffzellenwagen auf den hiesigen Markt kommen.


2015 serienreif?


Auch Christian Mohrdieck, Leiter Brennstoffzellen- und Batterieantriebsentwicklung bei Daimler, freut sich auf 2015: "Dann sind die Brennstoffzellenfahrzeuge auf dem Niveau der heutigen Hybridfahrzeuge und bei vergleichbarer Leistung kostengünstiger als Batteriefahrzeuge." Dabei verweist er auf die Lösung F-Cell von Mercedes und auf Ergebnisse der Clean Energy Partnership (CEP), zu deren Mitgliedern neben Daimler und Toyota auch BMW, Volkswagen, Ford, General Motors, Shell und Total gehören. Das gemeinsame Ziel: In vier Jahren sollen Wasserstoffautos serienreif und bezahlbar sein - und an 1.000 Wasserstofftankstellen auftanken können. Derzeit allerdings gibt es im Bundesgebiet gerade einmal 31 Tankstationen, darunter die Total in der Berliner Heerstrasse, die größte. Mehr als zwei Millionen Euro sind für eine Zapfeinrichtung der Zukunft zu veranschlagen, eine herkömmliche Anlage kostet knapp die Hälfte.
Hybridtechnik überzeugt


Trotz dieses finanziellen Handicaps zeigt sich Veit Steinle, Abteilungsleiter im Bundesverkehrsministerium, zuversichtlich: "2020 werden wir ein ausreichendes Versorgungsnetz für 500.000 zugelassene Fahrzeuge mit Brennstoffzelle haben." Ähnlich optimistisch äußern sich Detlef Stolten, Leiter des Instituts für Brennstoffzellenforschung im Forschungszentrum Jülich, und Johannes Töpfer, Vorsitzender des Deutschen Wasserstoff- und Brennstoffzellenverbands (DWV). Den Massenmarkt sehen sie allerdings nicht vor 2030.


EU-Ziel: 135 Gramm


Für Burkhard Göschel, Ex-BMW-Vorstand und nun Mitglied im Lenkungsausschuss der Nationalen Plattform Elektromobilität, sind solche Aussagen derzeit "wenig hilfreich". Er ist überzeugt, dass viele Großstädte alsbald weitere Einfahrbeschränkungen für Gefährte mit Verbrennungsmotor erlassen werden. Schärfere Umweltauflagen seien dann schnellstens nur mit den "heute schon verfügbaren" E-Lösungen erfüllbar. Elektro wäre ebenso die rasch verfügbare und marktkonforme Lösung, um den CO2-Flottenausstoß - also den zusammengefassten, durchschnittlichen Abgaswert aller Kfz-Modelle eines Herstellers - zu reduzieren.


Ihn will die EU-Kommission bis 2020 stufenweise auf 135 Gramm pro Kilometer senken. Wird die Vorgabe nicht erreicht, drohen Strafzahlungen. Dazu kommt, dass bei der anstehenden Reform der Besteuerung von Dienstwagen eine CO2-abhängige Staffelung zum Tagen kommen soll: je weniger Ausstoß, desto weniger Steuern.


Göschel lässt kein Zweifel daran, dass Kraftfahrzeuge speziell in Ballungsräumen aus Umweltgründen künftig entweder vollständig oder wenigstens kurze Strecken elektrisch fahren können müssen. "Wenn konventionell angetriebene Fahrzeuge künftige Schadstoffgrenzen schaffen sollen, kommen wir um eine Elektrifizierung des Antriebsstrangs nicht herum", meint gleichfalls Ralf Wolk, Marketingleiter bei der Leasinggesellschaft Arval.


Reichweite optimieren

Mercedes-Benz verdeutlicht anhand der Konzeptstudie "F-Cell" die Funktionsweise des Brennstoffzellensystems.
Quelle: dpa/dpaweb

Dabei rechnet Wolk in der Mehrzahl allerdings nicht mit rein elektrischen Antrieben, sondern eher mit Hybridmobilen. Das sei im Vergleich zur kompletten E-Lösung nämlich deutlich kostengünstiger. Allein schon, weil der teuere Energiespeicher kleiner ausfallen kann. Und dank der Plugin-Technik sollen die Unterhaltskosten nochmals purzeln. Das Sparprinzip: Ist der Akku leer, übernimmt der Verbrennungsmotor den Antrieb, die Batterie kann mit Strom aus der Haushaltssteckdose geladen werden. Die Vorreiterrolle spielt Toyota, der neue Plug-in-Prius, in Japan bereits unterwegs, kommt 2012 auf den deutschen Markt.


Eine andere Lösung baut auf Reichweitenverlängerung mit Hilfe eines herkömmlichen Motors. Das Kraftstoffaggregat, in der Branche gern als Range Extender bezeichnet, produziert während der Fahrt Strom, der für das E-Triebwerk und somit für das Vorankommen benötigt wird. Derzeit hält Opel hier die Fahne hoch. Im kommenden Jahr wollen die Rüsselsheimer mit dieser Technik das Modell Ampera auf den Markt bringen, schon jetzt läuft die Werbekampagne auf Hochtouren. Cornel Stan, Professor an der Hochschule Zwickau mit Fachgebiet Alternative Antriebsysteme, ist sich sicher, dass Opel alsbald Gesellschaft bekommen wird. Er erwartet eine große Vielfalt an Range Extendern - darunter überraschende Lösungen wie die Rückkehr des Wankelmotors, den Audi derzeit als Range Extender testet.


Daimler testet schon


Und Daimler, ganz von der Brennstoffzelle und ihren Vorteilen überzeugt, testet zur Zeit eine Konfiguration, bei der kein Verbrennungsmotor die Batterie auflädt, sondern eine Brennstoffzelle. Beispielsweise im Hydro Smart, der damit eine Reichweite von rund 250 Kilometern schafft - bei umgerechnet 1,5 Litern Spritverbrauch auf 100 Kilometer. "Die Verbindung Elektroauto und Brennstoffzelle kann unsere Mobilität ein weiteres Mal revolutionieren", ist Daimler-Vorstandmitglied Thomas Weber überzeugt. "Die Entwicklung alternativer Antriebskonzepte bis zur Serienreife stellt die größte Herausforderung der kommenden Jahre dar", lässt sich der Verantwortliche für die Konzernforschung und Mercedes-Benz Cars Entwicklung gern zitieren.


So sieht es auch Matthias Wissmann, Präsident des Verbands der Automobilindustrie (VDA). Für ihn ist bei Hybrid, Elektro und Brennstoffzelle "noch lange nicht aller Tage Abend". Um das vorhandene Potenzial besser auszuschöpfen und in Serie umsetzen zu können, investierten deutsche Autoproduzenten bis 2015 über zwölf Milliarden Euro. Dem TÜV Rheinland entsprechend wäre da das Augenmerk besonders auf die Verbesserung der Reichweite zu legen. Möglichst viele Kilometer mit möglichst wenig Energie abzuspulen, das habe bei beruflichen und privaten Autofahrern die höchste Priorität. Der Aktionsradius bei rein akkubetriebenen Wagen sollte mindestens 300 Kilometer umfassen. Zwei von drei Autolenkern möchten keine Abstriche am heutigen Fahrkomfort machen.


Chancen für Hybrid-Diesel


Solche Wünsche deuten laut Thomas Bauch, Geschäftsführer von Peugeot Deutschland, allesamt in Richtung Diesel-Full-Hybrid: "Bisher gibt es nur Hybridlösungen mit Benzinmotoren, wir werden weltweit der erste Hersteller sein, der eine Kombination von Diesel- und Elektromotor auf den Markt bringt", trommelt er. Die bekannte Sparsamkeit eines Selbstzünders und die hohe Umweltfreundlichkeit eines E-Aggregats seien in dem neuen Modell erfolgreich vereint. Auch Volvo hat für 2012 einen Hybrid-Diesel angekündigt.


Für die Unternehmensberater von McKinsey liegen die Hersteller damit genau richtig: Bis 2030 sollen zwei von drei Neuwagen mit einem Elektroantrieb ausgerüstet sein. 35 Prozent der Neuzulassungen seien Benzin- oder Diesel-Hybridfahrzeuge, bei weiteren 16 Prozent helfe ein Verbrennungsmotor beim Aufladen der Batterie. Lediglich 15 Prozent entfallen auf rein batterie- und wasserstoffbetriebene Autos.