Stoffwechsel in Sicht?

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Los Angeles (USA), 25. November 2014 – Dem batterieelektrischen Auto könnte, bevor es sich auf dem Markt durchsetzen kann, die Luft ausgehen, denn zahlreiche Hersteller treiben derzeit die Entwicklung der Brennstoffzelle voran. Ob das aus ökologischer Sicht wirklich sinnvoll ist, scheint mehr als fraglich, solange die spannende Frage der „sauberen“ Herstellung von Wasserstoff nicht gelöst ist. Ungeachtet dessen standen auch auf der Messe in L.A. einige Studie mit Brennstoffzelle. Wir konnten in einem VW Passat und einem Audi A7 den gar nicht mal so neuen Antrieb ausprobieren.

Volkswagen erprobt noch

Beim von uns gefahrenen Passat handelt es sich um die US-Ausgabe des Mittelklassewagens. Und so fährt sich dessen Wasserstoff-Version auch: Sehr leise, aber eher gemütlich. Seinen Antriebsstrang teilt sich der Wagen mit der Studie Golf Variant HyMotion. Das bedeutet: Vier im Fahrzeugboden angebrachte Wasserstofftanks mit 700 bar Druck, deren Inhalt für rund 480 Kilometer reichen soll. Die Antriebsleistung beträgt 100 kW. Im Fall des Golf kommt noch eine kleine Lithium-Ionen-Batterie für die Rekuperation und als Booster für maximale Beschleunigung dazu. Die erfolgt in zehn Sekunden aus dem Stand auf 100 km/h, die Spitze liegt bei Tempo 160. Konstruktive Basis des Golf ist der modulare Querbaukasten (MQB). Den E-Antrieb hat VW dem e-Golf entliehen, die Batterie vom Jetta Hybrid. Erprobt wird die Technik derzeit auf den Straßen Kaliforniens.

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Ziemlich seriennah soll die Wasserstoff-Studie eines VW Golf HyMotion sein.

Abwarten

Und das dürfte noch einige Zeit so bleiben: Die Technik habe man im Griff, so ein VW-Sprecher vor Ort. Aber erst einmal werden Wettbewerb und Marktentwicklung beobachtet, was nichts anderes heißt als: Wie viele Mirai wird Toyota absetzen können? Wer kauft sich Wasserstoff-Autos? Privatleute oder Flottenkunden? Und vor allem: Wie entwickeln sich das Tankstellennetz und die stromintensive Herstellung des Wasserstoffs? Nicht zuletzt scheiden sich die Geister noch am Preis des Autos.

Doch auch die Vorteile der Technik sind nicht von der Hand zu weisen: Man fährt elektrisch, hat aber eine deutlich größere Reichweite und muss nicht Stunden an der Steckdose warten. Selbstverständlich möbelt der geringe CO2-Ausstoß von Wasserstoff-Fahrzeugen auch die Öko-Bilanz der Hersteller auf.

Die Art und Menge des Stroms, die zur Herstellung des Sprits draufgeht, spielt zumindest für den Flottenverbrauch keine Rolle, was nachhaltig denkende Menschen wohl kaum überzeugen wird. Solange sich am deutschen Strommix, der pro produzierter Kilowattstunde etwa 560 Gramm Kohlendioxid bedeutet, nichts dramatisch ändert, muss die energieintensive Herstellung von Wasserstoff kritisch gesehen werden. Das Argument, dafür nur regenerative Energie zu verwenden, verpufft, denn die lässt sich an anderer Stelle sinnvoller nutzen.

Audi: Serienfahrzeug erst 2025

Skeptisch sind auch die Entwickler von Audi: Realistisch sei eine Marktreife um das Jahr 2025 herum. Dabei wirkt der Audi A7 h-tron, den ich in Los Angeles um den Block lenken darf, durchaus seriennah. Im Unterschied zum VW-Konzept treiben hier zwei Elektromotoren alle vier Räder an. Zusätzlich zur Brennstoffzelle kann die Batterie im Heck per Steckdose aufgeladen werden. Das soll für bis zu 50 Kilometer Reichweite sorgen. Im Wasserstoff-Betrieb sind es mehr als 500 Kilometer, ein Kilogramm H2 soll für 100 Kilometer reichen.

Insgesamt bringt es dieser A7 auf 170 kW, was für ein flottes Vorankommen reicht: 7,9 Sekunden auf Tempo 100 verspricht Audi. Die Brennstoffzelle ist im Vorderwagen montiert, ein Kaltstart soll bis minus 28 Grad Celsius möglich sein. Da in der Abgasanlage nur Wasserdampf entsteht, besteht sie aus Kunststoff. Der Wirkungsgrad ist mit bis zu 60 Prozent deutlich höher als bei den besten aktuellen Dieselmotoren, die auf etwa 45 Prozent kommen. Was aber nur die halbe Wahrheit ist, denn vom Wirkungsgrad der Kombination aus Akku und Elektromotor, die bei fast allen E-Fahrzeugen bei über 95 Prozent liegt, bleibt dieser Antrieb meilenweit entfernt.

Die Zelle selbst besteht aus mehr als 300 kleineren Zellen. Kern einer jeden Einzelzelle ist eine Membran aus einem Polymer-Kunststoff. An beiden Seiten der Membran befindet sich ein Katalysator.

Japan als Vorreiter?

Wie schon 1997 beim Prius mit Hybridantrieb stellt Toyota jetzt mit dem Mirai die Konkurrenz vor scheinbar vollendete Tatsachen. Schon ab dem 15. Dezember 2014 soll das 1850 Kilogramm und 4,89 Meter lange Wasserstoffauto in Japan verkauft werden. Seine weiteren Eckdaten: 113 kW Leistung, 9,6 Sekunden auf 100 km/h, Spitze 178 und rund 480 Kilometer Reichweite. Dazu kommt aber auch ein Preis von 78.540 Euro, der wahrscheinlich intern durch Toyota auch noch subventioniert wird. In Europa sollen die ersten Fahrzeuge ab September 2015 verleast werden. Genauso macht es Hyundai schon seit einiger Zeit mit der Wasserstoff-Version des ix35, dessen Preis auf diese Weise etwas kaschiert wird.

So mancher denkt beim Thema Wasserstoff an die leichte Entzündbarkeit und die Bilder des brennenden Luftschiffs „Hindenburg“. Aber Toyota versucht zu beruhigen: Die aus drei Schichten kohlefaserverstärkten Kunststofftanks speichern den Wasserstoff bei einem Druck von 700 bar. Sollte trotzdem einmal etwas austreten, schicken Sensoren eine Warnung ins Cockpit und schalten automatisch den Wasserstoffzufluss ab. Ohnehin würden alle Leitungen und Tanks außerhalb der Fahrzeugkabine liegen, so dass sich austretender Wasserstoff direkt verflüchtigt.

Honda: 2016 kommt ein echtes Serienmodell

Auch Honda ist beim Thema Wasserstoff fleißig: 2007 wurde der FCX Clarity in Kleinserie gebaut, um in den USA und Japan verleast zu werden. Bis Ende März 2016 soll ein „echtes“ Serienmodell eines Brennstoffzellen-Autos in Japan auf den Markt kommen, später auch in andere Teile der Welt. Trotz verkleinertem Stack soll die Leistungsdichte erhöht worden sein und die Leistung mehr als 100 kW betragen. Das bislang als Studie namens FCV Concept gezeigte Auto soll eine Reichweite von 700 Kilometern bieten. Der gesamte Antriebsstrang einschließlich der Brennstoffzelle soll komplett im Motorraum Platz finden.

Wo stehen die anderen Hersteller? Mercedes hatte zwar noch 2011 erste Serienfahrzeuge für 2014 angekündigt. Nun plant man laut Herbert Kohler, Leiter der Daimler-Konzernforschung, „von 2017 an wettbewerbsfähige Brennstoffzellenfahrzeuge in den Markt zu bringen.“ Dazu forscht man in einer Allianz mit Nissan und Ford. Nach vielversprechenden Studien in den 2000er-Jahren setzte BMW zunächst auf das „Project i“, aus dem die Modelle i3 und i8 hervorgingen. Doch nun arbeitet man gemeinsam mit Toyota am „Project h“, aber erst 2021 soll der erste BMW mit Brennstoffzelle in Serie gehen. Alle scheinen darauf zu warten, dass sich die Rahmenbedingungen hinsichtlich des Strommixes ändern.

Wer liefert zuerst

Tanken ist derzeit ein weiteres Probleme der Brennstoffzelle: Autohersteller, Mineralölkonzerne und Gasproduzenten schieben sich untereinander den schwarzen Peter zu: Keine passenden Autos = keine Tankstellen respektive: keine passenden Tankstellen = keine Autos. Derzeit gibt es in Deutschland 30 Wasserstoff-Tankstellen, von denen 15 öffentlich sind. Bis Ende 2015 sollen 13 neue Standorte hinzukommen. Darauf haben sich jüngst Daimler, Linde sowie Total, OMV, Avia und Hoyer geeinigt. Und es wird höchste Zeit: Für das Jahr 2018 wird mit deutlich über zehntausend Brennstoffzellen-Fahrzeugen auf europäischen Straßen gerechnet, unter anderem auch Busse. Deshalb gibt es einen Aktionsplan, um mit Wasserstoff jeden Ort in Deutschland erreichen zu können. Bis 2023 soll das Tankstellennetz auf rund 400 Stationen wachsen.

(imp)