Brennstoffzellen als zukunftsträchtige Antriebsalternative?
VON Andrea Hauser Allgemein Auto
Das Prinzip der Brennstoffzelle
Beim Brennstoffzellenauto wird der klassische Verbrennungsmotor durch einen Elektromotor ersetzt, der durch eine Brennstoffzelle angetrieben wird. Die Funktionsweise der Brennstoffzelle ist bereits seit 1839 bekannt: Damals erkannte der britische Physiker William Grove die Möglichkeit, durch die Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff Energie zu erzeugen.
Viele Jahre später fand die Zelle vor allem bei in der Weltraumfahrt und bei U-Booten Verwendung. Ende der 90er Jahre feierten Wissenschaftler die Brennstoffzelle als saubere und effiziente Energieerzeugung – doch technische Pannen und hohe Kosten setzten den Hoffnungen schnell ein Ende. Wir kennen die Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff als Knallgasreaktion aus dem Chemieunterricht in der Schule.
In der Brennstoffzelle werden die beiden Bestandteile jedoch durch eine dünne Membran getrennt, so dass sie nie in direkten Kontakt treten. Die dünne Trennschicht zwischen Anode und Kathode wirkt als Elektrolyt und sorgt für eine kontrollierte Abgabe des Stroms, der einen Elektromotor antreibt. Als Abgas stösst das brennstoffzellengetriebene Fahrzeug lediglich Wasserdampf aus – sauberer geht es nicht!
Toyotas FCV
Im Jahr 2015 soll Toyotas Brennstoffzellenlimousine FCV auf den Markt kommen. Die Abkürzung FCV steht für Fuel Cell Vehicle. Auf der Consumer Electronics Show in Las Vegas präsentierte Toyota Anfang des Jahres erstmals einen Prototypen des künftigen Modells. Das Unternehmen forscht eigenen Angaben zufolge bereits seit 22 Jahren an der Möglichkeit, ein Fahrzeug mit Wasserstoff anzutreiben.
In einer Pressemitteilung des Unternehmens heisst es, die Reichweite des Fahrzeugs läge bei 500 Kilometern, einmal Volltanken dauere rund drei Minuten. Auf einer Präsentation in Hamburg erläuterte der japanische Autobauer die Funktionsweise des FCV und stellte einen Preis von weniger als 80’000 Euro für den Wagen in Aussicht.
Der hohe Preis resultiert aus dem in der Brennstoffzelle verwendeten Platin – als wirkliches Schnäppchen kann der Wagen sicher nicht bezeichnet werden. Der FCV wird durch einen Elektromotor angetrieben, der seinen Strom von einem Brennstoffzellenblock – Stack – genannt bezieht. Die Ausstattung des Wagens wird dem eines üblichen Mittelklassefahrzeugs entsprechen.
Hyundai und Honda sind ebenfalls am Start
Toyota ist nicht der erste Autobauer, der ein Wasserstofffahrzeug für den Massenmarkt konzipiert. Hyundai hat als weltweit erster Autobauer den ix35 Fuel Cell vorgestellt, der bereits im Sommer 2014 erhältlich sein soll. Mit einer Stückzahl von rund 1’000 ist das Angebot noch recht überschaubar. Mit einer Reichweite von rund 600 Kilometern leistet der iX35 Fuel Cell das sechsfache eines klassischen E-Cars.
Während das Elektroauto dann für mehrere Stunden zum Laden an der Steckdose hängt, ist der Brennstoffzellenwagen nach wenigen Minuten wieder einsatzbereit. Einziges Problem dürfte es sein, eine entsprechende Tankstelle zu finden: In der Schweiz gibt es aktuell eine einzige Tankstelle, zwei weitere befinden sich in der Planung. In Deutschland gibt es rund 40 Wasserstofftankstellen, ganz Europa kommt auf 67 Tankstellen. Einen konkreten Preis nennt der koreanische Hersteller nicht – es heisst, die Wagen würden per Leasing abgegeben, wobei die Ratenhöhen individuell vereinbart werden sollen.
Honda hat im letzten Jahr auf der Los Angeles Auto Show ein Brennstoffzellenfahrzeug vorgestellt. Der FCEV Concept soll im Jahr 2015 auf den Markt kommen und über eine Reichweite von 500 Kilometern verfügen. Damit etabliert Honda bereits sein drittes Modell auf dem Markt. Bereits im Jahr 2002 lieferte das Unternehmen mit dem FCX, der zum Leasing für Fahrzeugflotten bereitstand, das erste Brennstoffzellenfahrzeug aus. Modelle für Endverbraucher folgten. Von allen Modellen lieferten die Japaner nur sehr geringe Stückzahlen aus. Der FCEV Concept soll zunächst in den USA und Japan etabliert werden, danach auch in Europa verfügbar sein.
Platin treibt die Kosten in die Höhe
Einer Studie der Unternehmensberatungsgesellschaft Roland Berger zufolge werden die Kosten für Brennstoffzellen in den nächsten zehn Jahren deutlich sinken. Doch für die Erreichung eines gewissen Marktpotentials reicht dies den Experten zufolge noch nicht aus.
Der höchste Kostenfaktor ist das Platin – die Autobauer versuchen, diesen teuren Rohstoff durch ein günstigeres Edelmetall zu ersetzen. Der Rohstoff Platin ist nicht nur extrem selten, sondern wird lediglich in Russland und Südafrika gefördert – zwei Länder bei denen die Hersteller nicht auf verlässliche Lieferungen setzen können. Derzeit kostet eine Brennstoffzelle für ein Fahrzeug etwa 45’000 Euro, Platin macht davon einen Anteil von rund 70 Prozent aus.
Bis dahin sehen die Experten das Brennstoffzellenauto eher als Nischenprodukt, das es aufgrund der enormen Kosten kaum auf den Massenmarkt schaffen wird. Grundsätzlich sieht Roland Berger in den Brennstoffzellen einen alternativen Energieantrieb, der mit Emissionsfreiheit punktet. Zunächst müssten nach Ansicht der Beratungsgesellschaft jedoch gravierende technische Hürden überwunden werden, um den Wagen für die breite Allgemeinheit interessant zu machen.
Ob sich das Brennstoffzellenauto letztlich als massentauglich erweist, ist vor allem von der weiteren Entwicklung abhängig. Schaffen die Autobauer eine Alternative zum teuren Platin, ist langfristig durchaus mit dem emissionsfreien Fahrzeug zu rechnen. Bis dahin ist noch ein weiter Weg zurückzulegen.
Oberstes Bild: Toyota FCV Concept (Bild: TTTNIS, Wikimedia)
Mehr zu Andrea Hauser
Aus meinem langjährigen Hobby, dem Schreiben, ist im Jahr 2010 ein echter Job geworden - seitdem arbeite ich als selbständige Texterin. Davor war ich als gelernte Bankkauffrau im klassischen Kreditgeschäft einer Hypothekenbank tätig. Immobilien und Baufinanzierungen sowie Versicherungen zählen daher zu meinen Steckenpferden. Ich entdecke aber auch gern neue Themen abseits dieser „trockenen Materie“ und arbeite mich gern in neue Gebiete ein.
