Ist das der Startschuss für eine neue Ära des Autofahrens? Diesen Eindruck konnte man bei der Los Angeles Auto Show 2014 bekommen. Toyota stellte mit dem Mirai sein erstes Wasserstoff-Fahrzeug für die Großserie vor, während VW und Audi mit Brennstoffzellen-Studien des A7, US-Passat und Golf Variant dagegenhalten. Kurze Zeit später verkündete Honda, in anderthalb Jahren ein Wasserstoff-Auto in Serie zu bringen. Hyundai wiederum bietet einen entsprechenden ix35 schon jetzt an. Steht diese Technik also vor dem Durchbruch?
Volkswagen gibt Stoff
Im Rahmen der Messe konnten wir den VW Passat HyMotion und den Audi A7 h-tron Probe fahren. Beim Passat handelt es sich um die US-Ausgabe des Mittelklassewagens. Und so fährt sich dessen Wasserstoff-Version auch: Sehr leise, aber eher gemütlich. Seinen Antriebsstrang teilt sich der Wagen mit der Studie Golf Variant HyMotion. Das bedeutet: Vier im Fahrzeugboden angebrachte Wasserstofftanks mit 700 bar Druck, deren Inhalt für rund 480 Kilometer reichen soll. Die Antriebsleistung beträgt 100 Kilowatt entsprechend 136 PS. Im Fall des Golf kommt noch eine kleine Lithium-Ionen-Batterie zur Rekuperation und als Booster für maximale Beschleunigung dazu. Die erfolgt in zehn Sekunden auf 100 km/h, die Spitze liegt bei 160 Sachen. Konstruktive Basis des sauberen Golf ist der modulare Querbaukasten (MQB). Den E-Antrieb hat VW dem e-Golf entliehen, die Batterie vom Jetta Hybrid. Erprobt wird die Technik derzeit auf den Straßen Kaliforniens.
Geduldiges Abwarten
Und das dürfte noch einige Zeit so bleiben: Die Technik habe man im Griff, wird mir verraten. Aber erst einmal werden der Wettbewerb und die Marktentwicklung beobachtet. Auf gut deutsch: Was wird Toyota an Mirai-Modellen absetzen können? Wer kauft sich Wasserstoff-Autos? Privatleute oder Flottenkunden? Und vor allem: Wie entwickeln sich das Tankstellennetz und die regenerative, aber stromintensive Herstellung des Wasserstoffs? Zu guter Letzt scheiden sich die Geister noch am Preis. Doch auch die Vorteile der Technik sind nicht von der Hand zu weisen: Man fährt elektrisch, hat aber eine deutlich größere Reichweite und muss nicht Stunden an der Steckdose warten. Selbstverständlich möbelt der geringe CO2-Ausstoß von Wasserstoff-Fahrzeugen auch die Öko-Bilanz der Hersteller auf. Die Art und Menge des Stroms, die zur Herstellung des Sprits draufgeht, spielt zumindest für die Flottenverbräuche keine Rolle.
Warten auf den Wasserstoff-Audi
Aber so schön das alles klingt, so skeptisch sind die Entwickler von Audi. Realistisch sei eine Marktreife um das Jahr 2025 herum. Irgendwie erinnert das an den Blick der deutschen Autoindustrie auf den Toyota Prius, der lange belächelt und erst spät ernst genommen wurde. Dabei wirkt der Audi A7 h-tron, den ich in Los Angeles um den Block lenken darf, durchaus seriennah. Im Unterschied zum VW-Konzept treiben hier zwei Elektromotoren alle vier Räder an. Zusätzlich zur Brennstoffzelle kann der E-Motor im Heck per Stecker aufgeladen werden. Das soll für 50 Kilometer Reichweite sorgen. Im Wasserstoff-Betrieb sind es mehr als 500 Kilometer, ein Kilogramm H2 soll für 100 Kilometer reichen.
Edle Inhalte
Insgesamt bringt es der saubere A7 auf 170 Kilowatt entsprechend 231 PS, was für ein sportliches Vorankommen sorgt: 7,9 Sekunden auf Tempo 100 laut Audi. Die Brennstoffzelle ist im Vorderwagen montiert, ein Kaltstart soll bis minus 28 Grad Celsius möglich sein. Da in der Abgasanlage nur Wasserdampf entsteht, besteht sie aus leichtem Kunststoff. Aber Audi gibt auch zu, dass die rund 80 Grad heiße Brennstoffzelle höhere Ansprüche als ein vergleichbarer Verbrennungsmotor stellt. Im Gegenzug ist der Wirkungsgrad mit bis zu 60 Prozent deutlich höher. Die Zelle selbst besteht aus mehr als 300 kleineren Zellen, die gemeinsam einen Stapel (,Stack") bilden. Kern einer jeden Einzelzelle ist eine Membran aus einem Polymer-Kunststoff. An beiden Seiten der Membran befindet sich ein Platin-basierter (und damit teurer) Katalysator. Das Prinzip: Wasserstoff und Sauerstoff reagieren zu Wasserdampf, gleichzeitig wird Strom freigesetzt.
Klare Ansage aus Japan
Wie schon 1997 beim Prius mit Hybridantrieb stellt Toyota jetzt mit dem Mirai die Konkurrenz vor vollendete Tatsachen. Schon ab dem 15. Dezember 2014 soll das 1.850 Kilogramm und 4,89 Meter lange Wasserstoffauto in Japan verkauft werden. Seine weiteren Eckdaten: 113 Kilowatt gleich 154 PS Leistung, 9,6 Sekunden auf 100 km/h, Spitze 178 und rund 480 Kilometer Reichweite. Aber auch ein Preis von 78.540 Euro, der aber wahrscheinlich intern durch Toyota subventioniert wird. In Europa sollen die ersten Fahrzeuge ab September 2015 verleast werden. Genauso macht es Hyundai schon seit einiger Zeit mit der Wasserstoff-Version des ix35, dessen kompletter Preis auf diese Weise geschickt kaschiert wird.
Völlig gefahrlos?
So mancher denkt beim Thema Wasserstoff an die leichte Entzündbarkeit und die Bilder des brennenden Luftschiffs ,Hindenburg". Aber Toyota versucht zu beruhigen: Die aus drei Schichten kohlefaserverstärkten Kunststofftanks speichern den Wasserstoff bei einem Druck von 700 bar. Sollte trotzdem einmal etwas austreten, schicken Sensoren eine Warnung ins Cockpit und schalten automatisch den Wasserstoffzufluss ab. Ohnehin würden alle Leitungen und Tanks außerhalb der Fahrzeugkabine liegen, so dass sich austretender Wasserstoff direkt verflüchtigt.
Honda legt nach
Auch Honda ist in Sachen Wasserstoff fleißig: Schon 2007 wurde der FCX Clarity in Kleinserie gebaut, um in den USA und Japan verleast zu werden. Bis Ende März 2016 soll ein ,echtes" Serienmodell eines Brennstoffzellen-Autos in Japan auf den Markt kommen, später auch in andere Teile der Welt. Trotz verkleinertem Stack soll die Leistungsdichte erhöht worden sein und die Leistung mehr als 100 Kilowatt betragen. Das bislang als Studie namens FCV Concept gezeigte Auto soll eine Reichweite von 700 Kilometern bieten. Als Weltpremiere soll laut Honda der gesamte Antriebsstrang einschließlich der Brennstoffzelle komplett im klassischen Motorraum Platz finden.
Mercedes und BMW warten ab
Wo stehen die anderen Hersteller? Mercedes hatte zwar noch 2011 erste Serienfahrzeuge für 2014 angekündigt. Nun plant man laut Herbert Kohler, Leiter der Daimler-Konzernforschung, ,von 2017 an wettbewerbsfähige Brennstoffzellenfahrzeuge in den Markt zu bringen." Dazu forscht man in einer Allianz mit Nissan und Ford. Nach vielversprechenden Studien in den 2000er-Jahren setzte BMW zunächst auf das ,Project i", aus dem die Modelle i3 und i8 hervorgingen. Doch nun arbeitet man gemeinsam mit Toyota am ,Project h", aber erst 2021 soll der erste BMW mit Brennstoffzelle in Serie gehen. Auch hier sind die hohen Materialkosten für Platin und Co. ein Manko.
Warum nicht wankeln?
Zu einem unerwarteten Comeback könnte die Wasserstoff-Idee dem Wankelmotor verhelfen. Waren dessen langgezogenen Brennräume im konventionellen Betrieb von Nachteil, so nutzen sie jetzt der guten Verbrennung des Sauerstoffs. Der Mazda RX-8 Hydrogen RE läuft seit mehreren Jahren in Japan und Norwegen im Testbetrieb. Sein Wirkungsgrad ist gegenüber einer Brennstoffzelle geringer, dafür entfallen teure Materialien und es ist auch ein Betrieb mit Benzin möglich. Allerdings war die H2-Reichweite bislang mit 100 Kilometern recht mau, weil in den RX-8-Sportwagen keine allzu großen Wasserstoff-Tanks passen.
Die Henne und das Ei
Tanken ist das passende Stichwort für das Hauptproblem der Brennstoffzelle: Autohersteller, Mineralölkonzerne und Gasproduzenten schieben sich untereinander den Schwarzen Peter zu: Keine passenden Autos = keine Tankstellen respektive: keine passenden Tankstellen = keine Autos. Derzeit gibt es in Deutschland 30 Wasserstoff-Tankstellen, von denen 15 öffentlich sind. Bis Ende 2015 sollen 13 neue Standorte hinzukommen. Darauf haben sich jüngst Daimler, Linde sowie Total, OMV, Avia und Hoyer geeinigt. Und es wird höchste Zeit: Für das Jahr 2018 wird mit deutlich über zehntausend Brennstoffzellen-Fahrzeugen auf europäischen Straßen gerechnet, unter anderem auch Busse. Deshalb gibt es einen Aktionsplan, um mit Wasserstoff jeden Ort in Deutschland erreichen zu können. Bis 2023 soll das Tankstellennetz auf rund 400 Stationen wachsen. Kostenpunkt: 350 Millionen Euro.
Volkswagen gibt Stoff
Im Rahmen der Messe konnten wir den VW Passat HyMotion und den Audi A7 h-tron Probe fahren. Beim Passat handelt es sich um die US-Ausgabe des Mittelklassewagens. Und so fährt sich dessen Wasserstoff-Version auch: Sehr leise, aber eher gemütlich. Seinen Antriebsstrang teilt sich der Wagen mit der Studie Golf Variant HyMotion. Das bedeutet: Vier im Fahrzeugboden angebrachte Wasserstofftanks mit 700 bar Druck, deren Inhalt für rund 480 Kilometer reichen soll. Die Antriebsleistung beträgt 100 Kilowatt entsprechend 136 PS. Im Fall des Golf kommt noch eine kleine Lithium-Ionen-Batterie zur Rekuperation und als Booster für maximale Beschleunigung dazu. Die erfolgt in zehn Sekunden auf 100 km/h, die Spitze liegt bei 160 Sachen. Konstruktive Basis des sauberen Golf ist der modulare Querbaukasten (MQB). Den E-Antrieb hat VW dem e-Golf entliehen, die Batterie vom Jetta Hybrid. Erprobt wird die Technik derzeit auf den Straßen Kaliforniens.
Geduldiges Abwarten
Und das dürfte noch einige Zeit so bleiben: Die Technik habe man im Griff, wird mir verraten. Aber erst einmal werden der Wettbewerb und die Marktentwicklung beobachtet. Auf gut deutsch: Was wird Toyota an Mirai-Modellen absetzen können? Wer kauft sich Wasserstoff-Autos? Privatleute oder Flottenkunden? Und vor allem: Wie entwickeln sich das Tankstellennetz und die regenerative, aber stromintensive Herstellung des Wasserstoffs? Zu guter Letzt scheiden sich die Geister noch am Preis. Doch auch die Vorteile der Technik sind nicht von der Hand zu weisen: Man fährt elektrisch, hat aber eine deutlich größere Reichweite und muss nicht Stunden an der Steckdose warten. Selbstverständlich möbelt der geringe CO2-Ausstoß von Wasserstoff-Fahrzeugen auch die Öko-Bilanz der Hersteller auf. Die Art und Menge des Stroms, die zur Herstellung des Sprits draufgeht, spielt zumindest für die Flottenverbräuche keine Rolle.
Warten auf den Wasserstoff-Audi
Aber so schön das alles klingt, so skeptisch sind die Entwickler von Audi. Realistisch sei eine Marktreife um das Jahr 2025 herum. Irgendwie erinnert das an den Blick der deutschen Autoindustrie auf den Toyota Prius, der lange belächelt und erst spät ernst genommen wurde. Dabei wirkt der Audi A7 h-tron, den ich in Los Angeles um den Block lenken darf, durchaus seriennah. Im Unterschied zum VW-Konzept treiben hier zwei Elektromotoren alle vier Räder an. Zusätzlich zur Brennstoffzelle kann der E-Motor im Heck per Stecker aufgeladen werden. Das soll für 50 Kilometer Reichweite sorgen. Im Wasserstoff-Betrieb sind es mehr als 500 Kilometer, ein Kilogramm H2 soll für 100 Kilometer reichen.
Edle Inhalte
Insgesamt bringt es der saubere A7 auf 170 Kilowatt entsprechend 231 PS, was für ein sportliches Vorankommen sorgt: 7,9 Sekunden auf Tempo 100 laut Audi. Die Brennstoffzelle ist im Vorderwagen montiert, ein Kaltstart soll bis minus 28 Grad Celsius möglich sein. Da in der Abgasanlage nur Wasserdampf entsteht, besteht sie aus leichtem Kunststoff. Aber Audi gibt auch zu, dass die rund 80 Grad heiße Brennstoffzelle höhere Ansprüche als ein vergleichbarer Verbrennungsmotor stellt. Im Gegenzug ist der Wirkungsgrad mit bis zu 60 Prozent deutlich höher. Die Zelle selbst besteht aus mehr als 300 kleineren Zellen, die gemeinsam einen Stapel (,Stack") bilden. Kern einer jeden Einzelzelle ist eine Membran aus einem Polymer-Kunststoff. An beiden Seiten der Membran befindet sich ein Platin-basierter (und damit teurer) Katalysator. Das Prinzip: Wasserstoff und Sauerstoff reagieren zu Wasserdampf, gleichzeitig wird Strom freigesetzt.
Klare Ansage aus Japan
Wie schon 1997 beim Prius mit Hybridantrieb stellt Toyota jetzt mit dem Mirai die Konkurrenz vor vollendete Tatsachen. Schon ab dem 15. Dezember 2014 soll das 1.850 Kilogramm und 4,89 Meter lange Wasserstoffauto in Japan verkauft werden. Seine weiteren Eckdaten: 113 Kilowatt gleich 154 PS Leistung, 9,6 Sekunden auf 100 km/h, Spitze 178 und rund 480 Kilometer Reichweite. Aber auch ein Preis von 78.540 Euro, der aber wahrscheinlich intern durch Toyota subventioniert wird. In Europa sollen die ersten Fahrzeuge ab September 2015 verleast werden. Genauso macht es Hyundai schon seit einiger Zeit mit der Wasserstoff-Version des ix35, dessen kompletter Preis auf diese Weise geschickt kaschiert wird.
Völlig gefahrlos?
So mancher denkt beim Thema Wasserstoff an die leichte Entzündbarkeit und die Bilder des brennenden Luftschiffs ,Hindenburg". Aber Toyota versucht zu beruhigen: Die aus drei Schichten kohlefaserverstärkten Kunststofftanks speichern den Wasserstoff bei einem Druck von 700 bar. Sollte trotzdem einmal etwas austreten, schicken Sensoren eine Warnung ins Cockpit und schalten automatisch den Wasserstoffzufluss ab. Ohnehin würden alle Leitungen und Tanks außerhalb der Fahrzeugkabine liegen, so dass sich austretender Wasserstoff direkt verflüchtigt.
Honda legt nach
Auch Honda ist in Sachen Wasserstoff fleißig: Schon 2007 wurde der FCX Clarity in Kleinserie gebaut, um in den USA und Japan verleast zu werden. Bis Ende März 2016 soll ein ,echtes" Serienmodell eines Brennstoffzellen-Autos in Japan auf den Markt kommen, später auch in andere Teile der Welt. Trotz verkleinertem Stack soll die Leistungsdichte erhöht worden sein und die Leistung mehr als 100 Kilowatt betragen. Das bislang als Studie namens FCV Concept gezeigte Auto soll eine Reichweite von 700 Kilometern bieten. Als Weltpremiere soll laut Honda der gesamte Antriebsstrang einschließlich der Brennstoffzelle komplett im klassischen Motorraum Platz finden.
Mercedes und BMW warten ab
Wo stehen die anderen Hersteller? Mercedes hatte zwar noch 2011 erste Serienfahrzeuge für 2014 angekündigt. Nun plant man laut Herbert Kohler, Leiter der Daimler-Konzernforschung, ,von 2017 an wettbewerbsfähige Brennstoffzellenfahrzeuge in den Markt zu bringen." Dazu forscht man in einer Allianz mit Nissan und Ford. Nach vielversprechenden Studien in den 2000er-Jahren setzte BMW zunächst auf das ,Project i", aus dem die Modelle i3 und i8 hervorgingen. Doch nun arbeitet man gemeinsam mit Toyota am ,Project h", aber erst 2021 soll der erste BMW mit Brennstoffzelle in Serie gehen. Auch hier sind die hohen Materialkosten für Platin und Co. ein Manko.
Warum nicht wankeln?
Zu einem unerwarteten Comeback könnte die Wasserstoff-Idee dem Wankelmotor verhelfen. Waren dessen langgezogenen Brennräume im konventionellen Betrieb von Nachteil, so nutzen sie jetzt der guten Verbrennung des Sauerstoffs. Der Mazda RX-8 Hydrogen RE läuft seit mehreren Jahren in Japan und Norwegen im Testbetrieb. Sein Wirkungsgrad ist gegenüber einer Brennstoffzelle geringer, dafür entfallen teure Materialien und es ist auch ein Betrieb mit Benzin möglich. Allerdings war die H2-Reichweite bislang mit 100 Kilometern recht mau, weil in den RX-8-Sportwagen keine allzu großen Wasserstoff-Tanks passen.
Die Henne und das Ei
Tanken ist das passende Stichwort für das Hauptproblem der Brennstoffzelle: Autohersteller, Mineralölkonzerne und Gasproduzenten schieben sich untereinander den Schwarzen Peter zu: Keine passenden Autos = keine Tankstellen respektive: keine passenden Tankstellen = keine Autos. Derzeit gibt es in Deutschland 30 Wasserstoff-Tankstellen, von denen 15 öffentlich sind. Bis Ende 2015 sollen 13 neue Standorte hinzukommen. Darauf haben sich jüngst Daimler, Linde sowie Total, OMV, Avia und Hoyer geeinigt. Und es wird höchste Zeit: Für das Jahr 2018 wird mit deutlich über zehntausend Brennstoffzellen-Fahrzeugen auf europäischen Straßen gerechnet, unter anderem auch Busse. Deshalb gibt es einen Aktionsplan, um mit Wasserstoff jeden Ort in Deutschland erreichen zu können. Bis 2023 soll das Tankstellennetz auf rund 400 Stationen wachsen. Kostenpunkt: 350 Millionen Euro.
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