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Wasserstoff-Fahrzeuge – null Emissionen

Spezial_Mobilität_Wasserstoff-Fahrzeuge

Saubere Sache

Der Königsweg für den Fahrzeug-Antrieb der Zukunft heißt ohne Zweifel Wasserstoff. Die Vorteile liegen auf der Hand: praktisch null Emissionen. Denn Wasserstoff reagiert mit Sauerstoff zu Wasser. Allerdings kommt reiner Wasserstoff in der Natur nicht vor. Zur Herstellung – etwa aus Wasser oder Kohlenwasserstoff – gibt es heute eine Reihe unterschiedlichster Verfahren. Zu den wichtigsten gehört die Gewinnung aus Erdgas. Eine wirklich schadstofffreie Mobilität ist jedoch nur möglich, wenn Wasserstoff mithilfe regenerativer Energiequellen wie Wasser-, Wind- und Solarkraft oder aus Biomasse gewonnen wird. In zahlreichen Forschungsprojekten arbeitet die Automobilindustrie in Kooperation mit der chemischen Industrie und den Mineralölgesellschaften seit Jahren an der Entwicklung praxistauglicher Fahrzeuge sowie an Betankungskonzepten. Dabei beschreiten die Automobilbauer unterschiedliche Wege.


Antriebskonzepte

Verbrennungsmotor
Die direkte Verbrennung von Wasserstoff im Motor hat den Vorteil, dass das bewährte Antriebsaggregat weiter genutzt werden kann. Die Fahrzeuge verfügen über einen zusätzlichen Drucktank für flüssigen Wasserstoff. Das bietet die Möglichkeit, bivalente Fahrzeuge zu bauen, die auch herkömmliche Kraftstoffe konsumieren. Diese Fahrzeuge fahren dann unabhängig von einem flächendeckenden Wasserstoff-Stationen-Netz.

Brennstoffzelle
In der Brennstoffzelle reagieren Wasserstoff und Sauerstoff miteinander zu Wasser. Beide Gase sind durch einen Elektrolyten voneinander getrennt und tauschen nur über einen elektrischen Leiter Elektronen aus. Dieser Elektronenfluss macht die Brennstoffzelle zur Stromquelle. Diese treibt über einen Elektromotor das Fahrzeug oder diverse Nebenaggregate an. Als Reaktionsprodukt entsteht reines Wasser. Den für den Betrieb notwendigen Wasserstoff führen Brennstoffzellen-Fahrzeuge an Bord mit. Der Weg zur Marktreife ist für Autos mit Brennstoffzellenantrieb noch lang: Nach den Ankündigungen der Automobilkonzerne werden die ersten Fahrzeuge nicht vor 2010 bis 2015 in den Verkauf gehen, manche Marktbeobachter sprechen sogar von 2020 oder 2025.

Feldversuche

CUTE-Programm
Während der Fußball-WM 2006 transportierten zwei MAN-Wasserstoff-Busse im Rahmen der Green Goal-Initiative mehrere tausend Passagiere im Pendelverkehr zwischen dem Berliner Flughafen Tegel und dem Olympiastadion. Das Projekt war Teil des von der EU geförderten internationalen HyFleet:CUTE-Programms (CUTE = Clean Urban Transport for Europe). Bis Ende 2007 sollen 14 Wasserstoff-Busse mit Verbrennungsmotor in der Hauptstadt zum Einsatz kommen. Und die Hamburger Hochbahn erhöhte ihre DaimlerChrysler-Flotte von drei auf neun Busse mit Brennstoffzellen-Technologie. Bereits in der Anfangsphase von CUTE war der TÜV Rheinland mit im Boot, begleitete das Typprüfverfahren der Fahrzeuge. Die Allgemeine Betriebserlaubnis in Deutschland war seinerzeit die Basis für die Genehmigungen in den anderen Ländern.

Tankprüfungen
TÜV Rheinland unterstützt den Kölner Automobilhersteller Ford bei der Entwicklung und Zulassung von Wasserstoff-Pkw, prüft unter anderem die auf einen Druck bis 350 bar ausgelegten Tanks durch Brand- und Berstversuche. Um künftig die Praxistauglichkeit dieser mobilen Technologieträger erheblich zu erhöhen, sind bereits neuartige Behälter in der Erprobung, die Belastungen bis 700 bar standhalten. Das bedeutet eine Volumenersparnis von über 40 Prozent. Die Reichweite verdoppelt sich auf rund 500 Kilometer.

Tankstellen
1999 nahm am Münchner Flughafen die erste deutsche Wasserstoff-Tankstelle ihren Betrieb auf. Der automatisierte Tankvorgang erwies sich als absolut sicher. 2004 folgte in Berlin eine zweite Zapfanlage, die in eine ganz normale Straßentankstelle integriert ist. Hier tanken die Teilnehmer an dem internationalen Pilotprojekt Clean Energy Partnership (CEP) mit ihren Versuchsfahrzeugen gasförmigen und flüssigen Wasserstoff.

  • Gasförmiger Wasserstoff: An der Tankstelle wird Wasser mit Hilfe elektrischer Energie in die Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt (Elektrolyse). Der gasförmige Wasserstoff (GH2) wird zur Lagerung auf 350 bar komprimiert.
  • Flüssiger Wasserstoff: Der bei minus 253 Grad Celsius verflüssigte Wasserstoff (LH2) wird in Tankwagen angeliefert.