Alternative Antriebe Toyota sucht Mitstreiter für Wasserstoff-Antriebe

Viele Hersteller und Politiker in Deutschland setzen für die Zukunft auf batterieelektrisch betriebene Fahrzeuge. Eine Alternative dazu ist der Wasserstoff: Daran forscht derzeit Toyota – und ist dabei nicht allein.

Industrie, Politik und Medien setzen hierzulande – zumindest beim Pkw – mehrheitlich auf rein batterieelektrische Antriebe. Doch auch die Alternative Wasserstoff bleibt im Fokus. Ein Hersteller, der sich seit jeher für ein Nebeneinander unterschiedlicher Antriebe engagiert und diese auch anbietet, ist Toyota. Zusammen mit dem koreanischen Hersteller Hyundai machen sich die Japaner auch für Elektroautos mit Brennstoffzellen an Bord stark.

Unterstützung kommt aus Frankreich, wo Rennfahrer Olivier Lombard mit seinem Unternehmen Hopium den Boliden „Alpha 0“ vor einigen Monaten als Prototypen vorstellte. Für das Brennstoffzellenfahrzeug gibt es 1.000 Vorbestellungen. Es soll mit einer Wasserstoffbetankung die nur drei Minuten dauern soll rund eintausend Kilometer fahren können.

Um weitere Mitstreiter zu finden, hat Toyota alle Patente freigegeben, die der Konzern auf die Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologien weltweit hält. Mit erstem Erfolg. Nachdem Mercedes-Benz seine Kleinserie GLC F-Cell frühzeitig wieder eingestellt hat, will BMW bei dieser Antriebsform vorne mitmischen.

Wasserstoff-Antrieb

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Der BMW iX5 Hydrogen soll zunächst ebenfalls als Kleinserie ab Ende nächsten Jahres vom Band rollen. Wie die Asiaten hofft auch BMW auf eine Verbesserung der Rahmenbedingungen. Erst dann wollen die Bayern im Laufe der zweiten Hälfte der Dekade das SUV in Serie produzieren.

Mahle testet Wasserstoffmotor

Auch der Stuttgarter Zulieferer Mahle hat seine Forschung und Entwicklung in Richtung Wasserstoff und Brennstoffzelle aufgestockt. Etwa hundert Mitarbeiter arbeiten bislang am Stammwerk in Stuttgart am Thema. Wo es noch bis vor kurzem um den Dieselmotor ging, werden an zwei umgerüsteten Prüfständen jetzt Komponenten für Brennstoffzellen und Wasserstoffmotoren getestet, um wirtschaftliche und robuste Systemlösungen zu entwickeln.

Toyota setzt vehement auf die Wasserstoff-Brennstoffzellen-Technologie. Für den Brennstoffzellen-Stack, das Herzstück des Antriebs mit Wasserstofftechnologie und Brennstoffzellen, entwickle man derzeit viele Produkte, heißt es seitens Mahle. Zum Beispiel arbeite das Unternehmen an Konzepten, wie sich die Zellstapel am besten puffern lassen. Gleichzeitig laufen auf dem zweiten Prüfstand aktuell Tests für einen Wasserstoffmotor. Mit einem solchen Motor, der Wasserstoff verbrennt, lasse sich schon jetzt 99,x Prozent CO₂ sparen.

Alternative Antriebe

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Der Zulieferer plädiert für eine diversifizierte Mobilität, bei der Verbrenner mit synthetischen Kraftstoffen, Wasserstoffverbrenner, batterieelektrische und Fahrzeuge mit Brennstoffzellentechnik und entsprechend kleiner Batterie in Koexistenz auf den Straßen fahren sollen. „Alle unsere Maßnahmen“, betont Roman Stiehl, bei Mahle Leiter Forschung Systemtechnologie, „haben die Klimaneutralität zum Ziel.“

Brennstoffzellen-Fahrzeuge als Ergänzung zum E-Auto

Gleichwohl sehen Mahle wie auch das Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme, ISE, in Freiburg den Brennstoffzellenantrieb auf der Straße primär bei Nutzfahrzeugen. Zunächst. Denn Ulf Groos, Leiter Brennstoffzellensysteme am ISE, weist darauf hin, dass die globale Erzeugung von Wasserstoff, dessen Transport und die Betankung von Brennstoffzellenfahrzeugen mit H₂ in der Gesamtbilanz „ökonomisch und auch ökologisch gleichwertig zum Pfad erneuerbaren Stroms zum Batteriefahrzeug ist, wenn man die globalen Lieferketten und Massenmobilität betrachtet.“ Der Forscher betont, man müsse „heute beide Wege betrachten und die Brennstoffzelle auch im Pkw nicht ausschließen.“

Auch langfristig sieht Groos Brennstoffzellenfahrzeuge (FCEV) im Pkw-Segment als sinnvolle Ergänzung zum BEV, zumal „ich derzeit nicht erkennen kann, wie die Ladepunkte für eine Massenmobilität mit BEV ökonomisch sinnvoll aufgebaut werden können.“ Eine H₂-Infrastruktur ist aus seiner Sicht zumindest vergleichbar gut darstellbar.

H2Fly

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„Der Aufbau von öffentlichen Ladepunkten bis zum Jahr 2030 für BEV kostet 0,5 bis 3 Milliarden Euro, der Aufbau von öffentlichen H₂-Tankstellen circa 1,5 Milliarden Euro. Da die Nutzung von BEV noch eine Vielzahl an privat in der Garage installierten Ladepunkten erfordert, sind die volkswirtschaftlichen Kosten für BEV sogar noch höher.“

Verschwiegen werden in diesem Zusammenhang darf nicht, dass die batterieelektrische Mobilität deutlich effizienter ist. Für den Antrieb mit Brennstoffzellen verschwinden 40 Prozent der eingesetzten Energie bei der Produktion des Wasserstoffs bei der Elektrolyse. Der Vorteil von Wasserstoff: Er lässt sich transportieren.

Dieser Aspekt wird allerdings erst wirklich interessant, wenn es Ökostrom zuhauf gibt, mit dem sich Wasserstoff klimaneutral herstellen lässt. Zumindest Deutschland ist davon weit entfernt, und so konzentriert man sich hierzulande auf den brennstoffzellenbetriebenen Schwerlastverkehr.

Zweite Generation des Mirai: 30.000 Autos pro Jahr

In der Bevölkerung gibt es Zuspruch für FCEV. Gleichwohl bleibt das Angebot an Pkw mit dem Toyota Mirai und dem Hyundai Nexo weiterhin denkbar überschaubar. Von seinen für das Jahr 2025 geplanten 670.000 Elektroautos will Koreaner Hyundai knapp ein Sechstel weltweit als Brennstoffzellenfahrzeuge verkaufen.

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War der Mirai der ersten Generation noch in Handarbeit gefertigt, so läuft der Nachfolger in einer eigenen Fabrik vom Band. Pro Jahr könnten 30.000 Mirai verkauft werden. Dieses Jahr waren es bislang 500. Der Mirai in der jetzt zweiten Generation ist in der Strategie von Toyota der Wegbereiter für eine Ausweitung des Brennstoffzellenantriebs auf weitere Modelle des Herstellers. Ähnlich der Popularisierung des Hybridantriebs mit dem Alltagsmodell Prius ab dem Jahr 1990.

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