Die Fahrzeugindustrie setzt große Hoffnung auf Brennstoffzellen-Autos: Fahrspaß ohne Schadstoffemission ist ein schlagkärftiges Verkaufsargument – der Zukunft. Bis zur Serienreife der Prototypen ist allerdings noch einige Forschung nötig.
Studie von Peugeot: Auf der IAA wurde der Brennstoffzellen-Prototyp "Fluxx" vorgestellt. Foto: dpa
DÜSSELDORF. Autofahren ohne schlechtes Gewissen – die Brennstoffzelle soll es möglich machen. Trotz einiger Rückschläge verstärken die Autohersteller ihre Anstrengungen, um die umweltfreundliche Antriebstechnik zur Serienreife zu bringen. „Neben batteriebetriebenen Elektromotoren ist die Wasserstoff-Brennstoffzelle derzeit das wichtigste Pferd im Rennen“, sagt Martin Wietschel, Forscher in der Energieabteilung des Karlsruher Fraunhofer-Instituts für System- und Innovationsforschung.
Ziel der Autokonzerne ist nichts Geringeres als die Technologieführerschaft beim Fahrzeugantrieb der Zukunft. „Die deutschen Autohersteller haben die Marktchancen des Hybridantriebs unterschätzt“, sagt Wietschel. „Nun versuchen sie, diese Panne mit neuen Antriebskonzepten wettzumachen.“ Die Hoffnung: Mit Hilfe von Strom aus regenerativen Energiequellen wie Sonne, Wind oder Biomasse wird Wasser per Elektrolyse in seine Bestandteile Sauerstoff und Wasserstoff gespalten. Letzterer soll von Brennstoffzellenautos in elektrische Energie umgesetzt werden. Aus dem Auspuff quillt statt dreckiger Abgase reiner Wasserdampf, der Kreislauf ist geschlossen. Bis es soweit ist, müssen jedoch noch einige Probleme gelöst werden – der Weg ist schwerer als erhofft.
Bislang erwiesen sich die Prognosen der Autohersteller als voreilig. Bereits im Jahr 2000 hätten weltweit eine halbe Million Brennstoffzellen-Fahrzeuge unterwegs sein sollen. Tatsächlich waren es gerade einmal 52 – allesamt in Pilotprojekten. Der Brennstoffzellen-Pionier Daimler versprach etwa 1997 eine Serieneinführung für das Jahr 2004. Heute betreiben die Stuttgarter zwar weltweit eine etwa 100 Fahrzeuge starke Brennstoffzellen-Flotte. Einen Start in die Serie sehen sie jedoch nicht vor dem Jahr 2015.
Im Vorteil wähnt sich die japanische Konkurrenz, die schon beim Hybridantrieb die Nase vorn hatte. „Wir haben drei Jahre Vorsprung“, verkündet Sachito Fujimoto, Chefentwickler des Brennstoffzellen-Autos bei Honda. Mit dem Modell Fuel-Cell X (FCX) will der Autohersteller im kommenden Jahr in die Fertigung einer Kleinserie einsteigen. Auf dem heimischen Markt und in den USA sollen ab 2008 jährlich bis zu 100 Fahrzeuge des FCX getestet werden. Doch auch Honda rechnet erst mit einer Kommerzialisierung ab 2015; fünf Jahre später soll die Großserienfertigung folgen.
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Laut einer Studie der Unternehmensberatung McKinsey ist das größte Hindernis bei der Nutzung der Wasserstoff-Brennstoffzelle ihr Preis. Selbst bei Rohölpreisen von 100 Dollar pro Barrel und unter Annahme eines technologischen Quantensprungs bleibt das Brennstoffzellenauto noch viel zu teuer für den Massenmarkt: sowohl wegen seiner hohen Anschaffungskosten – das Doppelte eines weiterentwickelten Benziners – als auch wegen der hohen Betriebskosten. „Die Brennstoffzelle wird bis 2020 keine relevante Alternative sein“, urteilt daher McKinsey-Studienleiter Philipp Radtke.
Die Kosten drücken könnte eine Entwicklung von Volkswagen. Den Wolfsburger Ingenieuren gelang es im vergangenen Jahr, eine Brennstoffzelle zu entwickeln, die auch Temperaturen von bis zu 160 Grad standhält. „Diese wird das Gesamtsystem im Auto kleiner, leichter und alltagstauglicher machen – und das bei geringeren Herstellungskosten“, sagt VW-Sprecher Harthmuth Hoffmann. Einen Prototyp mit der neuen Brennstoffzelle wird es jedoch frühestens 2010 geben. Größtes Hindernis ist laut Hoffmann die Tatsache, dass es bezüglich der Herstellung, Lagerung und Speicherung von Wasserstoff nur Insellösungen gibt.
So erzeugt die Brennstoffzelle im PKW durch die Reaktion von Wasserstoff mit Sauerstoff zwar Energie mit einem extrem hohen Wirkungsgrad von bis zu 45 Prozent. Doch der Wasserstoff selbst ist keine Energiequelle, sondern ein sekundärer Energieträger, wie das warme Wasser in der Zentralheizung. Zählt man die Verluste bei seiner Herstellung, Lagerung und Speicherung zusammen, so kommen an den Rädern letztlich höchstens 20 bis 30 Prozent der ursprünglich eingesetzten Energie an. „Das liegt nur leicht über der Energiebilanz eines heutigen Benziners“, sagt Fraunhofer-Experte Wietschel.
Und auch mit dem scheinbar schlagenden Vorteil, der Null-Emissionen, ist es noch nicht weit. Denn der Treibstoff ist nur so umweltfreundlich, wie die Energie, aus der er entsteht. Bisher wird Wasserstoff zu mehr als 90 Prozent aus einer Dampfreformierung von Erdgas gewonnen, die wiederum Kohlendioxid freisetzt. Immerhin: Die Abgase könnten so aus den Ballungsräumen in die Peripherie verbannt werden und die Feinstaubdiskussion wäre graue Vergangenheit.
