Wir waren schon im neuen Wasserstoff-Bus unterwegs

Eine verlässliche Ausrede fürs Zuspätkommen in der Schule war und ist immer noch der Satz ,Der Bus hat sich verspätet". Eine Alternative für kreative Schüler der Zukunft schlägt Christian Mohrdieck vor: ,Ich habe den Bus nicht gehört." Als Chef der Brennstoffzellen- und Batterieentwicklung bei Daimler weiß Mohrdieck, wovon er spricht: Busse mit Brennstoffzellen-Antrieb sollen deutlich leiser sein als heutige Dieselfahrzeuge. Wir haben uns über den neuen Citaro FuelCell Hybrid informiert und eine Runde als Fahrgast damit gedreht.

Wasserdampf statt CO2, Stickoxid und Ruß
Das Fahrzeug basiert auf der aktuellen, zweiachsigen und etwa zwölf Meter langen Version des Stadtbusses von Daimler, dem Citaro-Solobus. Der wird normalerweise von einem Sechs- oder Zwölfliter-Diesel über eine Vier-, Fünf- oder Sechsgang-Automatik und die Hinterachse angetrieben. Er verbraucht dann runde 50 Liter Diesel auf 100 Kilometer. Ohne fossile Treibstoffe kommt der neue Brennstoffzellen-Bus von Daimler voran. Außerdem entsteht statt Kohlendioxid, Stickoxid und Ruß als Abgas nur Wasserdampf. Das Prinzip: Die Brennstoffzelle erzeugt aus Wasserstoff und Luftsauerstoff elektrische Energie, die dann von Elektromotoren in Vortrieb umgesetzt wird.

Zwei Wandler und zwei Speicher
Der Brennstoffzellen-Citaro wird von Mercedes korrekterweise als Hybridfahrzeug bezeichnet. Meist für die Kombination aus Benzin- und Elektroantrieb verwendet, steht der Begriff nach UN-Definition für jedes mit mindestens zwei Energiewandlern und zwei Energiespeichern ausgerüstete Gefährt. Als Energiewandler fungieren beim Brennstoffzellenfahrzeug ein oder mehrere Elektromotoren sowie die Brennstoffzellen. Als Energiespeicher sind ein Lithium-Ionen-Akku sowie Wasserstofftanks an Bord.

Stack von AFCC
Der Brennstoffzellen-Bus von Daimler greift auf Module zurück, die auch für den F-Cell Hybrid verwendet werden, also die B-Klasse mit Brennstoffzelle. So hat der Citaro zwei Brennstoffzellenmodule auf dem Dach, wie sie auch in der B-Klasse eingesetzt werden. Jedes davon leistet 60 Kilowatt (kW). Die Stacks stammen von der Automotive Fuel Cell Cooperation (AFCC), einem Brennstoffzellen-Spezialisten, der Daimler und Ford gemeinsam gehört.

Nur 350 bar Wasserstoffdruck
Hinzu kommen zwei Radnaben-Elektromotoren an der Hinterachse, die jeweils 109 PS (80 kW) leisten. Der Wasserstoffvorrat liegt in sieben 350-bar-Tanks auf dem Dach. Die bei vielen Brennstoffzellen-Pkws eingesetzten 700-bar-Tanks werden hier nicht verwendet, weil die Infrastruktur für Tanks mit dem geringeren Druck besser ist. Auch so ergibt sich eine Gesamtmenge von 35 Kilo Wasserstoff, die bei einem Verbrauch von etwa zehn bis 14 Kilo auf 100 Kilometer eine Reichweite von 250 Kilometer ermöglicht. Als Zwischenspeicher dient ein Lithium-Ionen-Akku vom US-Hersteller A123, der 26 Kilowattstunden an elektrischer Energie fasst. Das reicht laut Daimler für eine rein elektrische Fahrstrecke von zwei bis fünf Kilometer.

Drei Generationen seit 1997
Der Citaro Fuel Cell Hybrid ist bereits die dritte Generation von Brennstoffzellen-Bussen von Mercedes. Die erste entstand schon 1997, doch beim Nebus handelte es sich nur um ein einzelnes Forschungsfahrzeug. Von 2001 bis heute waren dann schon 36 Stück von der zweiten Brennstoffzellen-Bus-Generation im Einsatz. Von der neuen Generation sollen nun 31 Stück entstehen, und nun bewegt man sich laut Daimler im Bereich der Vorserienentwicklung. Ein Serienfahrzeug könnte dann etwa 2015 auf den Markt kommen.

Hohe Verfügbarkeit in Hamburg
Von den 36 Stück des alten Brennstoffzellen-Citaro wurden bis zu acht in Hamburg eingesetzt. Anfangs hielt man für eventuelle Ausfälle bei den Fuel-Cell-Modellen konventionelle Ersatzbusse vor. Doch bald ging man davon ab: Die Verfügbarkeit von 96 Prozent war praktisch genauso hoch wie bei den Diesel-Bussen. Der Wasserstoff kam in Hamburg gratis vom Energieversorger Vattenfall. Er wurde umweltfreundlich aus der Wasserelektrolyse gewonnen, wobei auch noch Strom aus Wind- und Solarenergie eingesetzt wurde.

Wasserstoffgewinnung aus Erdgas?
Der meiste Wasserstoff wird heute allerdings Erdgas hergestellt. Beim so genannten Reforming entsteht –genauso wie bei einer Verbrennung pro Molekül Methan ein Molekül Kohlendioxid. So ist die CO2-Bilanz ähnlich wie beim Einsatz von Erdgas als Kraftstoff. Darauf angesprochen, gibt Mohrdieck uns recht, ergänzt aber: ,Eine weitere Quelle ist die Chloralkali-Elektrolyse, einem industriellen Prozess, bei dem Wasserstoff als Nebenprodukt entsteht – der wird ansonsten abgefackelt." Da hat Mohrdieck recht, nur spielt diese Herstellungsart quantitativ kaum eine Rolle.

Hoher Wirkungsgrad der Brennstoffzelle
Mohrdieck weiter: ,Auch bei der Herstellung des Wasserstoffs aus Erdgas ist die CO2-Bilanz noch besser als bei fossilen Energieträgern. Das liegt an der Effizienz der Brennstoffzelle." Tatsächlich soll der Stack im neuen Fuel-Cell-Bus soll einen Wirkungsgrad von 58 Prozent erreichen – deutlich mehr als ein Dieselmotor mit maximal 45 Prozent schafft. Mohrdieck gab uns gegenüber den Diesel-Wirkungsgrad in der Praxis sogar mit unter 25 Prozent an. Letztendlich stimmt uns Mohrdieck aber zu: Am sinnvollsten ist die Herstellung von Wasserstoff mithilfe regenerativ erzeugter Energie.

Unangenehmes Pfeifen
Als Fahrgast fallen einem am Fuel-Cell-Citaro zunächst nur wenige Unterschiede zum gewohnten Dieselmodell auf. Außen erkennt man das Fahrzeug an der kleinen Dampfwolke über dem Heck: Hier kommt der Wasserdampf heraus. Innen ist der Brennstoffzellen-Bus überraschenderweise deutlich lauter als ein Dieselbus. Mercedes arbeitet derzeit noch daran, das unangenehme Pfeifen zu verringern. Wie Mohrdieck uns auf Nachfrage erklärt, stammen die Geräusche von den vier Lüfterventilatoren, die den Stack auf etwa 80 Grad halten. Außerdem hört man die Kompressoren, die die Stack-Zuluft auf etwa zwei bar verdichten. ,Darüber hinaus gibt es so etwas wie die Abgasrückführung beim normalen Auto", so Mohrdieck weiter. Der von der Anode kommende Wasserstoff wird nochmal dorthin zurückgeleitet, und auch das Gebläse dafür erzeugt Geräusche. Schließlich ist wie in einem Dieselbus die Klimaanlage zu hören.

Fazit: Technik für übermorgen
Trotz der etwas störenden Geräusche ist der Unterschied zu einem Dieselbus für den Fahrgast unerheblich. Zu den Vorteilen des Brennstoffzellen-Busses gehört, dass weder Ruß noch Stickoxid emittiert wird, und auch CO2 entsteht nicht. Es kommt jedoch darauf an, dass der Wasserstoff nicht aus Erdgas gewonnen wird – sonst kann man gleich mit diesem Kraftstoff fahren. Auch das Verhältnis zwischen Diesel- und Wasserstoffpreis wird eine Rolle spielen. Vor dem Brennstoffzellen-Bus jedoch wird so oder so der Stadtbus mit seriellem Dieselhybrid eingeführt. Der wird derzeit in einer Gelenkzugvariante des Citaro von Mercedes erprobt. So ist der Fuel-Cell-Bus eigentlich erst der zweite Schritt – also die Technik von übermorgen.

Bildergalerie: Brennstoffzellen-Bus