Unterwegs in der Zukunft

Toyota’s Idee einer Sternfahrt von 60 Brennstoffzellen-Fahrzeugen von Berlin bzw. Köln nach Hamburg sollte nochmal wachrütteln, obwohl es offensichtlich reichlich spät ist: Brennstoffzelle und Wasserstoffantrieb statt E-Automobil mit schwerem Akkupack lautete die Botschaft an die teilnehmenden Medien. Letztere waren sich überwiegend einig, so wie auch die Ministerpräsidenten und Bürgermeister der norddeutschen Bundesländer und Hansestädte, die einen Pakt zugunsten der Wasserstoff-Wirtschaft am 02. Mai 2019 verkündeten. DMM fuhr einen der Mirais.

Am Steuer der "Zukunft" zu sitzen ist schon etwas. Noch mehr Spaß würde es machen, wenn es genügend Wasserstofftankstellen gäbe. Foto: G Zielonka

Am Steuer der "Zukunft" zu sitzen ist schon etwas. Noch mehr Spaß würde es machen, wenn es genügend Wasserstofftankstellen gäbe. Foto: G Zielonka

Das Thema Energiewende und Klimawandel rückt zunehmend in den Fokus der Weltöffentlichkeit. Anders als die deutschen Autobauer setzt Toyota auf eine nachhaltige und emissionsfreie Zukunft mittels der „wasserstoffbasierten Gesellschaft“. Dabei kommt dem Element Wasserstoff (H2) eine Schlüsselrolle zu.

Um den Umweltproblemen des Verbrauchs großer Mengen fossiler Brennstoffe (Öl, Gas) zu begegnen, existieren zwei Strategien:
1. Der erste Ansatz besteht darin, weniger Erdöl und Öl aus Fracking zu verbrauchen.
2. Die andere Strategie strebt an, die Vielfalt der verwendeten Energiequellen zu erhöhen. Toyota aber auch andere asiatische Hersteller vertreten die Überzeugung, dass Wasserstoff zu den Energieträgern zählt, die am ehesten eine nachhaltige Zukunft versprechen. Wasserstoff lässt sich nämlich aus einer Vielzahl von Energiequellen einschließlich Sonnen- und Windenergie gewinnen.

Wasserstoff. Wasserstoff ist das leichteste Gas auf der Erde, farblos, geruchlos und ungiftig. Bei der Erzeugung von Elektrizität aus der Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff entsteht ausschließlich Wasser; CO2-Emissionen fallen nicht an. Im Gegensatz zu CO2 absorbiert Wasserstoff keine Infrarotstrahlung und hat deshalb keine Auswirkungen auf die globale Erwärmung.  

Brennstoffzellenfahrzeuge verwenden Wasserstoff statt Benzin oder Diesel. Ihren Antrieb übernimmt ein Elektromotor, der mit Strom aus der chemischen Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff in einer Brennstoffzellen betrieben wird. Das einzige Abfallprodukt im Betrieb ist Wasserdampf. Schadstoffe wie CO2, Stickoxide (NOx) oder Schwefeldioxid (SO2) gibt es nicht. Brennstoffzellenautos wie etwa der Mirai zeichnen sich durch hohe Alltagstauglichkeit aus. Sie bieten normale Reichweiten und lassen sich schnell betanken. Der Mirai ist Toyotas erstes serienmäßiges Fahrzeug im Streben nach nachhaltiger individueller Mobilität.
Parallel zum Ausbau der Wasserstoff-Gesellschaft ist es natürlich nötig, ein Netz aus Wasserstofftankstellen aufzubauen. Und da sieht es derzeit bundesweit noch sehr mau aus. Aktuell zähle wir nur ganze 64. Bis 2020 sollen erst rund 100 solcher H2-Tankstellen aufgebaut sein. U.a. will Shell laut dessen Hydrogen Operations Manager Paul Karzel sich dafür besonders stark machen.  

Die Politiker des Nordens haben konkretere Interessen. Sie sehen die Wasserstoff-Wirtschaft als eine Wachstumschance für die gesamte Region und ganz Deutschland: Schleswig-Holsteins Ministerpräsident Daniel Günther (CDU), der Bremer Bürgermeister Carsten Sieling (SPD), Ministerpräsidentin Manuela Schwesig (SPD) aus Mecklenburg-Vorpommern, Hamburgs Bürgermeister Peter Tschentscher (SPD), Uli Wachholtz, der Präsident des Unternehmerverbands Nord, und der niedersächsische Ministerpräsident Stephan Weil (SPD). Sie alle sehen die Verbindung von Wind und Wasserstoff als eine ebenso zukunftsträchtige wie unendliche Ressource des Nordens, ganz ohne Abhängigkeiten wie bei Erdöl, Lithium, Kobalt und anderen Rohstoffen aus nicht immer sympathischen Regionen.

Die Krux: Die deutsche Politik, die EU und logischerweise jetzt auch die Automobilindustrie haben sich auf das batterieelektrische Automobil festgelegt. Brennstoffzellenfahrzeuge, die an sich sinnvollere Alternative, spielen, wenn überhaupt, nur eine marginale Rolle. Dabei sind die Voraussetzungen für die Einführung Wasserstoff betriebener Automobile ganz gut. Denn Strom zur Produktion von Wasserstoff wäre in Hülle und Fülle vorhanden, wenn man denn die über 20.000 Windräder in Deutschland nicht überwiegend zum Stillstand verdammen würde. Allein 2017 sind so dank sich nicht drehender "Propeller" 5,4 Terrawattstunden Strom nicht produziert worden. Umgerechnet auf Pkw mit  Brennstoffzelle hätten damit 1.044.000 Mirais im Schnitt 15.000 km bewegt werden können, so Ferry M.M. Franz, Director Toyota Motor Europe, im Pressegespräch im Hamburger Westin.

Während Berlin mehr oder weniger wegschaut beim Thema Wasserstoff, erkennen gerade die norddeutschen Politiker und Unternehmen das Potenzial: Und so entstehen vorwiegend im Norden der Republik Elektrolysier-Anlagen, erstellt von großen Energieunternehmen und vielen kleineren Marktplayern. Sie möchten den grünen Strom aus den Windkraftanlagen nutzen und aus Wasser Wasserstoff (H2) erzeugen. Der kann die schwer umstrittene Stein- und Braunkohle im Kraftwerk ersetzen, im Haushalt heizen und kochen und u.a. auch als Treibstoff der Brennstoffzelle dienen, die dann wiederum den Strom für den Antrieb von Pkw, Nfz, Triebzügen, Schiffen usw. liefern. Das Verrückte an der derzeitigen Situation: Trotz Wasserstoff-Allianz des Nordens gilt in der Bundespolitik der Akku als Garant für die automobile Zukunft.

Ob trotz der norddeutschen Zusammenarbeit und der weltweit agierenden Hydrogen Alliance und der Tatsache, dass viele Marktplayer die Technologie fertig entwickelt haben die Brennstoffzelle für den Pkw im großen Stil kommen wird, darf bezweifelt werden. Von einem Stimmungsumschwung ist nichts zu spüren.

Unserer Fahrt mit dem Mirai. Die Wasserstoff-Limousine Mirai, 2015 erstmals in Großserie in den Markt gebracht, bietet einen sauberen H2-Elektro-Antrieb ohne Schadstoffausstoß. Der Antrieb stößt nur Wasserdampf aus. Der wasserstoffbetriebene Wagen, dessen Bezeichnung im Japanischen „Zukunft“ (未来) bedeutet,ist ein Pionier einer Null-Emissions-Zukunft. Schon 2020 soll der Nachfolger des H2-Modells erscheinen. Vom wohl fortschrittlichsten Wasserstoff-Pkw Mirai sind 357 in Europa zuhause, davon 64 in Deutschland. In Japan sind 2.623 unterwegs, in den USA 4.218. Dass es sich um ein besonderes Auto handelt, sieht man schon von weitem: Die Seitenansicht soll an einen Wassertropfen erinnern. Mit ein bisschen gutem Willen kann man das so sehen. Ganz kurz zur Technik: Die Brennstoffzellentechnologie wandelt Wasserstoff in elektrische Energie für den Motor um. So fährt der Mirai bis zu knapp 400 km weit – und soll sich 3 Minuten auftanken lassen. Letzteres konnten wir leider nicht ausprobieren; denn die für uns vorgesehene Tankstelle in Neuruppin war noch nicht fertig.

Das Herzstück unseres Mirai bildet, wie oben beschrieben, die Brennstoffzelle – Ergebnis von mehr als 20 Jahren Forschungs- und Entwicklungsarbeit. Angetrieben wird das Zukunftsmobil von einem 114 kW (155 PS) starken Elektromotor. Die Hochleistungs-Brennstoffzelle wird durch eine Batterie unterstützt, die auch die Bremsenergie speichert. Die Toyota Brennstoffzellen-Stacks nutzen feinmaschige 3D-Kanäle, die eine gleichmäßige Stromerzeugung auf den Zelloberflächen garantieren und so höchste Effizienz und Leistungsfähigkeit bei kompakter Größe sicherstellen. Die kohlefaserverstärkten Kunststofftanks (5 kg Behälter) speichern den Wasserstoff bei einem Druck von 700 bar.

Statt einen bleischweren Akku stundenlang aufladen zu müssen, wird an einer Tankstelle H2, also Wasserstoff gezapft. Den verwandelt die Brennstoffzelle an Bord in Strom. Auf der einen Seite einer dünnen Membran wird Wasserstoff eingebracht, auf der anderen Sauerstoff. Als Reaktion entsteht Strom für den Antrieb und Wasser, das aus dem Auspuff tröpfelt.

Der Mirai fährt sich im Grunde genommen wie ein batterieelektrisches Fahrzeug: Wir drücken den Startknopf und dann den kleinen Wählhebel in der Mittelkonsole nach links auf „D“ und schon zieht die Limousine lautlos aber ähnlich rasant los wie ein E-Automobil. Und ähnlich dem batterieelektrischen Automobil erfolgt der Vortrieb beim Gasgeben nahezu linear und verzögerungsfrei. Dafür sorgt die Brennstoffzelle unter dem Beifahrersitz.

Mit 5 kg Wasserstoff sollte man eigentlich fast 500 km weit kommen. Sprich: Der Verbrauch sollte bei ca. 1,0 kg Wasserstoff/100 liegen. Aber das wäre ein Idealergebnis, das wir jedenfalls nicht erreicht haben. Bei uns waren es am Ende der Testfahrt ca. 1,2 kg. Schneller als 120 km/h sind wir vorsichtshalber nicht gefahren; denn dann schnellt der Wasserstoffverbrauch doch etwas nach oben. Im Hinterkopf hat man natürlich auch, dass  Wasserstofftankstellen noch vergleichsweise rar gesät sind.

So man denn eine H2-Tankstelle findet, kostet dort der „Sprit“ 9,50 Euro je Kilogramm. Und das überall in Deutschland. Gemeinsam haben sich die Partner der H2 Mobility auf 9,50 Euro pro Kilo verständigt. Mit seinem Verbrauch ist ein Wasserstoffauto im Betrieb zwar kaum günstiger als ein normaler Verbrenner, aber dafür um ein Vielfaches umweltfreundlicher. Und darauf kommt es doch an. Übrigens: Aral, der Marktführer am deutschen Tankstellenmarkt, ist nicht bei H2 Mobility vertreten. 1997 hatte Aral die erste öffentliche Tankstelle für flüssigen und gasförmigen Wasserstoff am Münchener Flughafen errichtet, wo erfolgreich die prinzipielle Praxistauglichkeit der Wasserstoffantriebs- und Betankungstechnik getestet wurde. In Berlin folgte dann 2004 eine Station im Rahmen der Clean Energy Partnership.

Doch die anfängliche Euphorie scheint bei Aral mittlerweile abgekühlt zu sein. Kurz- bis mittelfristig stünden keine Wasserstofftankstellen im Plan, teilt das Unternehmen mit. Und welche Rolle Wasserstoff langfristig spielen wird, ist nicht absehbar, heißt es bei der BP-Tochter.

Toyota und andere Hersteller lassen aber nicht locker: Nach dem neuen Mirai 2020 sollen um 2025 herum weitere wasserstoffbetriebene Modelle folgen, darunter SUV, Pickup-Trucks und Nutzfahrzeuge. Bleibt zu hoffen, dass bis dahin die für Wasserstoff-Fahrzeuge erforderliche Infrastruktur eine andere als heute ist.

Unser Eindruck: der Mirai ist in Sachen Antrieb ein fantastisches Fahrzeug. Freilich ist es mit der Reichweite leider nicht sehr weit her, wenn man sehr zügig vorankommen möchte. Das Cockpit ist natürlich schon etwas in die Jahre gekommen. Modern sieht heute anders aus. Das gilt auch für die Bedienbarkeit und vor allem das „altwehrwürdige Navi“. Wir wissen natürlich, dass es Toyota anders kann, siehe neuer Camry oder auch Corolla. Eine Empfehlung für Firmenkunden kann der Mirai aber erst dann werden, wenn die Infrastruktur passt. Quelle: DMM / Toyota