Brennstoffzelle

Audi

Audi revitalisiert die Brennstoffzelle

Audi holt die Brennstoffzelle wieder aus der Schublade. Die Ingolstädter wollen die Entwicklung der Wasserstofftechnologie beschleunigen, wie Konzernchef Bram Schot jetzt berichtete. In diesem Zusammenhang will Audi innerhalb des Volkswagen-Konzerns zum Kompetenzzentrum für Brennstoffzellen werden. Noch im laufenden Jahr wollen die Ingolstädter die Studie eines entsprechenden E-Autos vorstellen, 2021 könnte ein fertiges Modell im Leasing angeboten werden. Zuletzt hatte Audi 2016 die Brennstoffzellentechnik mit einer Fahrzeugstudie öffentlich in den Fokus gestellt.

Mit der Brennstoffzelle würde Audi eine Alternative zur Batterie in der Hinterhand haben. Eventuelle Lieferengpässe oder die Abhängigkeit von asiatischen Zellproduzenten könnten so verringert werden. Die Wasserstofftechnik bietet vor allem im Güterverkehr und für Langstrecken-Pkw gegenüber vergleichbaren Batterien Reichweitenvorteile, auch die Betankung ist schneller erledigt als das Aufladen. Die lange Zeit eher stiefmütterlich behandelte Brennstoffzelle könnte daher in Zukunft doch noch mal einen neuen Schwung erhalten, auch wenn VW-Chef Diess sich kürzlich stark für eine starke Ausrichtung der VW-Zukunftstechnologien in Richtung Elektromobilität ausgesprochen hat.
Erst kürzlich hatte bereits der Stuttgarter Zulieferer Bosch angekündigt, in die Produktion einzusteigen. Spätestens 2022 will der Automobilzulieferer seine gemeinsam mit dem Spezialisten Powercell Sweden entwickelte Technik auf dem Markt haben. Für 2030 erwartet das Stuttgarter Unternehmen einen Brennstoffzellen-Anteil von 20 Prozent bei Elektrofahrzeugen. Bisher gibt es nur sehr wenige Fahrzeuge im deutschen Markt, die mit Wasserstoff betankt werden können. Zudem ist die umweltfreundliche Produktion von Wasserstoff in großem Stil noch ungeklärt.

Eine interessante Entwicklung kommt da vielleicht jetzt aus Japan von Toyota. In seinem japanischen Werk Motomachi hat der Autobauer eine autarke Wasserstofftankstelle namens Simple Fuel in Betrieb genommen. Die Anlage kann dank Solarzellen die Energie selbst erzeugen, die es zu Produktion von Wasserstoff benötigt. Das mit Hilfe erneuerbarer Energie erzeugte Gas stellt die Anlage zur Betankung bereit.

Der Solarstrom wird zur Elektrolyse eingesetzt, die wiederum Wasser in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff aufspaltet. Pro Tag lassen sich so 8,8 Kilogramm Wasserstoff generieren. Diese Menge soll für den Betrieb von sieben bis acht Gabelstaplern mit Brennstoffzellenantrieb reichen. Derzeit sind in Motomachi 22 Wasserstoff-Gabelstapler unterwegs. Toyota will im Rahmen einer Initiative des japanischen Umweltministeriums die Zahl auf 50 Fahrzeuge erhöhen und zudem weitere Simple-Fuel-Tankstellen in Betrieb nehmen.

Für den Alltagsbetrieb von Brennstoffzellenfahrzeugen wie dem Toyota Mirai oder dem Hyundai Nexo wird rund 1 Kilogramm Wasserstoff je 100 Kilometer benötigt.


Mirai for ever

Mirai heißt Zukunft – Wasserstoff ist der Kraftstoff der Zukunft

Wenn man nicht von der Modernität und Aktualität des Wasserstoff-Brennstoffzellenantriebs wüsste, könnte man meinen: Der Toyota Mirai ist schon ein alter Hase. Ist er ja auch tatsächlich. Dieses ungewöhnliche, noch heute serienmäßig erhältliche Auto ist seit 2014 auf dem Weltmarkt und hat nichts von seiner Impulsivität und Innovationskraft verloren. Arrive fuhr das Fahrzeug auf den ausgedehnten Autobahnen Westfalens.

Das Exotische des Fahrzeugs könnte heute eigentlich das Normale umweltfreundlicher Fortbewegung darstellen, wenn – ja wenn – man hierzulande nicht schon damals – also vor 4 Jahren – angefangen hätte, mehr Wasserstofftankstellen in Deutschland zu bauen. Dann, genau dann, würden Fahrzeuge dieses Typs zum aktuellen Straßenbild in Deutschland wie selbstverständlich gehören. Tun sie aber nicht, womit wir genau an des Wurzels Problem sind, das zu beheben, sich die H2mobility, eine Gesellschaft hauptsächlich großer Gas-Konzerne, sich nunmehr auf die Fahnen geschrieben hat. Gerade mal 52 Wasserstofftankstellen zieren die Routen deutscher Automobilisten: Bei einer Testreichweite des Mirai von 434 Kilometern, wäre aber ja bereits fast ausreichend. Wenn nicht, ja wenn es nicht häufiger mal Wartungsarbeiten oder Spülungen der Tankssysteme geben würde.

Für den Nutzer eines solchen Fahrzeugs heißt das dann: Vorher informieren, ob die anvisierte Tankstelle auch tatsächlich in Betrieb ist. Sonst hat man ein Problem, denn einen Reserve-Benzintank (wie bei Erdgas, Autogas oder auch Hybrid) gibt es hier nicht.

Pluspunkt: Das
angenehme Fahrgefühl

Schade eigentlich, denn unser Test mit vollen H2-Flaschen war ein grandioser Feldversuch von dem, was technisch möglich ist – und dazu noch gleichzeitig höchst sinnvoll. Denn der Mirai (das Wort kommt aus dem Japanischen heißt „Zukunft“; Anm. d. Redaktion) nutzt einen Brennstoffzellen-Antrieb, der die Brennstoffzellen-Technologie mit der Hybrid-Technologie kombiniert. Er umfasst eine von Toyota selbst entwickelte Brennstoffzellen-Einheit mit 2 unterflur installierten Hochdruck-Wasserstofftanks, in die rund 5 Kilogramm Wasserstoff passen, und die dort mit 700 Bar hochkomprimiert auf ihren Einsatz warten.
Das hört sich irgendwie gefährlich an, ist es aber nicht, denn Toyota hat sich viele Gedanken um´s Thema Sicherheit gemacht. Der Tank besteht aus einer Kohlefaser-Außenschale. Mechanische Fixierungen und zahlreiche Sensoren sorgen stets für Sicherheit beim Tanken und bei einem möglichen Unfall. Als zentrale Sicherheitsebene ist der Innenraum komplett vom Wasserstoffsystem abgeschottet, um zu verhindern, dass Wasserstoff in den Innenraum eintritt. Das Gas würde sich im Fall eines Lecks vielmehr nach und nach in die Atmosphäre entweichen.

Entscheidend für den Mann am Lenkrad ist aber das Fahrgefühl: Mit ausreichenden 160 PS und einem Drehmoment von 335 Newtonmetern ist erstmal für ordentlich Vortrieb gesorgt. Allerdings ist bei der Beschleunigung von 0 auf 100 Km/h Geduld gefordert. Rund 9,6 Sekunden braucht der Mirai. Für den Durchschnittfahrer reicht das aber allemal aus.
Richtig futuristisch sind die die hellen OLED-Anzeigen, die einem weit vorne die wichtigsten Daten liefern. Digitale Zahlen halten den Fahrer stets über Geschwindigkeit, Wasserstoffstand und vor allem die noch fahrbare Reichweite auf dem Laufenden.
Als Tachometer und Multi-Informationsdisplay kommen dabei 4,2 Zoll große, hoch auflösende Flüssigkristall-Displays zum Einsatz. Hier wird in leicht ablesbarer Form eine breite Palette an Informationen dargestellt. Die anzuzeigenden Daten und Parameter lassen sich aus sechs Tabs auswählen (Fahrinformationen / Bedienoberfläche des Navigationssystems / Bedienoberfläche des Audiosystems / Bedienoberfläche des Fahrsystems / Warnhinweise / Einstellungen).

Auf dem Tachometer wird für uns die Fahrgeschwindigkeit in großen Ziffern angezeigt. Neben dem Standard-Modus bietet ein zweiter Modus die Möglichkeit, eine zusätzliche Nebenanzeige einzublenden, wo sich mit dem Vierfach-Schalter auf dem Lenkrad Informationen des Brennstoffzellensystems abrufen lassen. Dank der Anordnung des Cockpits mittig oben auf der Armaturentafel lassen sich Informationen mühelos ablesen, ohne den Blick des Fahrers vom Verkehrsraum vor dem Fahrzeug abzulenken.
Auffällig während der Fahrt ist ein leises Geräuch, dass wohl im Zusammenhang mit der Arbeit der Brennstoffzelle zu hören ist. Geschaltet wird das Auto übrigens wie ein Automatik-Fahrzeug.

H2-Tankstellen
sind viel zu teuer

Auch die Rückfahrten nach Bielefeld waren angenehm, weil der Fernlicht-Assistent (Automatic High Beam) vom Sensor der Kamera in der Windschutzscheibe gesteuert wurde, der wiederum die Umgebungs-Helligkeit erkennt und für optimale Sicht automatisch das Fernlicht aktiviert. Werden Scheinwerfer oder Rücklichter anderer Fahrzeuge oder Straßenlaternen erkannt, schaltet der Assistent automatisch auf Abblendlicht um.
Bei unseren Pausen auf den Parkplätzen erwiesen sich die elektrisch heranklapp¬baren Außenspiegel als praktisch, die jeweils automatisch beim Verriegeln und Öffnen der Türen automatisch betätigt werden. Smartphones, die zum kabellosen Ladestandard kompatibel sind, lassen sich zuvor ganz einfach durch Ablegen im praktischen Smartphone Lade-Bereich in der Ablage der Mittelkonsole aufladen. Wer die zahlreichen Helfer nun zu schätzen weis, darf dann auch mal einen Brick auf das komfortable, mit viel Leder ausgelegte, Interieur werfen.

An den wenigen superteuren Tankstellen, von denen jede rund eine bis zwei Millionen Euro kostet, dauert der Tankvorgang hingegen etwa so lang wie das Tanken mit Diesel oder Benzin. Der Wasserstoff, der getankt werden muss, wird aber nicht direkt verbrannt, sondern wandert in die Brennstoffzelle, die nichts anderes ist, als ein elektrochemischer Energiewandler, der im Gegensatz zu Batterien aus der chemischen Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff elektrische Energie gewinnt und diese dann für den Vortrieb nutzt. Solange beide Stoffe zusammengebracht werden, produziert die Brennstoffzelle kontinuierlich Strom. Bereits jetzt kommt der große Pluspunkt der Zelle sofort zum Tragen: Sie arbeitet mit einem doppelt so hohen Wirkungsgrad wie ein Benzinmotor. Hinzu kommt der angemessene Preis an den mittlerweile 50 Zapfsäulen in Deutschland. Der beläuft sich auf zirka 9,50 Euro pro Kilogramm, was in etwa dem Preis von konventionellem Benzin entspricht, wenn man das für die gefahrenen Kilometer pro 100 umrechnet.

Auf den Teststrecken zeigt sich der Mirai von seiner angehmsten Seite. Denn wir hören so gut wie keine Windgeräusche, vom Antrieb selbst ist auch fast nichts zu hören. Selbst unebene Straßenbeläge sind für den wilden Japaner kein Problem. Die Federung ist spürbar weich. Wären jetzt nicht die wenigen Tankstellen in Deutschland da, der Mirai könnte eine erstklassige Reiselimousine oder Außendienstlerkutsche sein. Und das angenehmen Gefühl, der Umwelt nur Gutes zu tun, fährt immer mit. Auf unseren Fahrten verbrauchten wir im Schnitt rund ein Kilogramm Wasserstoff pro 100 Kilometer. Die Angaben von Toyota waren da etwas optimistischer. Den Normwert gemäß alter NEFZ-Messung gab der Hersteller seinerzeit mit 0,76 Kilogramm je 100 Kilometer an.

Preis von 80.000
Euro noch zu hoch

Wegen der wenigen Tankstellen und dem hohen Preis von zirka 80.000 Euro wurden bisher weltweit weniger als 4.000 Stück des Japaners verkauft. Nur rund 110 der Fahrzeuge fahren auf europäischen Straßen. Wollen wir also hoffen, dass die bis 2023 zugesagten 400-Wasserstoff-Tankstellen in Deutschland auch tatsächlich aufgestellt sein werden. Und der Preis des Mirai dürfte sich auch gerne noch etwas nach unten bewegen. Dann werden es sicher eines Tages mehr.