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Zukunft der Brennstoffzelle nur in LKW?: Zug ins Nirgendwo

Die unendliche Geschichte der automobilen Brennstoffzelle geht in die nächste Runde. Jüngst stellte Hyundai seinen Nexo vor und jetzt will Mercedes seinen GLC Fuel Cell doch endlich auf die Straßen bringen. Doch ist es in Zeiten immer günstiger werdenden Batterien nicht zu spät für den Wasserstoff im Auto?

Hyundai Nexo

Hyundai Nexo

Im Jahre 2011 veranstaltete Daimler eine groß angelegte Welttournee, auf der die Alltagstauglichkeit der automobilen Brennstoffzelle auf eine harte Probe gestellt werden sollte. Eine Flotte von elektrisch betriebenen Mercedes B-Klassen tuckerte nahezu lautlos um den Globus. Die Motoren wurden nicht von Batterien, sondern wurde von Wasserstoff gespeist, der ähnlich wie Benzin nachgetankt werden kann. In einem aufwendigen Prozess wird der Wasserstoff zu elektrischer Energie umgewandelt und trieb die B-Klasse-Versuchsträger an.

Zug ins Nirgendwo
Hyundai Nexo

Hyundai Nexo

Bereits seit den 80er Jahren dokterten die ingenieurgetriebenen Schwaben an dem Einsatz von Brennstoffzellen in Autos herum. Ein erster Proband, der MB 100 Transporter, benötigte noch seinen gesamten Laderaum als Minilabor, um die Technik unterzubringen. Es folgten zahllose Versuchsträger mit Namen Necar in Form von Kleintransportern, A- und B-Klassen und Bussen; doch zum Serienbetrieb reichte es nicht. Hier grätschten sich asiatischen Hersteller herein und ließen ihre Testflotten durch Japan, Korea und die USA surren. Mercedes kündigte immer wieder den Serieneinsatz eines Brennstoffzellenautos an, blieb die Umsetzung aber bis dato schuldig. Zuletzt sollte es 2012 / 2013 soweit sein und eine Zusammenarbeit mit den beiden Herstellern Nissan und Ford sollte Rückenwind bringen. Doch die Kooperation wurde zum Rohrkrepierer und das Brennstoffzellenfahrzeug für jedermann blieb erst einmal in der Untertürkheimer Entwicklungsgarage.

"Die Brennstoffzellentechnologie ist integraler Bestandteil unserer Antriebsstrategie", bricht Professor Christian Mohrdieck, Leiter des Bereichs Brennstoffzellensystem bei Daimler, eine Lanze für die Saubermann-Technik, "die Vorteile liegen für uns klar auf der Hand: Null Emissionen, hohe Reichweiten und kurze Betankungszeiten sowie ein breites Einsatzspektrum vom Pkw bis zu Bussen, anderen großen Nutzfahrzeugen und nicht zuletzt auch für stationäre Anwendungen." Doch wenn man sieht, wie Mercedes sich bemüht, den Kunden Lust auf die zukünftigen Modellen Elektroflotte EQ zu machen und wer die Milliardenaufwände kennt, die hinter der batteriebetriebenen Elektromobilität stehen, hat Zweifel daran, dass die Daimler-Verantwortlichen mit Haut und Haaren für das Thema Wasserstoff brennen. Stünde die Entscheidung zu der Entwicklung eines Brennstoffzellen-PKW heute an, würde die Antwort wohl nicht derart positiv ausfallen, wie vor Jahren. Hier wurde abgenickt, dass die SUV-Allzweckwaffe GLC nicht nur als Benziner, Diesel und Plug-In-Hybride, sondern auch als Brennstoffzellenvariante angeboten werden sollte.

Das Paket stimmt und der Crossover ist mit einer Reichweite von fast 500 Kilometern allemal alltagstauglich, doch sind 160 km/h Höchstgeschwindigkeit für ein für seine Langstreckenqualitäten gelobten SUV nicht viel und dass man GLC aus Platzproblemen seinen Allradantrieb nehmen musste, überzeugt ebenso wenig wie beim neuen Hyundai Nexo. Doch nach wie vor liegen die größten Probleme der Fahrzeuge mit Brennstoffzelle nicht bei den Herstellern. Das Tankstellennetz in Deutschland ist ebenso dünn wie das in anderen Staaten. 45 Tankstellen reichen keinesfalls aus, um die Fahrzeuge konkurrenzfähig zu anderen Antriebskonzepten zu betreiben. Der Mercedes GLC F-Cell versucht die dünne Netzstruktur mit dem zusätzlichen Akkumodul des GLE Plug-In-Hybriden zu lindern, was weitere knapp 50 Kilometer elektrischer Reichweite liefert. Daran ändert auch die Tatsache nichts, dass sich die 700-bar-Tanks in drei bis fünf Minuten füllen lassen und der Tankvorgang nicht komplizierter ist als mit Diesel oder Benzin. Die Ankündigungen, dass sich die Tankstellensituation in den nächsten Jahren deutlich verbessert, hört man nicht zum ersten oder zweiten Mal. Das Invest ist hoch, denn eine Wasserstofftankstelle kostet je nach Anzahl der Zapfsäulen einen siebenstelligen Betrag.

"Die hohe elektrische Reichweite, kurze Betankungszeiten und die Alltagstauglichkeit eines SUVs werden ihn zum perfekten Begleiter machen", sagt Mercedes-Entwicklungsvorstand Ola Källenius, "möglich wird das erst durch die kompakte Bauweise unseres Brennstoffzellensystems. Ebenfalls eine echte Weltpremiere ist die Kombination mit einer großen zusätzlichen Lithium-Ionen-Batterie, die sich bequem per Plug-in-Technologie aufladen lässt." Doch während der neue Mercedes GLC Fuel Cell ab dem vierten Quartal 2018 allein in Deutschland und Japan als reines Mietmodell angeboten wird, ist der direkte Konkurrent Hyundai Nexo für rund 60.000 Euro auch käuflich zu erwerben. Der Koreaner hat kein zusätzliches Akkupaket, das den Elektromotor mit Leistung versorgt. Mit einer Tankfüllung in den drei im Unterboden verborgenen Karbonbehältern schluckt der Koreaner 6,3 Kilogramm Wasserstoff und ermöglicht somit eine WLTP-Reichweite von rund 600 Kilometern, während die 4,4 Kilogramm Wasserstoff im GLC für 437 Kilometer reicht. "Wir haben in Korea gerade einmal elf Tankstellen, die Hälfte davon sind Forschungszapfsäulen", so Sae Hoo Kim, Entwicklungsleiter des Hyundai Nexo, "wir bräuchten in unserem Land 80 bis 100, damit davon eine echte Initiative ausgeht. Doch insgesamt müssten es mindestens 400 sein." Diese Zahl soll bis 2023 auch in Deutschland existieren, doch der Drang die Zapfsäulen aufzubauen ist bisher allenthalben überschaubar.

"Im Jahre 2025 erwarten wir rund 20 Millionen Elektroautos, da die Steigerungen zuletzt bei 40 bis 50 Prozent pro Jahr lagen, "erläutert Professor Werner Tillmetz, der sich seit 30 Jahren mit der Brennstoffzellentechnik befasst, "das wären rund ein Viertel aller neuen Autos. Dafür würde man 1.000 Gigawattstunden an Akkuleistung benötigen. Das sind 20 Gigafactories, von denen Tesla gerade eine hat mit einem Invest von 100 Milliarden Dollar. Zudem gibt es die Rohstoffproblematik. Die Batterieprobleme hat die Brennstoffzelle nicht." Doch die Techniker dieser Welt haben die Brennstoffzelle schon seit vielen Jahren im breiten Serieneinsatz gesehen. Und es hapert nicht nur an der Lobby und Zapfsäulen, sondern eben auch an der Kundenakzeptanz. Der aufkommende Trend zu Elektroautos und Hybriden mit entsprechenden Akkureichweiten lässt das Problem für die automobile Brennstoffzelle eher größer werden lassen.

Und kaum ein Hersteller arbeitet derzeit mit echtem Hochdruck an dem Thema, da es teurer denn je ist, die aktuellen Verbrenner technologisch fit für die kommenden zehn Jahre zu machen und die Neuinvestitionen in den Bereich Elektroantriebe und Akkutechnik gigantische Summen verschlingen. So bleibt für die Brennstoffzelle nur ein vergleichsweise kleiner Teil der Investitionen über. Viele Hersteller haben sich von der Brennstoffzelle komplett verabschiedet und große, innovationsgetriebene Marken wie BMW, Audi, Volkswagen oder General Motors fahren den Bereich Wasserstoff zumindest bei den PKW auf kleiner Flamme. Noch nicht geklärt ist zudem die Verwendung der alternden Brennstoffzellen-Stacks. "Bisher hielt unser Stack im Hyundai ix35 fünf Jahre", erklärt Sae Hook Kim, "im Nexo sind es 5.000 Betriebsstunden oder zehn Jahre. Danach kann man ihn entweder mit geringerer Leistung anderweitig weiternutzen oder recyclen, wozu ich tendiere."

So schwierig der Einsatz einer Brennstoffzelle im PKW aussieht, so realistisch ist eine Umsetzung im Schwerlastverkehr. Gerade den Anbietern von großen Lastwagen ist klar, dass ein Lastzug rein elektrisch angetrieben eine Batterie mit sich führen müsste, die mehrere Tonnen wiegt, um längere Strecken zurückzulegen. Gerade für schwere Lasten und lange Strecken böte sich die Brennstoffzelle daher an. Vielleicht kommt sie in Nutzfahrzeugen dann doch noch auf die Räder. Das würde den Daimler-Verantwortlichen gut passen, da die Technik des GLC F-Cell auf Transporter oder Lastwagen skalierbar ist.

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