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Ist Wasserstoff der Kraftstoff der Zukunft?: 10 Fakten zum Brennstoffzellen-Antrieb

Eine Handvoll Automodelle mit Brennstoffzellenantrieb sind bis Ende des Jahres verfügbar, doch für Flottenbetreiber stellen sich viele Fragen. Zeit für eine Bestandsaufnahme.

Was ist das Prinzip?

Grundsätzlich braucht man Wasserstoff. Wird Wasserstoff mit Sauerstoff im richtigen Verhältnis gemischt, entsteht Knallgas. Ein Funke genügt und das Gemisch reagiert chemisch. Dabei wird Energie als Wärme freigesetzt. Bei einem Brennstoffzellenauto wird diese Energie in einer Membran in elektrischen Strom umgewandelt. Dieser treibt dann einen Elektromotor an. Das Auto fährt also elektrisch, obwohl es H2 tankt.

Welches sind die Vor- und Nachteile gegenüber Batterie-Elektroautos?

Die Reichweite ist höher als bei batteriebetriebenen Elektroautos. Außerdem sind die Betankungszeiten viel kürzer. Wasserstofftankanlagen für Pkw arbeiten mit einem Druck von 700 bar, ein Brennstoffzellen-Pkw lässt sich in etwa der gleichen Zeit betanken wie ein Verbrenner. Allerdings sind noch keine Kleinwagen mit Brennstoffzellentechnik verfügbar und ein Tankstellennetz ist erst in Planung. Zudem sind Brennstoffzellenfahrzeuge noch deutlich teurer als vergleichbare Plug-in-Stromer.

Wie groß sind die Ressourcen?

Wasserstoff ist das am häufigsten vorkommende chemische Element und wird in der Regel als Nebenprodukt hergestellt, vor allem bei der Verarbeitung (Dampfreformierung) von Erdgas. Mit dem, was heute schon gewonnen wird, könnten in Deutschland nach Angaben des Gas­konzerns Linde 750.000 Fahrzeuge betrieben werden. Wasserstoff aber lässt sich auch durch eine strombasierte Elektrolyse herstellen. Würde der Strom dazu mithilfe von Energie aus Sonne, Wind oder Wasserkraft gewonnen, gäbe es theoretisch keine Ressourcenbegrenzung.

Welche Autos gibt es bei uns?

In Deutschland werden derzeit der Toyota Mirai sowie der Hyundai ix35 angeboten. Im Herbst soll die Brennstoffzellenvariante des Mercedes GLC kommen, als Plug-in-Hybride, der neben einer Brennstoffzelle eine aufladbare Batterie an Bord hat. Honda zeigte auf dem Genfer Salon im März den Clarity Fuel Cell, nannte aber noch keinen  Marktstart. Toyota wird auf der IAA im September eine aktualisierte Version des Mirai präsentieren. 2018 will Hyundai ein neues Modell bringen. BMW geht wohl spätestens 2021 mit einem Brennstoffzellenauto an den Start.

Wie groß ist der weltweite Markt?

Von einem echten Markt zu sprechen, ist noch verfrüht. Ende 2016 gab es weltweit 210 Wasserstofftankstellen, etwa 2.500 wasserstoffbetriebene Kraftfahrzeuge waren zugelassen. Die Hälfte der Autos fährt in den USA, davon wiederum 90 Prozent in Kalifornien. Jeweils ein Viertel entfallen auf Europa und Asien. Das größte Interesse für die Technik zeigen ÖPNV-Anbieter und Busbetreiber.

Wie sieht die Infrastruktur aus?

Derzeit gibt es in Deutschland erst rund 30 Tankstellen. In anderen europäischen Ländern sieht es nicht besser aus. Deshalb haben Anfang des Jahres 13 Weltunternehmen eine Initiative gegründet, die Wasserstoff als zentrale Lösung der Energiewende etablieren will. Mit dabei: Daimler, BMW, Toyota, Hyundai, Honda und Kawasaki als Fahrzeughersteller. Hinzu kommen Shell, Total, Linde, Air Liquide, Alstom, Engie und Anglo American. Die Unter­nehmen kündigten an, ihre entsprechenden Investitionen von derzeit zusammen 1,4 Milliarden Euro jährlich deutlich auszubauen.

Was wird gefördert?

Der Bund hat im März ein neues Förderprogramm (NIP II) gestartet, um den Markt anzukurbeln. Einen Förderschwerpunkt bilden Lösungen für Brennstoffzellenfahrzeuge im ÖPNV und in gewerblichen Fahrzeugflotten mit mindestens drei Fahrzeugen. Bewerben können sich Städte, Gemeinden und private Investoren. Zur Verfügung stehen bis 2019 rund 250 Millionen Euro. Förderfähig sind Fahrzeuge sowie die dazugehörige Betankungsinfrastruktur, aber auch Elektrolyseanlagen zur Erzeugung von Wasserstoff.

Worin liegt der Hauptnutzen?

Als "Abgas" fällt nur reines Wasser an. Eine aktuelle Studie, die der Mineralölkonzern Shell zusammen mit dem Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie erstellte, bescheinigt Brennstoffzellen-Pkw bei entsprechender Marktdurchdringung eine gewal­tigen Beitrag zur Umweltentlastung. Sollten bis 2050 etwa 113 Millionen Autos mit dieser Technik fahren, ließen sich 200 Millionen Tonnen CO2-Emissionen einsparen, da bis zu 68 Millionen Tonnen weniger Kraftstoff verbrannt würden.

Was kann die Brennstoffzelle noch?

Mobilität ist nur ein Teilbereich der Anwendungsszenarien. Im Gebäudesektor etwa werden Brennstoffzellensysteme heute schon zahlreich eingesetzt. Federführend ist hier Japan. Mehr als 200.000 etwa kühlschrankgroße Mikro-KWK-Systeme (Kraft-Wärme-Kopplung) mit Brennstoffzellen sind dort im Einsatz und liefern Haushalten Wärme und Strom.

Mit dem Toyota Mirai nach Oslo und zurück

Wie praxistauglich sind Brennstoffzellenautos? Um das herauszufin­den, fuhr FIRMENAUTO-Chefredakteur Hanno Boblenz mit einem Toyota Mirai von Stuttgart nach Oslo und zurück. Fazit nach 3.150 elek­trisch gefahrenen Kilometern: Technik top, Ladeinfrastruktur geht so. Das Auto lief wie am Schnürchen. Rund 400 Kilometer schafft man mit einer Tankfüllung und das Tanken dauert nur ein paar Minuten. Doch das löchrige Tankstellennetz erfordert sehr genaue Planung, auch was das Bezahlen angeht. Hier muss noch viel passieren. Alles über die Tour unter www.firmenauto.de/mirai.

Autor

Foto

bob

Datum

11. April 2017
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