Der ix35 Fuel Cell von Hyundai Hyundai Motor Deutschland GmbH
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Umweltbewusste Technologien

Der Stoff, aus dem die Träume sind

Brennstoffzelle und Wasserstoff erleben eine Renaissance – immer mehr Hersteller setzen auf die umweltbewusste Technologie. Doch hat sie wirklich eine Chance?

04. August 2016

Fast lautlos gleitet der Toyota Mirai durch den zähen Stadtverkehr. Auch beim Beschleunigen hört man kein dröhnendes Motorengeräusch, sondern lediglich das leise Surren des Elektromotors und das Rauschen der einströmenden Luft. Alles ist ruhig und komfortabel im neuen Vorzeige-Modell des japanischen Herstellers. Jetzt geht es auf die Autobahn. Nach einem Druck auf die „Power Mode“-Taste ist das Auto gerüstet für die Überholspur. Zwar bricht man mit einer Höchstgeschwindigkeit von 178 km/h keinen Geschwindigkeitsrekord, flotte Überholmanöver sind dank der ansatzlosen Beschleunigung aber kein Problem. Eigentlich ist also alles normal – und doch ist der Mirai ein Auto, das viele für die Zukunft halten.

Die Energie zum Antrieb des 155 PS starken Elektromotors bezieht die 4,89 Meter lange Limousine nämlich nicht aus der Steckdose, sondern aus einer Brennstoffzelle. Darin wird durch die chemische Umsetzung von Wasserstoff und Sauerstoff Energie gewonnen, die anschließend den E-Motor antreibt. Das Besondere an dieser Technik: Aus dem Auspuff des Mirai entweicht nichts außer Wasser, das als Dampf aufsteigt. Pro Tankfüllung fährt der Wagen rund 500 Kilometer weit. Zum Vergleich: Die durchschnittliche Reichweite aktueller Elektrofahrzeuge liegt bei etwa 210 Kilometern pro Ladevorgang. Gelagert wird der Wasserstoff in zwei Tanks, die zusammen etwa fünf Kilogramm fassen. Der größte Vorteil des Mirai ist – neben der Reichweite – der Tankvorgang selbst. Während batteriebetriebene E-Autos mindestens 30 Minuten und an der Ladestation stehen müssen, dauert das Befüllen mit Wasserstoff gerade einmal drei Minuten. Auf 100 Kilometern verbraucht der Mirai etwa 0,76 Kilogramm Wasserstoff, die derzeit rund 7,60 Euro kosten.

Wasserstoff wird als „neues Öl“ gefeiert

Toyota setzt nun also auf Wasserstoff – nachdem der Hersteller schon mit dem Hybrid-Fahrzeug Prius den Elektroantrieb salonfähig machte. Doch hat die Technologie eine Chance? Zwar investierten BMW und Daimler Milliarden in die Technologie und versprachen serienreife Modelle. Daimler-Chef Dieter Zetsche feierte den Wasserstoff noch im Jahr 2013 als „das neue Öl“. Doch auf serienreife Modelle aus Deutschland wartet man bis heute. Es sind derzeit die asiatischen Autobauer, die der Wasserstoff-Technik wieder neuen Schwung geben.

Der südkoreanische Hersteller Hyundai hat mit dem ix35 Fuel Cell ebenfalls ein Wasserstoffauto im Angebot. Mit einer angegebenen Reichweite von 594 Kilometern, einer Leistung von 136 PS und einer Höchstgeschwindigkeit von 160 Stundenkilometern kann es mit dem Mirai mithalten. Honda wiederum zeigte auf der Motorshow in Tokio 2015 das Wasserstoff-Modell Clarity, dessen Reichweite mit 700 Kilometern beziffert wird. In der ersten Jahreshälfte 2016 soll es erst in Japan auf den Markt kommen und später auch in den Export gehen. Dabei sei es gelungen, das Volumen der Brennstoffzelle um rund ein Drittel zu reduzieren, heißt es bei Honda. „Das ganze Antriebspaket wiegt so viel wie ein V6-Motor und braucht nicht mehr Platz“, sagt der deutsche Honda-Manager Thomas Brachmann.

Auch europäische Hersteller setzen auf Wasserstoff

Und nun entdecken offenbar auch die europäischen Hersteller die Wasserstoff-Technik erneut für sich. Daimler, Ford und Nissan haben sich zu einer Allianz zusammengeschlossen, um die Entwicklung umweltschonender Brennstoffzellen für Elektroautos gemeinsam voranzutreiben. Ab 2017 sollen dann Brennstoffzellen-Fahrzeuge in größerer Stückzahl produziert werden. Und nachdem BMW das Wasserstoff-Modell Hydrogen 7 vor einigen Jahren eingestellt hat, versucht es der bayerische Autobauer nun erneut. „Die Kombination aus Brennstoffzelle und Wasserstoff könnte ab 2020 eine denkbare Antriebsform sein“, sagt Entwicklungsvorstand Klaus Fröhlich. Auch der VW-Konzern intensiviert seine Forschung wieder. So hat Audi auf der Detroit Motor Show 2016 mit der Studie 
h-tron gezeigt, dass man auch in Ingolstadt an der Wasserstoff-Technik arbeitet.

Dabei können Daimler, Audi, BMW und Co. auch von kleineren Herstellern lernen. Denn wohin die Zukunft gehen könnte, zeigte jüngst die Firma Riversimple. Der walisische Autobauer präsentierte mit dem Wasserstoffauto Rasa ein Modell, das sich jeder leisten können soll. Die ersten 20 Exemplare gehen noch in diesem Jahr auf die Straße, 2018 soll dann die Serienproduktion anlaufen.

Damit sich die Wasserstoff-Technik schon bald im breiten Markt durchsetzt, hat Riversimple ein Leasing-Modell entwickelt: Der Nutzer zahlt eine monatliche Gebühr, welche die Kosten zur Nutzung des Autos, den Treibstoff, die Wartung und die Versicherung abdeckt. Dieses Konzept ist zwar nicht neu, doch bei Riversimple soll der Preis den Unterschied machen. So kalkuliert das Unternehmen mit einer monatlichen Gebühr von etwa 650 Euro. Dafür spart man sich den Anschaffungspreis und den Wertverlust des Autos.

Der 3,70 Meter lange Zweisitzer wiegt dank Bauteilen aus kohlefaserverstärktem Kunststoff gerade mal 520 Kilogramm. Das Monocoque aus Karbon allein wiegt nur 40 Kilogramm. Die Reichweite des Rasa liegt bei 480 Kilometern. Optisch ist das Gefährt für ein Wasserstoffauto recht ungewöhnlich: Während die Unterbringung der komplexen Wasserstoff-Technik andere Hersteller zu optischen Spagaten mit beispielsweise einer wuchtigen und breiten Karosserie zwingt, wartet der Rasa mit runden, fließenden Linien auf. Der Blickfang sind die Flügeltüren, die den Einstieg in das Auto ermöglichen.

Bekanntes Manko: Das Tankstellennetz ist zu weitmaschig

Damit die Technologie auch in weiteren Vorzeigeprojekten vorankommt, werden in Europa laut Bundeswirtschaftsministerium bis zum Jahr 2020 rund 650 Millionen Euro Fördergelder für die Wasserstoff-Technik bereitgestellt. Das deutsche Wasserstoff-Tankstellen-Netz soll von derzeit knapp 40 auf 400 Stationen im Jahr 2023 ausgebaut werden. Für eine flächendeckende Versorgung wären allerdings rund 1.000 Tankstellen nötig. Bleibt auch die Frage nach der Herkunft des Wasserstoffs. Wirklich nachhaltig ist die Brennstoffzellen-Technik nur dann, wenn für die Wasserstoff-Erzeugung ausschließlich regenerative Energiequellen genutzt werden. Auch die Kosten der für die Brennstoffzelle nötigen Komponenten, beispielsweise des in der Brennstoffzelle eingesetzten Edelmetalls Platin, sind noch sehr hoch. Eine Feinunze Platin, also 31,1 Gramm, kostet derzeit etwa 1.000 Euro. Hersteller benötigen pro Brennstoffzellenantrieb zwischen 30 und 40 Gramm des seltenen Metalls, für das es derzeit noch keinen Ersatz gibt.

Das macht Wasserstoffautos nicht gerade zum Schnäppchen. Bei einem Kaufpreis von 78.540 Euro oder einer Leasingrate von 1.219 Euro monatlich ist zum Beispiel auch der Mirai nicht gerade massenkompatibel. „Bis zum Durchbruch von Brennstoffzellen-Fahrzeugen werden noch zehn, 20 oder vielleicht sogar noch mehr Jahre vergehen“, sagt Mirai-Chefingenieur Yoshikazu Tanaka. „Es wird ein langer Weg werden. Im Dienste der Zukunft ist er jedoch unausweichlich.“

Toyota plant daher auch langfristig – und hatte damit bereits beim Hybrid-Modell Prius Erfolg. Auch das wurde bei seiner Premiere 1997 noch belächelt, läuft aber inzwischen in der dritten Generation vom Band. Insgesamt hat Toyota bis heute über acht Millionen Hybridfahrzeuge weltweit verkauft. Daher rechnet bei Toyota wohl auch kaum einer damit, dass der Mirai in kürzester Zeit ein Verkaufserfolg wird. Das zeigen schon die kommunizierten geplanten Stückzahlen. So sollen dieses Jahr 700, im nächsten Jahr 3.000 und erst 2020 rund 30.000 Brennstoffzellen jährlich produziert werden. „Wir brauchen so viele Wettbewerber wie möglich, um die Technik voranzubringen. Es sind alle herzlich willkommen“, richtet sich Tanaka an die Automobilbranche.

Dass die neue Technologie schon heute funktioniert, zeigt der Praxistest mit dem Mirai. Auf der Testfahrt geht es zwar an keiner Wasserstoff-Tankstelle vorbei – zum Glück hat der Hersteller den Wagen zuvor vollgetankt. Doch der Name Mirai ist gut gewählt – übersetzt heißt das innovative Fahrzeug „Zukunft“. Angekommen am Ziel, wird die H2O-Taste gedrückt, die das Freiblasen des Systems aktiviert. Am Heck des Autos stößt eine Dampffontäne empor, und dazu plätschert reinstes Wasser auf den Asphalt. Die umstehenden Passanten staunen nicht schlecht. Die Zukunft hat bereits begonnen.

Mobility World by M Plan 2016/02

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