Autoblog Deutschland

1. Wie funktioniert der Wasserstoffantrieb nach dem Brennstoffzellen-Prinzip?

Brennstoffzellen-Fahrzeuge werden wie Elektrofahrzeuge von einem Elektromotor angetrieben. Der hierfür erforderliche Strom wird jedoch nach Angaben des ADAC nicht in einer Batterie mitgeführt, sondern in der Brennstoffzelle direkt im Fahrzeug erzeugt. Dies erfolgt durch die Umkehrung der Elektrolyse. Dabei reagieren Wasserstoff und Luftsauerstoff zu Wasser unter Abgabe von elektrischer Energie und Wärme. Brennstoffzellen-Antriebe im Fahrzeug sind effizient und leise. Der drehmomentstarke Elektromotor erlaubt ein stufenloses Beschleunigen.

Eine Fahrzeug-Brennstoffzelle setzt sich aus vielen Einzelzellen zusammen, die in Reihe zu einem Block geschaltet genügend Leistung für den Antrieb eines Elektromotors generieren. Dies geschieht völlig emissionsfrei, nur Wärme und Wasserdampf werden freigesetzt. Damit ist ein Auto mit Brennstoffzelle ein Zero Emission Vehicle (ZEV). Zugleich ersetzt die Brennstoffzelle die Lichtmaschine im Auto: Sie liefert Strom für die laufend zunehmende Steuerungselektronik in Pkw, aber auch für die Standheizung oder die Klimaanlage.

2. Kann Wasserstoff auch direkt als Kraftstoff in Verbrennungsmotoren eingesetzt werden?

Wasserstoff kann als Kraftstoff auch in entsprechend modifizierten Ottomotoren zum Einsatz kommen. Bisherige Motoren sind dabei bivalent ausgelegt, d.h. es kann sowohl Benzin als auch Wasserstoff verbrannt werden (z.B. BMW Hydrogen 7). Wasserstoff-Verbrennungsmotoren basieren auf einem normalen Serienmotor, unterscheiden sich jedoch von diesen durch das modifizierte An­saugsystem, das einer­seits eine Direkteinspritzung des Benzins, andererseits eine Einblasung des Wasserstoffs in die Saugrohre ermöglicht. Ein weiterer Unterschied liegt in der veränderten Verbrennungssteuerung und in der Abgasnachbehandlung, wodurch während der Fahrt mit Wasserstoff als Emission praktisch nur Wasser und in geringen Mengen NOx entsteht.

3. Wie wird der Wasserstoff in Fahrzeugen transportiert?

Die Tanks von Wasserstoff-Fahrzeugen unterscheiden sich von denen konventioneller Pkw. Sie speichern den Wasserstoff entweder gasförmig unter hohem Druck (350 bar) oder flüssig bei sehr tiefen Temperaturen (minus 253°C). In diesem Aggregatzustand besitzt er die höchste Energiedichte. Zur Speicherung kommen meist superisolierte, doppelwandige Tanks zum Einsatz. Zwischen den beiden Hüllen befinden sich in einem Vakuum Isolationsmaterialien, die den Tank unabhängig von der Außentemperatur kalt halten und Abdampfverluste minimieren.

4. Gibt es bereits Fahrzeuge mit Wasserstoff-Antrieb zu kaufen?

Bislang sind keine „serienmäßigen" Fahrzeuge mit Wasserstoff-Antrieb auf dem Markt erhältlich.

Die laufenden bzw. für die nahe Zukunft geplanten Projekte der Automobilhersteller sind Studien sowohl zur Gewinnung neuer Erkenntnisse über diese Antriebskonzepte im Alltagsbetrieb als auch über die Anforderungen an die erforderliche Infrastruktur. Um hierzu nähere Erkenntnisse zu gewinnen, wurde u.a. die Clean Energy Partnership (CEP) im Juni 2002 gegründet. Die CEP startete im Mai 2008 in einer neuen Zusammensetzung von zwölf Partnern in eine zweite Phase: die Berliner Verkehrsbe­triebe (BVG), BMW, Daimler, Ford, GM/Opel, die Hamburger Hochbahn, Linde, Shell, StatoilHydro, TOTAL, Vattenfall Europe und Volkswagen.

Ziel ist es, den Energieträger Wasserstoff technologisch zu erschließen und auf Alltagstauglichkeit und Systemfähigkeit hin zu erproben. Die Clean Energy Partnership ist Bestandteil der nationalen Nachhaltigkeitsstrategie und wird von der deutschen Bundesregierung gefördert. Weitere Informationen zu diesem Projekt und zu den Wasserstoff-Modellen der beteiligten Hersteller siehe www.cleanenergypartnership.de

5. Sind Wasserstoff-Autos umweltfreundlicher?

Die lokale Emissionsfreiheit ist ein klarer Vorteil des Brennstoffzellen-Fahrzeuges. Berücksichtigt werden müssen aber auch die Emissionen und die Energieverluste, die bei der Erzeugung des Wasserstoffs anfallen. Denn, Wasserstoff kommt in der Natur nur in gebundener Form vor – d.h. er muss unter hohem Energieeinsatz gewonnen werden.

Ein wesentlicher Beitrag zur Reduzierung der CO2-Emissionen im Verkehr ist daher erst möglich, wenn die Wasserstofferzeugung mittels regenerativer Energiequellen erfolgt. Ansonsten würde man die Emissionsproblematik nur vom mobilen Bereich der Autos auf den stationären Bereich der Wasserstofferzeugung verlagern. Mögliche Quellen für die Herstellung von Wasserstoff könnten Photovoltaik, Wind- und Wasserkraft, Solarthermie, Geo-Thermie und die Nutzung der Biomasse sein. Als wichtigste regenerative Quelle sehen die Wissenschaftler dabei die Windenergie. Doch hier beginnt bereits das Problem, denn für die Massenproduktion regenerativer Energien fehlt die Infrastruktur. Auch das entsprechende Tankstellennetz für Wasserstoff muss erst installiert werden.