Brennstoffzellentechnik Auf dem Weg in die Wirklichkeit

Beim Auto der Zukunft schaut alle Welt auf den Hybridantrieb. Doch die Brennstoffzelle ist noch nicht abgehakt. Im Gegenteil: Fortschritte bei der Entwicklung machen die "kalte Verbrennung" von Wasserstoff endlich greifbar.

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Angekündigt wird die Brennstoffzelle schon seit Jahren. Doch über einige kleine Flotten von Forschungsfahrzeugen ist die "kalte Verbrennung" von Wasserstoff, mit der im Auto frei von Schadstoffen der Strom für einen Elektromotor gewonnen wird, noch nicht hinausgekommen. Zwar steht derzeit der Hybridantrieb im Mittelpunkt des Interesses, doch den Brennstoffzellen-Entwicklern sind zuletzt deutliche Fortschritte bei Format, Leistung und Temperaturbeständigkeit gelungen. Der Weg in die Wirklichkeit für diese Technik wird gangbarer. Mercedes-Forschungsvorstand Thomas Weber wagt sogar eine konkrete Zeitangabe und kündigt die Marktreife der Technologie für "2012 bis 2015" an.

Ford Focus FCEV: Die komplexe Brennstoffzellentechnik passt längst in den normalen Motorraum
Jürgen Pander

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Dabei schließen sich das Engagement für den Hybridantrieb und die Brennstoffzelle nicht aus. Die Kombination von Verbrennungs- und Elektromotor scheint allenfalls eine Brückentechnologie, weil für Prius & Co. noch fossile und damit endliche Kraftstoffe benötigt werden. "Langfristig gilt für uns die Brennstoffzelle nach wie vor als aussichtsreiche Lösung", sagt Mercedes-Chef Dieter Zetsche. Nur mit ihr, so die vorherrschende Meinung, kann sich die mobile Gesellschaft irgendwann vom Mineralöl lösen - zumindest wenn der Wasserstoff in Zukunft zum Beispiel mit Solarenergie hergestellt wird und der Preis für den Antrieb auf ein bezahlbares Niveau fällt.

Der neue Optimismus und die feste Zeitangabe fußt bei Mercedes vor allem auf dem vor wenigen Wochen in Tokio enthüllten Forschungsfahrzeug F600 Hy-Genius, in dem bereits die neue Generation der Brennstoffzelle steckt. Sie ist nach Webers Angaben nicht nur 40 Prozent kleiner als die bisherigen Aggregate, sondern nimmt zudem 16 Prozent weniger Energie auf, gibt aber dafür 30 Prozent mehr Leistung ab. Weil überschüssiger Strom wie bei einem Hybridauto in einer Batterie zwischengespeichert wird, stehen bei Bedarf eine Leistung von 115 PS (85 kW) und ein Drehmoment von 350 Newtonmeter zur Verfügung.

Nissan rechnet erst in 20 Jahren mit der Serienreife

Ähnliche Fortschritte machen Honda und Nissan. Honda bringt beim jüngsten Prototypen die Brennstoffzelle im Mitteltunnel unter dem Wagenboden unter. Und die Renault-Schwester Nissan, die mit dem Geländewagen X-Trail experimentiert, hat den Platzbedarf mehr als halbiert und zudem einen neuen Wasserstoff-Speicher entwickelt, der bei gleichem Format 35 Prozent mehr Treibstoff fasst. Damit steigt die Reichweite der Forschungsautos von 350 auf alltagstaugliche 500 Kilometer. Das sollen bald auch die ersten Flottenkunden in einem Pilotprojekt testen. Den Optimismus von Mercedes teilt Nissan trotzdem nicht: Die Japaner rechnen mit mindestens 20 Jahren, ehe ein Auto mit Brennstoffzellenantrieb beim Händler steht.

Toyota entwickelt um die Brennstoffzelle herum offensichtlich ein neues Antriebskonzept. So haben die Japaner zur Tokio Motor Show die Studie Fine-X entworfen, die gleich von vier Elektromotoren angetrieben wird. Sie sind direkt in den Radnaben montiert, können einzeln angesteuert werden und machen das Fahrzeug damit besonders agil und wendig. Zusammen mit der Allradlenkung kann der Van deshalb quasi auf der Stelle wenden.

Doch nicht nur wer Ende Oktober mit einer neuen Studie nach Tokio gekommen ist, macht Fortschritte bei der Brennstoffzelle. Denn es forschen - teilweise kaum im Blickfeld der Öffentlichkeit - fast alle Hersteller an diesem Antriebskonzept. So stromert längst auch ein Opel Zafira mit Wasserstoff im Tank durch Europa, im Forschungszentrum Aachen trimmt Ford den Focus auf die Zukunft, und auch in Wolfsburg laufen längst entsprechende Prototypen. Dabei haben die Konzerne, ähnlich wie bei der Hybrid-Technologie, schon vor Jahren Kooperationen geschmiedet, durch die Kosten geteilt und Stückzahlen erhöht werden sollen. So arbeitet etwa General Motors zusammen mit Toyota, und DaimlerChrysler kooperiert mit Ford. Nur BMW geht einen eigenen Weg und verbrennt den Wasserstoff direkt im umgebauten Otto-Motor.

Passanten überhören das geräuschlose Fahrzeug

Dass die Brennstoffzelle unter halbwegs realistischen Alltagsbedingungen schon ganz ordentlich funktioniert, haben die Entwickler mit zahlreichen Pilotprojekten bereits beweisen. So fahren im Rahmen der Clean Energy Partnership seit etwa einem Jahr ein gutes Dutzend Erprobungsträger von Mercedes, Ford und General Motors mit dem Antrieb der Zukunft durch Berlin. Den Zafira HydroGen3 hat Opel dafür an Servicetechniker von Ikea übergeben, die damit zu ihren Hausbesuchen starten. Und die drei Brennstoffzellen-Focus von Ford sind für die Berliner Verkehrsbetriebe und den Paketdienst von Hermes unterwegs. "Die bisherigen Erfahrungen sind allesamt positiv", sagt Ford-Sprecher Isfried Hennen, "die Kurierfahrer sind mit den Autos voll zufrieden." Allerdings mussten sie sich laut Hennen erst einmal an die ungewöhnliche Wasserstoffbetankung und das beinahe geräuschlose Fahren gewöhnen. "Wenn die Passanten das Auto nicht hören, muss man an den Kreuzungen noch mehr aufpassen", zitiert Hennen aus den Erfahrungen der Probanden.

Während vor einem flächendeckenden Einsatz im Individualverkehr neben dem Preis auch noch Fragen der Infrastruktur geklärt werden müssen, kommt die Brennstoffzelle im öffentlichen Nahverkehr schon besser voran. In einem Linienbus haben die Entwickler nicht nur mehr Platz für die Antriebseinheit, auch die Tank- und Serviceintervalle sind leichter planbar. Mercedes etwa hat schon seit zwei Jahren eine Flotte von 30 Stadtbussen mit Brennstoffzellenantrieb in Städten wie Amsterdam, Barcelona, Hamburg, London, Luxemburg, Madrid oder Stuttgart auf der Straße. Drei weitere Busse sind in Reykjavik und im australischen Perth unterwegs. "Mittlerweile verzeichnen diese 33 Busse zusammen eine Laufleistung von mehr als ein Million Kilometer rund 70.000 Betriebsstunden - eine Fahrleistung, die alle bisherigen Projekte weit übertrifft", sagt Sprecherin Elke Bodderas.

Die Busse hätten "die Zuverlässigkeit und Robustheit des Brennstoffzellen-Antriebs in unterschiedlichsten Klimazonen und Topographien überzeugend bewiesen", lobt Herbert Kohler, der die Forschungsdirektion Fahrzeugaufbau und Antrieb in Stuttgart leitet. "Sie trotzen der Winterkälte Reykjaviks oder Stockholms. Sie fahren durch die Hitze Madrids. Sie bewähren sich auf flachem Terrain ebenso wie bei Steigungen von bis zu acht Prozent in Porto oder Stuttgart."

Wasserstoff-Kraftwerk im Vorgarten

Wenn es nach den Entwicklern der Automobilindustrie geht, wird die Brennstoffzelle eines Fahrzeuges allerdings nicht nur auf der Straße eingesetzt. Vielmehr machen die Forscher derzeit die Garage zur Energiezentrale und versorgen vom Auto aus das ganze Haus. So liefert der Hy-Genius mit 66 kW elektrischer Leistung genügend Energie für eine kleine Reihenhauszeile. Und Honda hat eine Heimtankstelle entwickelt, die vor der Haustür das Erdgas der Stadtwerke in Wasserstoff für das Auto umwandelt und dabei noch Strom und warmes Wasser für den Haushalt liefert.

Allerdings könnte demnächst ein Exot den renommierten Autoherstellern aus Europa, USA und Japan den Rang ablaufen. Denn in Großbritannien hat die Regierung jetzt ein Projekt gestartet, in dem der Sportwagenhersteller Morgan gemeinsam mit zwei Universitäten und einigen anderen britischen Firmen ebenfalls ein Brennstoffzellen-Fahrzeug entwickeln soll. Geplant ist eine umweltpolitisch korrekte Ausgabe des Sportwagens Morgan Aero Eight, dem dann 32 statt 286 PS reichen sollen. Zielvorgabe für die Jungefernfahrt ist 2008.



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