Elektromobilität : Je größer, desto Brennstoffzelle

Man könnte glauben, der Batterie oder der Brennstoffzelle gehöre die Zukunft als Stromlieferant im Auto. Tatsächlich braucht man beides.
Ein Brennstoffzellen-Fahrzeug an einer Wasserstofftankstelle (Archivbild) © Daimler

Einfach dem Impuls folgen. Ins Auto steigen, wenn die Laune danach ist oder Notwendigkeit für eine Fahrt besteht. Den Schlüssel umdrehen und losfahren. Und wenn der Tank leer ist, kurz mal ran an die Zapfsäule. In einem Rutsch bis nach Südfrankreich. Das ist die Idee des Autos: maximale Flexibilität und Freiheit ohne Einschränkungen. "Das Erdöl hat uns paradiesische Zustände ermöglicht", fasst Werner Tillmetz den Istzustand der Mobilität zusammen.

Für den Wissenschaftler am Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) steht aber fest: Wir werden auch morgen mobil sein, jedoch nicht mehr dank Verbrennungsmotoren, sondern mit Elektrofahrzeugen. Wie deren Motor gespeist wird, scheint dagegen bislang unklar. Kommt der Antriebsstrom aus einer Batterie als Energiespeicher, so wie wir sie von unserem Smartphone kennen? Oder liefert eine bordeigene Brennstoffzelle den Strom aus zuvor getanktem Wasserstoff?

Der französische Autohersteller Renault etwa setzt massiv und ausschließlich auf die Batterie als Energiespeicher. Bis zum Jahresende werden mit dem Kastenwagen Kangoo, der Limousine Fluence, dem luftigen Stadtmobil-Konzept Twizy und dem Kompaktauto Zoe vier Fahrzeuge am Markt sein, die an der Steckdose tanken. Dabei werden ständig wachsende Reichweiten versprochen: Der Zoe soll über 200 Kilometer weit kommen. Und aus der Grundlagenforschung tönen immer wieder Meldungen, nach denen 1.000 Kilometer denkbar sind.

Mit einem auf die ganze Welt geweiteten Blick wird aber offensichtlich, dass sich mehr und mehr Autohersteller zur Brennstoffzelle bekennen. Daimler ist hier in Deutschland führend und kündigt für 2015 ein Serienauto auf Basis der Mercedes B-Klasse an. Im selben Jahr will Toyota ein Fahrzeug mit dieser Antriebstechnik an die Kunden ausliefern. Honda, GM/Opel, Ford und Hyundai sind gleichfalls auf dem Weg zur Wasserstoffmobilität .

Fürs Pendlerfahrzeug genügt die Batterie

Es ist, als wäre ein Konkurrenzkampf zwischen den Stromlieferanten für den Elektromotor ausgebrochen: Batterie versus Brennstoffzelle. Werner Tillmetz vom ZSW widerspricht: Er sieht keine Rivalität zwischen den Konzepten. Er untersucht beide und kennt alle Vor- und Nachteile. Entsprechend differenziert ist seine Einschätzung: "Je größer das Fahrzeug und die erforderliche Reichweite sind, desto eher kommt die Brennstoffzelle zum Einsatz."

Zustimmung erntet er dafür von Christian Mohrdieck, der den Bereich Brennstoffzellen- und Batterie-Antriebsentwicklung bei Daimler leitet. "Die Technologien stehen nicht in Konkurrenz zueinander", bekräftigt Mohrdieck. Vielmehr bestimme der jeweilige Einsatzzweck, ob eine Batterie oder eine wasserstoffbetriebene Brennstoffzelle den Strom für den Elektromotor liefert.

Auf Daimler bezogen bedeutet das: Der Smart Fortwo ist vom Sommer an als electric drive erhältlich. Er ist klein, braucht wenig Energie zum Fahren, und die eher geringe Reichweite ist für fast alle Fahrten dieses Autos, das Verkehrswissenschaftler als Urban Commuter (etwa: städtisches Pendlerfahrzeug) bezeichnen, schlicht irrelevant. Ganz anders sieht das aus, wenn man beim Stuttgarter Autokonzern das andere Ende des Angebotsspektrums betrachtet. Prototypen der elektrischen Daimler-Linienbusse sind – zum Beispiel in Hamburg – seit Jahren im Alltagseinsatz erfolgreich, mit einer Brennstoffzelle als internem Stromlieferanten. "Mit einer Wasserstofftankstelle auf dem entsprechenden Betriebshof ist die Versorgung der Stadtbusse sichergestellt", erklärt Mohrdieck den Feldversuch.

Irgendwo zwischen dem Smart Fortwo und dem Linienbus verläuft die Trennlinie zwischen batterieelektrischem Fahren und Wasserstoffmobilität. Wer ein kleines Kurzstreckenauto braucht und stundenlange Ladezeiten hinnehmen kann, ist mit der Batterie gut versorgt. Wer aber ein Auto nach herkömmlicher Lesart benötigt, kommt an der Brennstoffzelle nicht vorbei. 500 Kilometer am Stück fahren, in drei Minuten auftanken und immer weiter, bis die Ermüdung zum Halt zwingt: Solche automobile Freiheit ohne Grenzen gibt es nur an der Wasserstoff-Zapfsäule.

Kommentare

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Waere es nicht geschickt das Modular aufzubauen

Soll heissen: Das E-Auto besitzt einen kleinen Teil an Batterien welcher immer Notwendig ist und ansonsten ist da eine leere Stelle im Fahrzeug wo Brennstoffzellenantrieb plus Wasserstofftank reinpassen oder eben ne Menge an Akkus (z.B. an der Unterseite des Autos). Beides kann man mieten.

Will man in den Urlaub nach Suedfrankreich, dann faehrt man in die Werkstatt und es kommt der Brennstoffzellenantrieb rein, fuer den Rest des Jahres Akkus. Und die Werkstatt macht Umsatz ueber die Vermietung und den Service.

Doe Brennstoffzelle ist nicht serienreif

Der Autor tut so als waere die Brennstoffzelle schon serienreif.
Das ist aber nicht der Fall, genausowenig wie es Wasserstoff-Tankstellen und adaequate Wasserstoffspeicher (Sorptionsspeicher) gibt.

Zusammengenommen ist das Elektroauto mit geeigneter Akkutechnologie (1000Wh/Kg + 100 Euro/KWh) genausoweit wie der Antrieb mit Brennzelle: ferne Zukunftsmusik.
Diese beiden Technologien sind fruehestens 2025 serienreif, und wer andrese erzaehlt ist nicht redlich oder kennt sich nicht aus.

Re Hier in Hamburg fährt

Brennstoffzellen gibt es schon seit Jahren.
Das sind alles Kleinserien zu astronomischen Preisen.

Serienreif ist die Technologie noch lange nicht. Sie laesst sich nicht zu konkurrenzfaehigen Preisen (wie etwa ein Verbrennungsmotor: 25 Euro/KWh) herstellen.

Auch wenn seit Jahrzehnten der Durchbruch zur Serie in Kuerze verkuendet wird, passiert ist es nicht.
Und auch diese Ankuendigung wird sicher nicht der Durchbruch sein.
Oder warum haben die meisten anderen Autohersteller ihre Serienproduktion um Jahre verschoben ?

Das Erdgasnetz

Wie im Artikel beschrieben ist der Knackpunkt das Erdgasnetz. Langfristig müsste man Power-to-Gas Technologie nutzen. Dabei wird zunächst Wasserstoff durch Brennstoffzellen hergestellt. Jetzt könnte man diesen Wasserstoff sofort nutzen. Dazu muss er natürlich transportiert werden, wozu vorhandene Infrastruktur benutzt werden sollte, also das Erdgasnetz. Es ist meines Wissens schon bis zu 5% Wasserstoff im Erdgasnetz, die Frage ist nur ob mehr geht. Eigentlich ja. Aber man kann nicht Jahr für Jahr um 5% erhöhen, denn dann müssen alle Turbinen, großtechnischen Anlagen etc. ständig Ihre Technik anpassen. Auch hätte man verrechnungstechnische Probleme bei unterschiedlichen Gasmischungen. Das geht nicht. Man muss also auf einmal auf Wasserstoff umstellen, ein neues Netz bauen oder man Methanisiert den Wasserstoff. Dabei kann man gleich CO2 aus anderen industriellen Prozessen nutzen, oder aus der Atmosphäre. Hört sich nicht schlecht an, oder?
Dieses Gas ist nach momentanen Szenarien natürlich viel zu teuer. Aber das ist immer so und wird sich ändern.

Es gibt viele Möglichkeiten der Kombination

Renault verspricht beim Kauf von E-Autos günstige Leihwagentarife wenn man weitere Strecken fahren möchte.
Möglich wären auch Anhänger mit Brennstoffzellen die den Strom bei weiteren Strecken liefern.

Was aber sicher ist: Die Zukunft gehört dem Elektroauto.
Ob der Strom nun aus dem Akku oder der BZ kommt oder einer Kombination davon.

Tankstellen für H2 werden an größeren Windparks entstehen, man kann aber auch H2-Gasnetze (wie das in NL geschieht) zu Tankstellen an vielbefahrene Strassen bringen. Möglich sind übergangsweise auch H2-Tanklaster das schon heute praktiziert wird von Enertrag die das H2 eines Hybridwindkraftwerks per LKW nach Berlin zu einer Tankstelle fahren.
Hyundai wird sein erstes BZ-Auto schon 2013 in Serie bringen. Testfahrten über 2000 km quer durch Europa mit Auftanken an bereits existierenden Tankstellen waren erfolgreich. Mercedes muß aufpassen daß sie nicht noch weiter in Rückstand geraten.

Die Ölpreise können ruhig weiter steigen!