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27.10.2019

19:21

Alternative Antriebe

Batteriebetrieb und Brennstoffzelle: Warum es kein Entweder-oder ist

Von: Martin-W. Buchenau

Derzeit liegt der Fokus bei der Vermeidung von CO2 auf reinen Batterieautos. Aber Brennstoffzelle und E-Fuels werden langfristig an Bedeutung gewinnen.

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Alternative Antriebsformen: „Die E-Mobilität wird kommen, da gibt es keine Alternative“

Handelsblatt Live: Alternative Antriebsformen: „Die E-Mobilität wird kommen, da gibt es keine Alternative“

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Stuttgart Es ist die Königsfrage in der Autoindustrie: Welcher Antrieb wird sich durchsetzen, wie schnell und welche Rolle werden deutsche Autobauer und Zulieferer spielen. Beim Elektroauto mit reinem Batteriebetrieb waren andere Länder und Hersteller schneller.

„Wir reden immer ,entweder oder‘, aber wir werden alles brauchen. Wir werden nicht nur auf ein Pferd setzen können“, sagte der Chef von Bosch Mobility Solutions Stefan Hartung auf dem Handelsblatt Auto-Gipfel. Die Bosch-Sparte mit 48 Milliarden Euro Umsatz im vergangenen Jahr gilt als weltgrößter Autozulieferer.

Tief sitzt noch heute in Politik und Gesellschaft der Schock, als Bosch vor eineinhalb Jahren erklärte, keine Batteriezellen zu bauen. Der Branchenprimus verzichtet mit dieser strategisch langfristigen Entscheidung auf ein Drittel der Wertschöpfung bei Elektroautos. Den Schwaben war das finanzielle Risiko einer Aufholjagd vor allem gegen die etablierten asiatischen Anbieter zu hoch.

Ein zweites Mal soll so etwas wie bei den Batteriezellen bei einer Schlüsseltechnologie der Zukunft nicht passieren. Im April überraschte Bosch mit dem Einstieg in die Serienfertigung der Brennstoffzelle. Das Herzstück eines Brennstoffzellenantriebs – die sogenannten Stacks – werden mit dem schwedischen Unternehmen Powercell entwickelt. Die Fertigung in Lizenz übernimmt dann aber Bosch allein. Serienstart soll 2022 sein.

Es ist ein Beispiel dafür, wie früh heutzutage Weichen für die Zukunft gestellt werden müssen. „Ein Baby, das nicht geboren wird, wird auch nicht älter“, sagt Bosch-Manager Hartung. Denn trotz Vorpreschen der Japaner wird es noch Jahre dauern, bis die Brennstoffzelle für Autos wirtschaftlich wird.

Impulse von den führenden Köpfen der Autobranche. Marc-Steffen Unger für Handelsblatt

Teilnehmer des Handelsblatt Autogipfels 2019

Impulse von den führenden Köpfen der Autobranche.

Allerdings hat diese beim Betrieb mit nachhaltig hergestelltem Wasserstoff neben der Emissionsfreiheit einen entscheidenden Vorteil: „Strom ist ja nur der Energietransport. Wenn man alles zusammennimmt wie Erzeugung, Transport und Bündelung, dann landet man langfristig eher bei Wasserstoffautos als bei reinen Batteriefahrzeugen“, betont der Europachef von BP Wolfgang Langhoff. Bei Brennstoffzellen wird Wasserstoff getankt, um im Fahrzeug den elektrischen Strom für den Antrieb zu erzeugen.

Bosch ist auch deshalb optimistisch, dass Brennstoffzellen in Zukunft eine deutlich größere Relevanz bekommen. Es lockt ein Milliardenmarkt. Bis 2030 sollen nach Schätzungen von Bosch bis zu 20 Prozent aller Elektrofahrzeuge weltweit mit Brennstoffzellen angetrieben werden. Das würde bedeuten, dass bis zu fünf Prozent aller Neufahrzeuge im Jahr 2030 weltweit mit einer Brennstoffzelle angetrieben werden.

Die besten Chancen sieht Hartung bei Nutzfahrzeugen. Der Grund: Reiner Elektroantrieb kommt hier praktisch nicht infrage. Denn es würden zu viele der schweren und teuren Batterien benötigt, um die Brummis klimafreundlicher zu machen. Die Hersteller stehen aber unter hohem politischem Druck. In Europa müssen sie bis 2025 die CO2-Emissionen im Schnitt um 15 Prozent und bis 2030 um 30 Prozent senken. „Die wasserstoffgespeiste Brennstoffzelle kann dabei hilfreich sein“, sagt Hartung.

Noch große Engpässe bei Wasserstoff

Wenn das bei Nutzfahrzeugen mit gewerblicher Dauernutzung gelingt, will Bosch den kostspieligen Antrieb auch für Pkws anbieten. Dafür müssen jedoch die Kosten für Brennstoffzellensysteme sinken. Auch Wasserstoff ist mit einem Preis von fünf Euro pro Kilo als Treibstoff noch zu teuer. Für 100 Kilometer benötigt ein 40-Tonner etwa neun bis zehn Kilogramm Wasserstoff.

Zudem gibt es erst 60 Tankstellen für Wasserstoff in Deutschland. Für Lkws oder Busse, die gegebenenfalls in ihrem Fuhrpark aufgetankt werden können, gilt dieser Engpass eher als beherrschbar. Toyotas Entwicklungschef in Europa, Gerald Killmann, rechnet damit, dass zunächst entlang der Nutzungskorridore der Nutzfahrzeuge Wasserstoff-Tankstellen entstehen.

Die deutschen Premiumhersteller hatten bei Wasserstoff immer wieder Rückzieher gemacht. Schon 1994 präsentierte Daimler den ersten Brennstoffzellenprototyp mit dem Namen Necar. Über Kleinserien zu Testzwecken kam Daimler nie hinaus.

Erst Ende 2018 kam mit dem Geländewagen GLC F-Cell das erste Fahrzeug in Serie. Das Wasserstoff-Hybridmodell kann aber nur geleast werden. Für stolze 800 Euro im Monat bietet das Fahrzeug – abgeriegelt bei Tempo 160 – eine Reichweite von 480

Kilometern im Wasserstoffmodus plus 50 Kilometer rein elektrisch. Konkurrent BMW plant erst von 2025 an mit serienreifen Wasserstoffautos und kooperiert dabei mit Toyota.

Als führend in der Wasserstofftechnik gilt Toyota. Die Limousine Mirai kostet allerdings mehr als 80.000 Euro. Und auch der koreanische Nexo von Hyundai kommt auf 70.000 Euro. Toyota-Manager Killmann rechnet damit, dass es rund 20 Jahre dauern wird, bis Brennstoffzellen in Fahrzeuge kommen, die keine Nische mehr sind.

Vorsprung bei der Brennstoffzelle. Marc-Steffen Unger für Handelsblatt

Toyota-Entwickler Gerald Killmann

Vorsprung bei der Brennstoffzelle.

„Bis dahin werden wir die Kosten so weit gesenkt haben“, ist Killmann überzeugt. Allerdings bedarf es der Hilfe von Politik und auch der Industrie, damit genügend Wasserstofftankstellen entstehen.

Neben der Brennstoffzelle als Alternativantrieb werden von der Autoindustrie auch synthetische Kraftstoffe, sogenannte E-Fuels, ins Rennen geworfen. Das „E“ steht für Strom aus erneuerbaren Quellen. Sie unterscheiden sich in chemischen Strukturen und Grundeigenschaften nicht von herkömmlichen Kraftstoffen aus Erdöl. Hauptvorteil ist, dass man mit diesen Kraftstoffen auch die bestehende Fahrzeugflotte betanken kann.

Für Porsche-Chef Oliver Blume haben E-Fuels besonderen Charme. „Etwa 70 Prozent aller jemals gebauten Porsche sind noch zugelassen“, sagt der Porsche-Chef. Damit könnte die bestehende Flotte CO2-freundlicher betrieben werden.

Großer Haken ist allerdings, dass die Herstellung dieser Kraftstoffe sehr viel Energie verbraucht und sehr teuer ist. Branchenexperten wie Berater Alexander Wachtmeister von Boston Consulting sehen sie deshalb eher als „klimafreundlichere Alternative für Flugzeuge und Schiffe und weniger für Autos“. Und sogar Umweltschützer äußern Vorbehalte wegen der aufwendigen Herstellung.

Zunächst wird aus Wasser Wasserstoff gewonnen. Dazu sind große Mengen elektrischen Stroms notwendig. Laut einer Studie der Denkfabrik Agora zur Verkehrswende aus dem Jahr 2017 braucht ein batterieelektrisches Auto für 100 Kilometer 15 Kilowattstunden Strom. Ein mit Wasserstoff betriebenes Fahrzeug schon 31 Kilowattstunden und ein mit E-Fuels betriebener Diesel oder Benziner benötigt sogar 103 Kilowattstunden.

Mix mit E-Fuels

Bosch-Konzernchef Volkmar Denner plädiert für einen Mix: „Man kann E-Fuels dem jetzigen fossilen Kraftstoff beimischen und hat damit sofort einen CO2-senkenden Effekt im gesamten Bestand und nicht nur in den neu verkauften Fahrzeugen.“ Umsteuern ist für ihn angesagt.

„E-Fuels benötigen großtechnische Anlagen, bei denen man entsprechend lange Vorlaufzeiten braucht“, sagt der leidenschaftliche Physiker. „Daher sollte man jetzt beginnen, sonst wird man diese Kraftstoffe auch in zehn Jahren noch nicht haben.“

Derartige Anlagen planen die Ölkonzerne. BP etwa kooperiert mit dem Stromerzeuger Uniper. Shell begann Ende Juni mit dem Bau einer Elektrolyse-Anlage im Rheinland. Lufthansa startete mit der Raffinerie Heide in Schleswig-Holstein ein Pilotprojekt für CO2-neutrales Kerosin. Eine Allianz von Energieversorgern, Mineralölfirmen und Audi erarbeitete im April ein Programm zur Markteinführung von E-Fuels bis 2025.

Dabei wird schon jetzt eines klar, was Hartung von Bosch auf den Punkt bringt: „Die Infrastrukturen brauchen länger Zeit als die Autoindustrie für die neuen Fahrzeuge.“

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Kommentare (1)

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Herr Mark Hartmann

28.10.2019, 15:47 Uhr

Es gibt neben den vorgeschlagenen Antrieben eine wesentlich bedeutendere Alternative.Die Mobilität der Zukunft ist elektrisch - das ist auch für die Berliner Neutrino Energy Group vollkommen klar. Allerdings werden Zwischenstopps an den Ladesäulen demnächst der Vergangenheit angehören. Die Autos der Marke Pi beziehen ihre Energie aus Energiewandlern, die diese aus Strahlung gewinnen. Dabei geht es um sehr leichte Elektrofahrzeuge, deren Karosserie nicht aus Aluminium besteht, sondern aus Karbon. Dieses Kohlenstoffverbundmaterial ist nicht nur extrem leicht, sondern ermöglicht auch die problemlose Integration der Energiewandler. Somit kann der gesamte Fahrzeugkörper für die Energiegewinnung genutzt werden. Der griechische Buchstabe Pi wurde als Markenname gewählt, weil er für Unendlichkeit steht. So wie Fotovoltaikanlagen Strom aus dem sichtbaren Licht gewinnen, wandelt die Neutrino-Voltaik nicht-sichtbare Strahlung in Energie um. Damit ergibt sich ein bedeutender Vorteil: diese Energiegewinnung ist nicht vom Tageslicht abhängig. Die extrem kleinen, hochenergetischen Teilchen stehen rund um die Uhr, an 365 Tagen im Jahr, an jedem beliebigen Ort zur Verfügung. Das wird eine günstige und saubere Alternative - auf lange Sicht einfach unschlagbar.


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