Brennstoffzellen-Fahrzeuge: Wie und wo es weitergeht

Wasserstoff ist das chemische Element der Stunde. Zahlreiche Staaten wollen ihre Wirtschaft perspektivisch statt auf Erdöl auf das energiehaltige Gas gründen, um den CO2-Ausstoß in den Griff zu kriegen. Und auch die Mobilität soll dank Brennstoffzelle und H2-Motor grüner werden – auf der Schiene, in der Luft, auf dem Wasser und auf der Straße. Dort wird, einer aktuellen Umfrage der KÜS zu Folge, die Brennstoffzelle von 73 Prozent der Befragten als die ökologische Alternative genannt und deutlich vor Batterieelektrischen Fahrzeugen platziert. Ganz so weit ist es aber noch nicht. Eine Übersicht der aktuellen Projekte.  

Die Idee hinter dem Einsatz der Brennstoffzelle ist in jedem Fahrzeug-Segment die gleiche: Das kleine Bord-Kraftwerk tritt an Stelle der Batterie, um größere Reichweiten zu ermöglichen. Denn die Gastanks sind zwar voluminös, aber deutlich leichter und günstiger als Akkus. Zudem lassen sie sich zumindest theoretisch schnell wieder neu befüllen. Dazu kommen eine Reihe weiterer Vorteile: Etwa die Temperaturunabhängigkeit – anders als Batterie-Elektroautos leidet die Reichweite von Brennstoffzellenmobilen im Winter nicht. Ähnliche Vorzüge gegenüber dem Batterie-Auto bietet auch der Wasserstoff-Verbrennungsmotor, wo das Gas an Stelle von Benzin oder Diesel zum Einsatz kommt. Allerdings gibt es auch zahlreiche Probleme. Das größte: Die Brennstoffzelle nutzt dem Klima nur, wenn der Wasserstoff "grün" ist und aus erneuerbaren Energien hergestellt wird. Das ist bislang selten der Fall. Und auch dort, wo es geschieht, ist der Gesamtwirkungsgrad deutlich schlechter als der von Batterie-E-Autos. Erst langfristig könnte die Brennstoffzelle für die Umwelt ein gutes Geschäft werden. Dann nämlich, wenn große Mengen des Gases aus afrikanischen Elektrolyseuren nach Europa verschifft werden. Pläne für den Aufbau von Infrastrukturen und erste strategische Partnerschaften bestehen bereits, bis die Lieferkette ins Rollen kommt, werden aber wohl noch mehrere Fahrzeuggenerationen auf den Markt kommen.  

Trotzdem bereitet die Auto-Branche sich bereits vor. Auch, weil andere Länder wie Japan oder China ebenfalls mit dem Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft begonnen haben.  

Vergleichsweise wenige Bewegung gibt es aktuell beim Pkw. Die Idee, Elektroautos mit Brennstoffzellen zu betreiben, ist Jahrzehnte alt. Das bisherige Ergebnis von Forschung und Entwicklung ist aber überschaubar. Wenige Hundert Autos sind bislang auf deutschen Straßen unterwegs, gerade mal zwei Modelle gibt es aktuell zu kaufen oder leasen: den Hyundai Nexo und den Toyota Mirai. Mit dem BMW X5 Hydrogen kommt 2022 ein Technik-Ableger der Japaners im Rahmen eines Pilottests in Kleinserie auf die Straße, größere Stückzahlen sollen ab 2025 gebaut werden. Hyundai hingegen könnte in den kommenden Jahren eine Brennstoffzellen-Variante seines Kleinbusses Staria auflegen, offiziell bestätigt ist aber noch nichts. Mehr Neuwagen-Ankündigungen gibt es lediglich in China, wo mehrere Hersteller eigene Brennstoffzellenautos auf die Straße bringen wollen. Ob diese es nach Europa schaffen, ist fraglich. Generell können sich westliche und speziell deutsche Pkw-Hersteller nicht für das Thema erwärmen: Volkswagen hat künftig noch einmal bekräftigt, dass Wasserstoff kein Thema sei. Auch Daimler hat seine Entwicklung erst kürzlich auf Eis gelegt.

Bessere Chancen als im Pkw dürften Wasserstoff und die Brennstoffzelle im Transporter-Segment haben. Dort sind zumindest in Teilbereichen größere Reichweiten nötig als sie mit Batterien zu einem vernünftigen Preis aktuell zu erreichen wären. Gerade die französischen Hersteller wollen mit der H2-Technik ihre Lieferwagen langstreckentauglich machen – passend zu den im vergangenen Herbst angekündigten Förderplänen der Regierung, die massiv in den Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft investieren will. Relativ konkret sind die Pläne des PSA-Konzerns, der noch in diesem Jahr Wasserstoff-Varianten der Transporter Opel Vivaro, Peugeot Expert und Citroën Jumpy auf die Straße bringen will. Die Brennstoffzellen bezieht der Autohersteller von Symbio, einem Joint-Venture von Michelin und Faurecia, das sich zu Europas Marktführer in dieser Technik aufschwingt. Die Zelle fungiert in den Transportern vor allem als Reichweitenverlängerer, auf Kurzstrecken soll der Strom aus einer relativ großen Bord-Batterie bezogen werden. Ein ähnliches Hybrid-Konzept verfolgt auch Wettbewerber Renault, der seine mittelgroßen und großen Transporter mit Zellen des US-Unternehmens Plug Power ausstatten will.

Die vielleicht besten Aussichten hat die Brennstoffzelle im schweren Lkw. Dort drücken die für große Reichweiten nötigen Batterien schwer auf die Nutzlast, wohingegen Platz kein Problem ist, so dass auch größere Gastanks untergebracht werden könnten. Entsprechend energisch treibt die Branche die Entwicklung voran. Zuletzt etwa haben Daimler und Volvo Trucks eine Brennstoffzellen-Allianz geschlossen, die ab 2025 mit der Produktion im großen Stil beginnen will. Auch VW-Tochter Traton, Toyota und Hyundai engagieren sich bei H2-Trucks, ebenso wie die US-Unternehmen Kenworth und Nikola. Einzelne Entwickler wie AVL arbeiten zudem an H2-Verbrennungsmotoren. Voraussetzung für den Durchbruch des Wasserstoff-Lkws dürfte aber ein schneller Aufbau der nötigen Infrastruktur an Fernstraßen sein. Industrie- und Umweltverbände fordern europaweit rund 1.000 Anlagen bis 2030. Davon könnten dann schließlich auch die kleineren Fahrzeugsegmente profitieren. Denn wo Wasserstoff für große Autos ist, können prinzipiell auch kleinere Nutzfahrzeuge und Pkw tanken.