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Alternative Antriebe:BMW setzt weiter auf Wasserstoff

Batterie oder Wasserstoff - PKW mit Brennstoffzelle

Einige deutsche Automanager setzen beim Wechsel zu klimafreundlichen Antrieben nicht nur auf Elektroautos mit Batterie, sondern auch auf Brennstoffzellen mit Wasserstoff.

(Foto: dpa)

BMW setzt die Entwicklungskooperation mit Toyota fort und nennt erste technische Details zu neuen Brennstoffzellenfahrzeugen. Doch im Detail gibt es noch viel zu tun.

Weiter emissionsfrei fahren, wenn anderen die Puste ausgegangenen ist: BMW will auch in zehn Jahren noch den gewohnten Langstreckenkomfort bieten. Anders als der Volkswagen-Konzern, der die Entwicklung von Wasserstofffahrzeugen herunterfährt, setzen die Münchner deshalb auf Vielfalt: Neben dem reinen Batterieantrieb und Plug-in-Hybriden soll auch die kalte "Verbrennung" von Wasserstoff eine reelle Zukunftschance bekommen. "Wir sind überzeugt, dass künftig verschiedene alternative Antriebsformen nebeneinander existieren werden, da es keine alleinige Lösung gibt, die sämtliche Mobilitätsanforderungen der Kunden weltweit abdeckt", sagt Klaus Fröhlich, "der Wasserstoff-Brennstoffzellenantrieb kann langfristig eine vierte Säule in unserem Antriebsportfolio werden", so der scheidende BMW-Entwicklungsvorstand.

Wie bereits angekündigt will BMW bis 2022 eine Kleinserie von Brennstoffzellen-Hybriden bauen. Statt einer externen Lademöglichkeit nutzen die Elektrofahrzeuge auf Basis des BMW X5 Brennstoffzellen als interne Energiequelle. Hunderte von papierdünnen Membranen unter der Motorhaube erzeugen den Strom aus Wasserstoff und Luftsauerstoff. Anders als bei einem konventionellen Motor soll die kontrollierte (Knallgas-)Reaktion aber nicht besonders dynamisch ablaufen. Stattdessen liefert der phlegmatische Energiewandler eine gleichmäßige Grundlast von bis zu 125 kW (170 PS). Diese Leistung soll für eine Dauer-Reisegeschwindigkeit von 180 km/h und selbst für Serpentinenstrecken in den Bergen genügen. Macht BMW jetzt auf Volvo und baut demnächst nur noch entspannte Gleiter mit eingebautem Tempolimit?

Nein, denn ein 275 kW (374 PS) starker Elektromotor sorgt für Dynamik auf dem Niveau eines Sechszylindermodells. Die Zusatzenergie für Spurts bekommt der BMW i Hydrogen Next aus einer Pufferbatterie, die wie beim BMW X5 45e über der Hinterachse sitzt. Genau wie der Plug-in-Hybrid kann auch das Wasserstofffahrzeug in wenigen Minuten genügend Kraftstoff für mehr als 500 Kilometer Reichweite tanken. Außerdem gewinnen beide beim Verzögern einen Teil der Schubenergie zurück, um die Batterie zu laden. Doch damit sind die Ähnlichkeiten der Elektroautos auch schon erschöpft. Der Wasserstoffantrieb ist nicht nur leichter als die massigen Akku-Pakete beispielsweise eines Porsche Taycan. Das Brennstoffzellenfahrzeug soll auch bei kaltem Winterwetter oder in heißen Sommern auf der Autobahn länger durchhalten, weil er wesentlich mehr Energie an Bord hat.

Alleskönner sind Wasserstoffautos aber noch lange nicht. Das zeigt ein genauerer Blick auf den Antriebsstrang: Ein BMW Plug-in-Hybrid wie der BMW X5 45e bringt seinen (deutlich schwächeren) Elektromotor im Getriebetunnel unter. Damit kann er alle vier Räder antreiben, egal ob er im verbrennungsmotorischen oder im rein elektrischen Fahrmodus unterwegs ist. Der BMW i Hydrogen Next muss auf den Allradantrieb verzichten, da sein Elektromotor nur die Hinterachse antreibt. Für die meisten Kunden dürfte Wasserstoff aber erst dann zur Alternative werden, wenn das System mehr kann als ein Batterieauto - zum Beispiel schwere Lasten wie Boote oder Pferdeanhänger (abseits der Straße) über längere Strecken ziehen. Dafür ist der BMW i Hydrogen Next zu schwach ausgelegt, zumal seine sechs Kilogramm Wasserstoff im Gespannbetrieb nicht für die angekündigten 500 Kilometer reichen werden. Erst recht nicht bei einer Alpenüberquerung.

An eine Serieneinführung denkt BMW erst nach 2025. Bis dahin müssen nicht nur die Kosten des Brennstoffzellenantriebs sinken, sondern auch die Tanks weiterentwickelt werden. In den Prototpyen ist jeweils ein großer, zylindrischer 700-bar-Tank im Mitteltunnel untergebracht, ein zweiter, kleinerer sitzt quer vor der Hinterachse. Mit dieser Crash-geschützten Konfiguration lässt sich das Tankvolumen kaum weiter erhöhen, deshalb arbeitet BMW im Forschungsprojekt BRYSON mit Partnern an neuartigen, bauraumeffizienten Tanks in Flachbauweise. Ließen sich die Wasserstoffspeicher mit einem derart hohen Druckniveau wie ein Benzintank relativ frei formen, wären sie wesentlich einfacher und mit größerem Volumen in bestehende Fahrzeugarchitekturen zu integrieren. In jedem Fall sind erhebliche Fortschritte nötig, um tatsächlich auf die Praxis-Reichweite und Tankzeiten von Dieselfahrzeugen zu kommen.

Toyota hat gerade einen Wasserstoff-Lkw mit einer neuen Tanktechnik angekündigt, verrät aber noch keine Details. BMW arbeitet seit 2013 mit den Japanern bei Brennstoffzellen zusammen. Dadurch haben sich die Münchner aufwändige Grundlagenforschung in der Zelltechnologie und Patentstreitereien erspart. Offen bleibt, ob es eine weitergehende Kooperation bei der Tanktechnik oder bei der Zellfertigung geben wird. Toyota hat als Pionier der Brennstoffzellentechnologie von der ersten Mirai-Generation seit 2014 insgesamt gut 10 000 Limousinen verkauft. Neue Produktionsanlagen für die zweite Mirai-Generation sollen die Stückzahl in diesem Jahr auf jährlich 30 000 Fahrzeuge steigern. Damit würden die Japaner die weltweite Führungsposition bei Wasserstoff vor dem koreanischen Hyundai-Konzern übernehmen. Die Koreaner wollen bis 2025 insgesamt 110 000 Brennstoffzellenfahrzeuge bauen.

Auch Daimler forscht seit Anfang der 90er Jahre an dieser Technologie, doch vom Mercedes EQC F-Cell gibt es nur eine Kleinserie von 3000 Stück. Das nächste Serienmodell der Stuttgarter könnte ein schwerer Fernverkehr-Lkw mit Brennstoffzellenantrieb und 600 Kilometer Reichweite sein. Der Truck ist für die zweite Hälfte dieses Jahrzehnts angekündigt. Vorher wird es auch der BMW i Hydrogen Next nicht zur Serienreife schaffen.

© SZ.de/cku
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Von Joachim Becker

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