Bei den deutschen Autoherstellern steht als Fortbewegungsmittel der Zukunft momentan zwar noch das Batterieauto im Zentrum der Aufmerksamkeit, seit ein paar Wochen hört man aber immer öfter auch das Wort „Wasserstoff-“ beziehungsweise „Brennstoffzellenauto“. Es werden immer mehr Studien durchgeführt, die der einen oder anderen Antriebsform den Daumen nach oben geben. Dabei fällt sehr schnell auf, das eine Großzahl plötzlich eine Lanze für die Brennstoffzelle bricht und die Vorteile gegenüber dem Batterieantrieb in den Vordergrund stellt. Schaut man sich diese Studien aber mal genauer an, fällt ebenfalls auf, dass sie – auch wenn sie von unabhängigen Instituten durchgeführt werden – im Auftrag von Vertretern des einen oder anderen Lagers in Auftrag gegeben wurden.

Was ist nun aber wirklich Sache? Ist die Batterie besser oder die Brennstoffzelle? Ist die Batterie umweltfreundlicher oder die Brennstoffzelle? Wo liegt die Zukunft der Mobilität, bei der Batterie oder der Brennstoffzelle? Oder etwa bei beiden? Innovation Origins geht diesen Fragen in einer kleinen Serie nach.

© Toyota

Japan und China bauen auf Wasserstoff

Die Hersteller investieren Unsummen in die (Weiter)-Entwicklung der E-Autos, dabei aber in erster Linie in solche mit Batterien. Dabei gibt es auch Stimmen, die behaupten, diese Investitionen seien unnötig, da man unsere aktuellen Autos, egal ob Benzin oder Diesel, im Grunde von jetzt auf gleich auf Elektroantrieb mit Brennstoffzelle umrüsten könnte. Die einzigen Unterschiede zum Antrieb mit Verbrennungsmotor wären, dass das Auto geräuschlos wäre und man nicht mehr Liter sondern Kilo tankt. Wenn man eine Wasserstofftankstelle findet. Aber dazu später mehr. Im Vergleich mit einem Batterie-betriebenen Auto, das die gleiche Reichweite und Motorleistung hat, würde die Brennstoffvariante außerdem rund 500 Kilogramm weniger wiegen.

Während die Europäer bei Elektroautos noch zum größten Teil auf eine Bestückung mit Batterien setzen, geht man in Japan und China vermehrt einen anderen Weg. Toyota bewirbt sein 113 kW (154 PS) starkes Brennstoffzellenauto Mirai als „Auto der Zukunft“. In China wird Wasserstoff momentan noch hauptsächlich für LKWs, Busse und Lieferwagen in Betracht gezogen, aber auch im PKW-Bereich will man im Land des Roten Drachens den Wasserstoffmotor vorantreiben und bis zum Jahr 2030 insgesamt eine Million Wasserstoffautos auf den Straßen haben.

Bei ihrer Wasserstoff-Offensive haben die Chinesen jedoch einen entscheidenden Vorteil gegenüber Ländern wie Deutschland. Ebenso wie in Japan und auch Korea wird der Brennstoffzellenantrieb von der Regierung gefördert. In Deutschland gibt es zwar auch Hersteller von Brennstoffzellen, diejenigen, die auch für PKWs produzieren, kann man aber an seinen zehn Fingern abzählen.

©Daimler

Daimler kombiniert

Einen eigenen Weg will Daimler bei seiner Sprinter-Reihe gehen. Neben dem e-Sprinter stellte das Unternehmen schon im vergangenen Jahr auf der IAA Nutzfahrzeuge in Hannover den Conzept Sprinter F-Cell vor. Das Reisemobil verfügt über einen 147 kW Brennstoffzellenantrieb und die im Unterboden verbauten Wasserstofftanks bieten je nach Konfiguration eine Reichweite von bis zu 500 Kilometern. Zusätzlich gibt es eine kleine, extern aufladbare Batterie, die Energie für bis zu 30 weitere Kilometer liefern soll. Laut Daimler ist der H2-Sprinter „ein Entwurf für einen langstreckentauglichen alternativen Antrieb, wie er bspw. in Wohnmobilen, aber auch Kurierfahrzeugen und Kleinbussen zum Einsatz kommen könnte.“

„Wir bieten künftig jede gewerbliche Baureihe mit einem Elektroantrieb an – beginnend in diesem Jahr mit dem eVito und in 2019 mit dem eSprinter“, erklärte Volker Mornhinweg, Leiter Mercedes-Benz Vans. „Damit decken wir bereits viele, aber nicht alle Einsatzzwecke mit einem lokal emissionsfreien Antrieb ab. Deshalb ergänzen wir unsere [email protected] um den Brennstoffzellenantrieb, der gerade im Langstreckenbetrieb mittelfristig große Chancen bietet – unabhängig davon, ob ein Brennstoffzellen-Fahrzeug als Reisemobil oder bei anderen gewerblichen Einsätzen genutzt wird.“

Das Potenzial dieser Technik sei unbestritten, betonte er. „Das gilt vor allem für vergleichsweise große Vans mit einem hohen Reichweitenbedarf und kurzen Betankungszeiten. Unsere Analysen belegen, dass die Brennstoffzelle bei verschiedenen Anwendungsfällen im gewerblichen, wie privaten Bereich eine sinnvolle Erweiterung des Antriebsportfolios sein kann. Einen Ausblick auf die Möglichkeiten dieser Zukunft zeigt der Concept Sprinter F-CELL schon heute.“

© BMW

Audi und BMW ziehen nach

Audi ist eine Kooperation mit dem südkoreanischen Hersteller Hyundai eingegangen, um die „Entwicklung der Brennstoffzellen-Technologie voranzutreiben“. Diese Zusammenarbeit soll auch den wechselseitigen Tausch von Patenten und Zugang zu nicht wettbewerbsrelevanten Bauteilen einschließen. „Die Brennstoffzelle ist die konsequenteste Form des elektrischen Fahrens und damit ein starkes Asset in unserem Technologie-Portfolio für die emissionsfreie Premium-Mobilität von morgen“, sagte Peter Mertens, Vorstand Technische Entwicklung der AUDI AG. „Dabei bündeln wir unsere Kräfte mit starken Partnern wie Hyundai. Denn für den Durchbruch dieser nachhaltigen Technologie sind Kooperationen der richtige Weg, um technologischen Vorsprung bei attraktiven Kostenstrukturen zu erreichen.“ Für den Anfang haben beiden Unternehmen eine Kleinserie von Oberklasse-SUV mit Wasserstoffantrieb geplant.

BMW arbeitet schon seit 2011 mit Toyota auf dem Hybrid-Sektor zusammen und will 2025 gemeinsam mit den Japanern einen X5 mit Brennstoffzelle herausbringen. Für die Münchner Autobauer ist es der zweite Anlauf, mit Wasserstoffautos Erfolg zu haben. Vor zehn Jahren beendeten sie den Versuch mit auf Wasserstoff umgerüsteten V12-Motoren aus dem 760i. „Wir arbeiten an einer Kleinserie von X5-Modellen, die mit Wasserstoff betankt werden“, sagte BMW Entwicklungsvorstand Klaus Fröhlich vor ein paar Wochen am Rande einer Veranstaltung. „Wir bringen diese Technologie – zusammen mit Toyota – bis 2025 an den Punkt, wo man sie massentauglich und kosteneffizient auf den Markt bringen kann. Wir sprechen nicht so viel darüber, aber wir arbeiten daran.“

© Bosch

Schwere Batterien

Bei dem Vorstoß, Brennstoffzellen populärer zu machen, spielt sicher auch das Thema Gewicht eine Rolle, selbst wenn nicht alle Batterien gleich mehrere Tonnen wiegen. Laut unseren Kollegen von electrive.net wiegen nämlich die Batterien eines Überlandbusses von BYD mit einer Reichweite von 300 bis 400 km Reichweite alleine fast 3 Tonnen. Leichtgewichte sind aber auch die Batterie-getriebenen Elektro-Oberklasseautos nicht. Der Mercedes EQC, der erste rein elektrische, batteriebetriebene SUV von Daimler, der ab Oktober 2019 ausgeliefert werden soll, bringt stolze 2,5 Tonnen auf die Waage. Sein Bruder mit Benzinmotor wiegt ganze 650 Kilogramm weniger. Der Jaguar I-Pace überschreitet mit 2.208 Kilogramm Leergewicht ebenfalls die zwei-Tonnen-Marke. Der der BMW iX3 wiegt 2.490 Kilogramm, ebenso viel wie der Audi e.tron Quattro, dessen Batterie 700 Kilogramm wiegt.

Wie viel Gewicht man durch Brennstoffzellen einsparen kann, zeigt Mercedes mit dem GLC F-CELL, der bei gleicher Reichweite 370 Kilogramm weniger wiegt als der EQC. Wie das Reisemobil Sprinter F-Cell kombiniert auch der SUV Brennstoffzellen- und Batterietechnik zu einem Plug-in-Hybrid: Neben Wasserstoff wird die rein elektrische Variante des beliebten SUV auch Strom „tanken“. Dabei produzieren die 4,4 kg Wasserstoff an Bord genügend Energie für eine Reichweite von bis zu 478 Kilometern im Hybridmodus. Die große Lithium-Ionen-Batterie liefert bis zu 51 Kilometern.

Es scheint also so, als ob sich die Frage Batterie ODER Wasserstoff vielleicht gar nicht stellt. Im nächsten Teil unserer Serie werden wir einen genaueren Blick auf die Batterien, bzw. Brennstoffzellen und deren Reichweiten und Umweltfreundlichkeit werfen.

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