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01.01.2015

12:25 Uhr

Wasserstoff-Autos

Mit angezogener Handbremse in die Zukunft

VonFrank G. Heide

Die ersten Serienautos mit Wasserstoff-Antrieb sollen 2015 die Straßen erobern. Während die asiatischen Autobauer sich optimistisch geben, sind die deutschen Hersteller zurückhaltender. Aus guten Gründen.

Für Autos mit Brennstoffzelle wie den Toyota Mirai fehlt häufig noch die Infrastruktur.

Für Autos mit Brennstoffzelle wie den Toyota Mirai fehlt häufig noch die Infrastruktur.

Düsseldorf2015, das Jahr in dem wir endlich umweltfreundlich Auto fahren? Fast könnte man es glauben, denn mindestens zwei große Hersteller bieten Serienfahrzeuge an, deren Elektromotoren von Wasserstoff-Brennstoffzellen angetrieben werden.

Technisch handelt es sich bei Brennstoffzellenautos um Fahrzeuge mit einem Elektromotor. Der Strom in der Brennstoffzelle wird durch die chemische Reaktion von Wasserstoff mit dem Sauerstoff der Umgebungsluft erzeugt. Die großen Vorteile: keine Angst mehr vor dem Liegenbleiben, kein stundenlanges Laden an der Steckdose und dennoch null Emissionen. Aus dem Auspuff kommt nur Wasserdampf.

Toyota, weltgrößter Autohersteller und Hybrid-Pionier mit dem Prius, nennt sein Brennstoffzellenauto „Mirai“ (Zukunft) daher einen „Wendepunkt“ in der Geschichte des Automobils. Die viertürige Limousine kann mit einer Wasserstoff-Tankfüllung rund 500 Kilometer weit fahren und in weniger als fünf Minuten aufgetankt werden. Ab Frühjahr 2015 wird der Mirai in Japan für umgerechnet rund 50.000 Euro angeboten werden, ab Sommer 2015 kommt er auch in den USA sowie Europa auf den Markt.

Hierzulande kalkuliert Toyota mit einem Basispreis fürs Leasing von mehr als 78.500 Euro, in den USA werden es umgerechnet nur stark subventionierte 36.000 Euro sein. Und man geht mit einer limitierten Serienproduktion von nur einigen Hundert Fahrzeugen an den Start, von denen die meisten in Firmenfuhrparks laufen werden.

Das Wichtigste über Wasserstoff und Brennstoffzellen

Wasserstoff und Brennstoffzelle

Wasserstoff ist im Gegensatz zum Öl kein begrenzter Rohstoff. Es ist das am häufigsten vorkommende chemische Element. Größter Erzeuger ist die chemische Industrie, die Wasserstoff als Neben- oder Koppelprodukt herstellt. Allein damit könnten in Deutschland nach Angaben des Technologiekonzerns Linde 750.000 Fahrzeuge betrieben werden.

Das Prinzip

Das Prinzip ist einfach, die technische Umsetzung aber anspruchsvoll: Bei der energieaufwendigen Elektrolyse wird Wasser mit Hilfe von Elektrizität in Wasserstoff und Sauerstoff gespalten. Wasserstoff ist ein flüchtiges und reaktionsfreudiges Gas, das nur unter hohem Druck oder extrem gekühlt gelagert werden kann.

Wirkungsweise

In einer Brennstoffzelle erzeugen Wasserstoff und Sauerstoff an einer Membran in einer sogenannten kalten Verbrennung Elektrizität. Dabei entsteht auch Wärme. Das Abgas ist Wasserdampf. In einem Auto kann mit einer Brennstoffzelle ein Elektromotor angetrieben werden.

Teures Platin

Bei den Kosten ist Platin, das in der Brennstoffzelle als Katalysator dient, ein gewichtiger Faktor. Eine Feinunze (31,1 Gramm) des edlen und seltenen Metalls kostet derzeit rund 1.000 Euro. Aktuell benötigen die Hersteller für den Brennstoffzellenantrieb eines Autos zwischen 30 und 40 Gramm Platin. Zwar peilt man Werte von 6 – 10 Gramm pro Auto an, völlig platinfreie Lösungen sind aber noch nicht in Sicht.

Umstrittene Erzeugung

Umstritten ist aber die Erzeugung des Wasserstoffs. Bislang wird der Energieträger zu 90 Prozent aus dem fossilen Rohstoff Erdgas hergestellt. Während aus dem Auspuff eines Brennstoffzellenautos nur Wasserdampf entweicht, wird bei der Herstellung des Wasserstoffs das klimaschädliche Treibhausgas Kohlendioxid (CO2) freigesetzt. Wird Wasserstoff aber mit Hilfe von Strom aus Windenergie oder Photovoltaik gewonnen, ist die Klimabilanz deutlich besser.

Reichweite

Die Reichweite von Autos mit Brennstoffzelle ist deutlich größer als die der batteriegetriebenen Fahrzeuge. Ein Beispiel: Eine Mercedes-Benz B-Klasse mit Brennstoffzelle hat nach Unternehmensangaben eine Reichweite von 385 Kilometern, der Elektro-Smart mit Batterie kann bis zu 135 Kilometer zurücklegen.

Honda forscht, ebenso wie Toyota, seit mehr als 20 Jahren an der Brennstoffzellen-Technologie, ist beim Serienstart aber noch nicht ganz so weit. Das FCV Concept der Japaner feiert im Rahmen der Detroit Motor Show am 12. Januar 2015 seine US-Premiere. Verkauft wird er in den USA aber erst nach der Markteinführung in Japan, die bis März 2016 erfolgen soll.

Der FCV soll das erste Wasserstoff-Fahrzeug sein, bei dem der Antriebsstrang einschließlich der Brennstoffzelle ganz im Motorraum platziert ist.

Beiden japanischen Firmen kam kurz vor Jahresschluss der koreanische Autokonzern Hyundai zuvor, der 2015 schon mal 1.000 Exemplare seines Kompakt-SUV ix35 auf den Markt bringen will, das mit Brennstoffzellen fährt. Anders als Toyota und Honda zeigt Hyundai also kein spezielles Zukunftsauto, sondern setzt auf ein bereits bekanntes Modell, dem eine neue Antriebseinheit eingepflanzt wird.

Die Pläne der Koreaner sind ehrgeizig: Hyundai und Kia wollen bis 2020 insgesamt 16 neue Hybrid-, Elektro- und Brennstoffzellenfahrzeuge auf den Markt bringen. Damit würde die koreanische Autoallianz zum weltweit zweitgrößten Hersteller von umweltfreundlichen Fahrzeugen nach Toyota aufsteigen. Momentan haben die beiden Konzernschwestern sieben Modelle mit alternativem Antrieb im Portfolio.

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