Die stille Revolution

Veröffentlicht am 23.10.2020 in Kategorie: fahren
Die stille Revolution

Womit können wir in Zukunft fahren, ohne die Städte zu verpesten und das Klima zu zerstören? Jedenfalls nicht mit Verbrennungsmotoren. Möglicher Ersatz: die Brennstoffzelle – ein kleines, mit Wasserstoff betriebenes Kraftwerk im Auto, das einen Elektromotor mit Strom versorgt. Abgasemissionen: null.

DER SAAL IM Palace Cinema in Brisbane, Australien, war im Mai 2014 bis auf den letzten Platz besetzt. Auf dem Programm stand aber kein Blockbuster, gezeigt wurde eine technologische Entwicklung der japanischen Automarke Honda. Was das Publikum angelockt hatte, war freilich etwas anderes: die vollmundige Ankündigung, dass man Autoabga- se trinken könne. Neben jedem Sitz standen zwei Wasserflaschen, gefüllt mit dem, was beim Honda FCV Clarity aus dem Auspuff kommt.

Der Sinn der Aktion: Bewusstsein beim Endverbraucher zu schaffen für eine prickelnde Idee, die schon seit Jahrzehnten durch die Forschungs- abteilungen der Autoindustrie geistert. Es geht dabei um nichts Geringeres als den Ersatz des seit der Erfindung des Automobils gängigen, mit Benzin oder Diesel betriebenen Verbrennungsmotors durch eine Technik, die dessen gravierendsten Nachteil eliminiert: die Abgase.

Das Zauberwort heißt: Brennstoffzelle. Im Prinzip ist das ein kleines Kraftwerk, das durch die Zusammenführung von Wasserstoff aus dem Tank und dem Sauerstoff der Luft Strom erzeugt, der einen Elektromotor und damit das Auto antreibt – ein Prozess, bei dem am Ende als Abfallprodukt nur eines bleibt: pures, klares Wasser.

Vorreiter in Sachen Wasserstoff im Tank war BMW. 2006 stellten die Münchner die weltweit erste mit Wasserstoff betriebene Luxuslimousine vor – den BMW Hydrogen 7. Allerdings befeuerte der Wasserstoff in diesem Fall noch einen Zwölfzylinder-Verbrennungsmotor, der sowohl mit Wasserstoff als auch mit Benzin laufen konnte. Bloß: Die Bayern fanden für das Projekt keine Partner; und allein konnte und wollte die Marke das Engagement nicht stemmen. 2009 wurde das Projekt eingestellt, das Modell landete im Museum.

Damit schien auch das Thema Wasserstoff gestorben. Dabei wurde, ohne dass die Öffent- lichkeit oder die Medien davon Notiz nahmen, an vielen Stellschrauben der H2-Technologie emsig weiter geforscht.

Vor einem Bahnhof am Rande der Schwäbischen Alp wartet ein Auto, das direkt der Forschungsabteilung von Daimler Benz kommt, aber keineswegs futuristisch aussieht. Der Mercedes-Benz B-Klasse F-Cell fällt, abgesehen von der Beschriftung, auf dem Parkplatz nicht aus der Reihe. Der Wagen soll demonstrieren, wie ausgereift die Brennstoffzellen-Technik heute bereits ist.

Und so ist die große Überraschung beim Fahren, dass es keine gibt. Der F-Cell hat trotz der stark isolierten 5 Kilo-Wasserstoffflasche genug Kofferraum, bietet reichlich Komfort, und an der Ampel lässt er mit seinem kräftigen Elektromotor, der ansatzlos das volle Drehmoment liefert, jeden Sportwagen arm aussehen.

Allenfalls gewöhnungsbedürftig ist, dass der Motor keine Geräusche macht. Beindruckend. Aber leider technisch nicht ganz so einfach, wie sich das Auto fährt.

20 Jahre forscht Daimler nun schon an Brennstoffzelle und Wasserstoffantrieb. Inzwischen haben es die Schwaben geschafft, die Größe des Systems, das anfangs beim NECAR1 (New Electric Car) vom Motorraum bis in den Unterboden reichte, auf die Größe eines normalen Verbrennungsmotors zu reduzieren.

Die Antriebseinheit ist auf zwei Ebenen angelegt. Obenauf befindet sich die Brennstoffzelle mit Kühlaggregaten, darunter der auf der Vorderachse gelagerte Elektromotor. Der hochfeste Tank – eine Flasche mit fünf Kilo Wasserstoff befindet sich im Kofferraum – muss bei der Betankung minus 40 Grad und einen Druck von bis zu 700 Bar aushalten. Der Tankvorgang selbst ist so simpel wie bei einem Auto mit Verbrennungsmotor und in rund drei Minuten erledigt. Mit den fünf Kilo Wasserstoff im Tank bietet das Auto eine Reichweite von über 500 Kilometer. Und das erklärt auch, was die entscheidenden Vorteile der Brennstoffzellentechnik gegenüber anderen Elektroautos sind: Man muss sie nicht ewig lang aufladen. Und sie haben eine vernünftige Reichweite.

Die Gefahr einer Explosion der Flaschen bei Unfällen hingegen ist durch ausgiebige Tests längst widerlegt. Ebenso verhindern die heute eingesetzten Tanks das unerwünschte Entweichen des Gases.

All das wirkt schon recht serienreif, dennoch befindet sich der Wagen noch in der Testphase. Erst 2017 will Mercedes mit dem B-Klasse F-Cell auf den Markt kommen. Aber dann „mit einem Preis“, so Professor Christian Mohrdieck, bei Daimler Leiter Antriebsentwicklung Brennstoffzellen-Systeme, „den die Leute bezahlen können und den viele Leute bereit sind zu zahlen“.

Was der Forscher meint, zeigt sich bei den Brennstoffzellen-Autos von Hyundai und Toyota. Die beiden fernöstlichen Hersteller sind bereits mit serienreifen Modellen vorgeprescht. Der Mirai von Toyota und der ix35 FCV von Hyundai, beides Mittelklassewagen, kosten die Kleinigkeit von 78.600 (Toyota) und 65.450 Euro (Hyundai).

Aber warum engagiert sich die Autoindustrie überhaupt so intensiv für die BrennstoffzellenTechnologie? Weil sie – zumindest langfristig – bis jetzt die einzige Zukunftsperspektive der gesamten Industrie zu sein scheint. Aus Sorge um das Weltklima hat die EU nämlich zusammen mit den G8Staaten China, Japan, Kanada, Russland und den USA vereinbart, die CO2-Emissionen dramatisch zu senken. Die konkreten Zahlen dazu finden sich im Jahresbericht 2014 der Nationalen Organisation Wasserstoffund Brennstofftechnologie (NOW): bis 2050, heißt es da, wird der nahezu vollständige Ersatz fossiler durch erneuerbare Energien angestrebt. Die Emission von Treibhausgasen soll, verglichen mit den Werten von 1990, bis 2020 um 40 Prozent vermindert werden und bis 2050 um 80 bis 95 Prozent.

Diese ehrgeizigen Ziele können, sagen Schätzungen, nur dann erreicht werden, wenn in spätestens 35 Jahren alternative Antriebe die heutigen Verbrennungsmotoren zu 95 Prozent ersetzt haben. Und die Zeit drängt, denn außer der funktionsfähigen Technik gibt es noch nicht viel. Unter anderem gilt es etwa, Infrastruktur in Form von Wasserstofftankstellen zu schaffen.

Zur Zeit gibt es in Deutschland 19 H2-Tankstellen. Immerhin gibt es bereits einen Zusammenschluss der Unternehmen Air Liquide, Daimler, Linde, OMV, Shell und Total, die mit einem Investitionsvolumen von 350 Millionen Euro bis 2023 in Deutschland ein flächendeckendes Netz mit 400 Wasserstofftankstellen errichten wollen.

„Wasser ist die Kohle der Zukunft“ schrieb Jules Verne schon 1874. Wieder einmal scheint es, als hätte sich der Schriftsteller als Visionär erwiesen.
Denn dass Wasserstoff als Treibstoff der Zukunft gilt, hat auch mit seiner Qualität als Energiespeicher zu tun. In einem größeren Zusammenhang betrachtet, könnte Wasserstoff das Puzzleteilchen sein, das sich perfekt in das visionäre Bild einer nachhaltigen Energiewende fügt. Und die Abhängigkeit der Menschheit von fossilen Brennstoffen beendet.

Das größte Problem bei erneuerbarer Energie wie jener aus Sonne und Wind ist nämlich, dass die Produktion stark schwankt und sich Strom schlecht speichern lässt. Die Idee ist jetzt, mit den Produktionsspitzen Wasserstoff herzustellen. Um damit etwa Autos oder Heizungen zu betreiben. Oder die gespeicherte Energie bei Bedarf wieder in die Stromnetze einzuspeisen. Am Ende hätte man so ein geschlossenes System ohne jede Emission.

Wie so etwas aussehen könnte, zeigt seit Anfang Juli dieses Jahres der Energie-Park Mainz. Das Vorzeigeprojekt der deutschen Energiewende wurde durch die Zusammenarbeit der Linde Group, Siemens, der Stadtwerke Mainz und der Hochschule RheinMain verwirklicht. Das Revolutionäre daran: Zur Gewinnung von Wasserstoff wird hier ausschließlich der Strom aus Windkraftanlagen benutzt. Das heißt, die relativ große Energiemenge, die nötig ist, um Wasser durch Elektrolyse in Wasserstoff und Sauerstoff zu spalten, wird nicht mehr aus fossilen Brennstoffen gewonnen, was die Emissionen ja nur verlagern würde.

Die Anlage kann jährlich 200 Tonnen H2 produzieren – das reicht, um damit rund 2.000 Brennstoffzellen-Autos mit grünem Wasserstoff zu versorgen. Das zeigt aber auch die Dimension der Anstrengung, die in den nächsten Jahrzehnten nötig ist, wenn die stille Revolution wirklich gelingen soll.

Text: Hans-Georg Fischer

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