Brennstoffzellen-Technik Saubermann am Horizont

Lange sah es so aus, als bliebe die Brennstoffzelle auf ewig ein Traum der Automobil-Entwickler. Zwar sind noch Fragen offen, doch ändert das nichts an der neuen Zuversicht von Mercedes, VW & Co: Bereits in wenigen Jahren soll die Hoffnungstechnik serienreif sein.


Brennstoffzellen-Autos tanken Wasserstoff - wo der herkommen und wie man ihn verteilen soll, weiß noch niemand genau. Dennoch: Die Brennstoffzelle kommt allmählich in Fahrt. Nachdem es um das rollende Elektrizitätswerk für das Auto der Zukunft ziemlich ruhig geworden war, schaffte es die Technik zuletzt beim Shanghaier Ökoauto-Wettbewerb Challenge Bibendum wieder ins Rampenlicht.

Zum einen liege das an der Nachrichtenlage, sagen Marktbeobachter. "Die Hybridwelle ist durch, die Autos sind fertig und das Thema deshalb fast schon wieder abgehakt", argumentiert ein Entwickler. Zum anderen ist es dem technischen Fortschritt zu verdanken, der mittlerweile erzielt wurde. "Die Leistungsdichte ist größer geworden und das Kaltstartverhalten besser", fasst ein GM-Ingenieur die Erfolge beim jüngsten Generationswechsel zusammen. Die Brennstoffzelle im Chevrolet Equinox ist beispielsweise kleiner und trotzdem stärker als die des Vorgängersystems im Opel Zafira. Die Rechweite ist größer, die Zelle funktioniert bei tieferen Minusgraden, und genau wie bei einem Hybrid-Auto kann der Antrieb nun auch Bremsenergie zurückgewinnen und speichern.

Ähnliche Erfolge melden die Entwickler von Ford, Mercedes oder Honda - die Marktreife der Technik scheint also näher zu rücken. So verleasen die Japaner demnächst in Kalifornien eine erste Kleinserie, und Mercedes-Forschungschef Herbert Kohler sieht nach fast vier Millionen erfolgreichen Testkilometern die Zeit gekommen, um die Brennstoffzelle "aus dem Labor heraus- und in die Fabrik hineinzuholen." Ab 2010 werde deshalb in der B-Klasse unter Serienbedingungen eine neue Brennstoffzellen-Kleinserie aufgebaut. Und spätestens ein, zwei Generationen danach werde die Technik endgültig ihre Marktreife erreichen.

Zu einem starken Streiter für die Brennstoffzelle hat sich in den letzten Jahren auch VW gemausert. Denn Motorenchef Wolfgang Steiger glaubt fest an eine zunehmende Elektrifizierung des Antriebs und hält Hybridfahrzeuge lediglich für einen Zwischenschritt. "Schließlich reicht deren Batterie heute allenfalls für drei, vier Kilometer elektrischen Betrieb", sekundiert VW-Entwickler Sören Stobbe. Mit der Brennstoffzelle dagegen fährt ein Auto ausschließlich mit Strom und stößt dabei als einziges Abgas Wasserdampf aus. "Wenn diese Technik einmal funktioniert und die Infrastruktur steht, hat zumindest der Vollhybrid vielleicht schon bald wieder ausgedient", heißt es deshalb bei einigen Entwicklern.

In Erwartung der Hochtemperatur-Brennstoffzelle

Während die Konkurrenten allesamt mit der sogenannten Niedrig-Temperatur-Brennstoffzellen arbeiten, forscht VW mit Hochdruck an einer alternativen Technik: In der Wunschvorstellung der Niedersachsen arbeitet die Brennstoffzelle bei deutlich höheren Temperaturen, was die Befeuchtung unnötig und die Kühlung einfacher macht. Deshalb ist dieses System kompakter, effizienter und vor allem preiswerter. Die Lösung verspricht zwar viele Vorteile, ist aber noch nicht ausgereift. Erst Ende nächsten Jahres rechnet Steiger mit einem fertigen Antriebssystem und im Jahr darauf dann mit einem fahrfähigen Auto.

Weil VW so lange nicht mehr warten will und man die Systemarchitektur auch mit der zweitbesten Technologie optimieren kann, stellte die Marke bei der Challenge Bibendum in Shanghai einen Tiguan HyMotion vor. Das erste saubere SUV aus Wolfsburg hat ein Niedrigtemperatur-Kraftwerk mit 80 kW Leistung, speichert den Strom für den 136 PS starken Elektromotor, kann zurückgewonnene Bremsenergie in einer Lithium-Ionen-Batterie speichern und muss trotz der üppigen Technik keine Platzeinbußen hinnehmen: Die Brennstoffzelle passt unter die Motorhaube, die Wasserstofftanks unter den Rücksitz und die Batterie unter den Kofferraumboden.

Strom speichern oder Strom erzeugen?

Ganz so stark muss die Brennstoffzelle allerdings gar nicht immer sein, sagt Steiger und verweist auf den parallel zum Tiguan vorgestellten Space Up! Blue, bei dem die Wolfsburger bereits eine Hochtemperatur-Zelle eingebaut haben. Anders als im Geländewagen ist die Batterie dort nicht nur Speicher und Puffer für Stromspitzen, sondern das eigentliche Kraftwerk. Und die Brennstoffzelle laut Steiger nur eine Art aktiver Ersatzkanister. Wenn gerade keine Steckdose zum Laden der Batterie verfügbar ist, kann das bordeigene Kraftwerk die Reichweite mit den 3,3 Kilogramm Wasserstoff aus den Unterbodentanks um 250 Kilometer steigern. Ob die Hauptlast des Antriebs nun auf der Lithium-Ionen-Batterie oder der Zelle liegt, hängt für Steiger vor allem vom Einsatzzweck des Fahrzeugs ab – und vom technischen Fortschritt. "Was zuerst fertig ist, wird wohl das Rennen machen", bringt ein Ingenieur die Abwägung zwischen Stromspeicher und Stromkraftwerk auf den Punkt.

Dass mit dem möglichen Siegeszug der Stromer das Ende des Verbrennungsmotors besiegelt ist, glaubt in Shanghai allerdings keiner. Mit den richtigen Kraftstoffen betrieben und der richtigen Technik von den Emissionen befreit "ist der auch in 50 Jahren noch bei der Challenge Bibendum mit dabei", sagt VW-Forscher Steiger.



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