Neue Transporter mit Brennstoffzellenantrieb

Gerade hat man sich mit dem Gedanken angefreundet, in Zukunft mit einem batterieelektrischen Transporter unterwegs zu sein, schon kommt eine neue Technologie auf den Markt: Fahrzeuge mit Brennstoffzellenantrieb. Diese Elektro-Fahrzeuge speichern ihre Energie nicht in Akkus, sondern in Form von Wasserstoff. In der Brennstoffzelle wird aus diesem Wasserstoff und Luft mittels eines Katalysators Strom zum Antrieb des E-Motors. Als einziges Produkt dieser Reaktion kommt reiner Wasserdampf aus dem Auspuff.

„Wasserstoff ist eine zukunftsweisende Lösung für ein effizientes Energiesystem frei von fossilen Kraftstoffen“, sagt Opel-Chef Michael Lohscheller. Am Opel-Standort in Rüsselsheim befindet sich das globale Kompetenzzentrum Wasserstoff & Brennstoffzellen von Stellantis. Bei der Unternehmensgruppe, zu der unter anderem Opel, Fiat, Citroën und Peugeot gehören, ist man überzeugt, dass der Brennstoffzellenantrieb im Transporter Zukunft hat. „Dieses Antriebssystem verbindet alle Vorzüge von Null-Emissionen, hoher Reichweite und kurzen Tankstopps“, so Lohscheller.

Keine Nachteile bei Ladevolumen und Nutzlast

Entsprechend bringt Stellantis in diesem Jahr drei Transporter mit Brennstoffzellenantrieb auf den Markt: den „Opel Vivaro-e Hydrogen“ und die Schwestermodelle „Citroën e-Jumpy Hydrogen“ und „Peugeot e-Expert Hydrogen“. Alle drei verfügen über einen Wasserstoff-Brennstoffzellenantrieb mit Plug-in-Batterie. Mit einer Tankfüllung Wasserstoff sollen sie mehr als 400 km weit kommen (gemäß WLTP). Das Auftanken dauert gerade einmal drei Minuten – in etwa so kurz wie ein Tankstopp mit konventionellem Diesel oder Benziner.

Wasserstofftank, Brennstoffzelle und Batterie sind dabei so platzsparend untergebracht wie bei Modellen mit herkömmlichem Antrieb. Mit bis zu 6,1 m³ ist der Laderaum ebenso groß wie bei den Diesel- oder batterieelektrischen Varianten der Transporter. Auch die Nutzlast ist vergleichbar. Nur die Anhängerlast ist bei den elektrischen Varianten mit 1000 kg deutlich niedriger als beim Diesel (1885 kg gebremst bei 12 Prozent Steigung). Die ersten Fahrzeuge mit Wasserstoffantrieb will Stellantis ab dem Herbst 2021 ausliefern, allerdings zunächst nur an Flottenkunden.

Emissionsarm mit „grünem“ Wasserstoff

Wie ist die Brennstoffzellen-Technologie gegenüber batterieelektrischen Antrieben für Transporter zu bewerten? Die Unternehmensgruppe Stellantis sieht Transporter mit Brennstoffzellenantrieb als Ergänzung zu batterieelektrisch angetriebenen Transportern. So sollen Transporter mit Brennstoffzellenantrieb vor allem für Einsätze geeignet sein, bei denen keine langen Ladestopps möglich sind und eine höhere Reichweite gefordert ist. Zudem muss die Technologie auch im Hinblick auf das ursprüngliche Ziel der Elektromobilität betrachtet werden: der Reduzierung der CO₂-Emissionen in Deutschland und Europa. Dabei gilt bei der Brennstoffzellen-Technologie, ähnlich wie beim batterieelektrischen Antrieb, dass Treib-hausgase nur eingespart werden, wenn die verbrauchte Energie regenerativ gewonnen wurde. Bei Brennstoffzellen-Fahrzeugen bedeutet das, dass sie nur Vorteile bei der CO₂-Reduzierung bieten, wenn sie mit „grünem“ Wasserstoff betrieben werden. Der Wasserstoff wird dabei durch Elektrolyse von Wasser unter Einsatz von Strom aus erneuerbaren Quellen wie Photovoltaik oder Windenergie gewonnen. Ohne den Einsatz regenerativer Energien würden bei der Wasserstoffherstellung pro Tonne Wasserstoff geschätzt bis zu 23,3 Tonnen CO₂ erzeugt – wenn man den aktuellen, durchschnittlichen deutschen Strommix zugrunde legt. Dabei sind die Strukturen für „grünen“ Wasserstoff in Deutschland noch gar nicht aufgebaut. Heute wird Wasserstoff zu 95 Prozent aus Erdgas (Methan) hergestellt – mit einem entsprechend hohen CO₂-Fußabdruck.

Besser als Batterien?

Weiteres Problem des Brennstoffzellenantriebs ist der Wirkungsgrad: „Nur ein Viertel der Ausgangsenergie fließt am Ende in den Antrieb, drei Viertel gehen von der Energiequelle bis zur Straße verloren – beim E-Lkw ist das Verhältnis umgekehrt“, so Matthias Gründler, CEO von Traton, dem Lkw-Ableger von VW. Das Unternehmen fokussiert sich bei seinen Lkw daher auf batterieelektrische Fahrzeuge.

Zu einem etwas anderen Schluss kommt eine Studie der Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr (IAV), einem Engineering-Partner der Automobilindustrie: Hier wurde auf Grundlage der Lebenszyklus-Betrachtung das CO₂-Einsparpotenzial von einem rein batterieelektrischen Antrieb, einer Brennstoffzelle und einem Wasserstoffverbrennungsmotor untersucht, das Ganze auf Basis eines zu erwartenden deutschen Strommixes im Jahr 2030. Marc Sens, Studien- und Fachbereichsleiter bei der IAV, fasst die Kernergebnisse der Studie wie folgt zusammen: „Mit allen drei untersuchten Antriebsvarianten ließe sich unter konsequenter Lebenszyklus-Betrachtung der CO₂-Footprint im Verkehrssektor im Jahr 2030 deutlich reduzieren.“ Auch bei leichten Nutzfahrzeugen sind deutliche Einsparpotenziale möglich. „Dabei ist die Brennstoffzelle (132 beziehungsweise 117 g CO₂/km) nach unserer Kalkulation dem rein batterieelektrischen Antrieb (139 g CO₂/km) aufgrund der für die 500 km Zielreichweite erforderlichen Batteriegröße sogar leicht überlegen“, so Sens.

Unser Fazit: Die Brennstoffzellen-Technologie für Fahrzeuge befindet sich noch in einem frühen Stadium. Wer im Alltag täglich nicht mehr als 200 bis 300 km fährt, dem bieten die Brennstoffzellen-Fahrzeuge keinen Vorteil. Wer allerdings seine Baustellen in größerer Entfernung hat, für den könnten Fahrzeuge mit Brennstoffzellenantrieb eine interessante Alternative sein.

Dipl.-Ing. Olaf Meier hat Maschinenbau studiert und schreibt als freier Autor unter anderem für die Zeitschriften bauhandwerk und dach+holzbau.