Es ist vertraut, in einem Auto mit Wasserstoff-Brennstoffzelle Vollgas zu geben, selbst wenn man noch nie eines gefahren ist.
Wenn Sie das Gaspedal betätigen, wird eine Substanz in eine mechanische Vorrichtung unter der Motorhaube gepumpt, die sie mit Luft kombiniert, um Energie zu erzeugen.
Dabei entsteht ein Abgas, das in die Atmosphäre entweicht. Wenn sich die Tankanzeige der Marke „E“ nähert, können Sie einfach an einer Zapfsäule anhalten, eine Zapfpistole aufstecken und innerhalb weniger Minuten sind Sie wieder vollgetankt und können weiterfahren.
Dies war heute unsere Erfahrung beim Fahren des iX5 Hydrogen von BMW, einem Prototyp eines Brennstoffzellen-Elektrofahrzeugs (FCEV). Um seine Wasserstoff-Vision zu fördern, hat BMW im Rahmen einer weltumspannenden Verkaufspräsentation zwei linksgelenkte iX5 nach Australien gebracht.
Wie Toyota, Hyundai und einige neue Wasserstoff-Aspiranten in China setzt BMW trotz des scheinbar unaufhaltsamen Siegeszugs der batteriebetriebenen Elektrofahrzeuge (BEV) weiterhin auf Wasserstoff. Und das schon seit geraumer Zeit.
Natürlich ist die Wasserstoff-Geschichte nicht neu. Und BMW arbeitet seinerseits bereits seit 40 Jahren an Wasserstoff-Fahrzeugen, davon die letzten 10 Jahre in Partnerschaft mit Toyota.
Doch da das Absatzwachstum bei BEVs in einigen wichtigen Märkten ins Stocken gerät, gewinnt die bewegte Geschichte des Wasserstoffautos plötzlich wieder an Relevanz.
Wasserstoff, sagt BMW, wird ein wichtiger Bestandteil der zunehmenden Dekarbonisierung der Neuwagenwelt werden. Wir können es nicht nur den BEVs überlassen, sagt die deutsche Marke, und Wasserstoff könnte auf lange Sicht immer noch die klügere Wahl sein.
Europa macht seinen Worten Taten folgen: Es gibt bereits 268 Wasserstofftankstellen und plant, diese Zahl bis 2030 auf 600 auszubauen. Australien verfügt derzeit über acht Tankstellenweitere fünf sind im Bau.
Dennoch erscheint die Wasserstoffvision durch nichts erreichbarer als durch das Fahren eines echten Autos.
Der iX5 Hydrogen, den wir heute testen, ist praktisch ein X5-SUV, der mit allem ausgestattet wurde, was er für den Betrieb mit Wasserstoff braucht. Eine Brennstoffzelle sitzt unter der Motorhaube, während zwei Hochdrucktanks in T-Form dort sitzen, wo früher das Getriebe und der Benzintank waren. In puncto Verpackung bleiben Innen- und Kofferraumvolumen unverändert.
Die kohlenstofffaserverstärkten Tanks, die auf unglaubliche 700 bar (10.152 psi) unter Druck stehen, speichern insgesamt sechs Kilogramm Wasserstoff oder genug für rund 500 km WLTP-Reichweite.
Einer der Hauptvorteile eines FCEV besteht darin, dass das Auftanken nur wenige Minuten dauert, während das Aufladen eines BEV wesentlich länger dauert. BMW nennt seinen FCEV-Ansatz das „EV mit schneller Betankung“.
Voraussetzung hierfür ist natürlich, dass Sie eine Wasserstofftankstelle finden und bereit sind, bei den aktuellen Wasserstoffpreisen etwa 120 bis 170 US-Dollar (schätzungsweise 29 AU-Dollar) für eine Tankfüllung zu zahlen.
Die Brennstoffzelle selbst erzeugt kontinuierlich 125 kW – die „weltweit leistungsstärkste Brennstoffzelle für Personenkraftwagen“, so BMW –, während eine im Heck des Fahrzeugs montierte Bordbatterie weitere 170 kW beisteuert. Zusammen Die Gesamtsystemleistung beträgt 295 kW. Der Antrieb erfolgt über einen einzelnen hinteren Elektromotor, der die Hinterachse antreibt.
Rein äußerlich gibt es kaum etwas, das den iX5 Hydrogen von anderen X5 unterscheidet … abgesehen von den riesigen „Wasserstoff-Brennstoffzelle“-Aufklebern, aber wir können uns nicht vorstellen, dass viele Händler diese Aufkleber in der Ausführung haben.
Im Inneren ist es bis auf ein paar Hinweise genauso. Das digitale Kombiinstrument zeigt beispielsweise den Kraftstoffverbrauch in „kg H2/100km“ an – was auf eine nerdige Art cool ist.
Unsere Fahrt mit dem iX5 Hydrogen beschränkte sich auf eine Runde auf der Fahr- und Handling-Rennstrecke des Lang Lang Proving Ground in Victoria, auf der die Geister von Holdens Vergangenheit noch immer umherschwirren.
Drücken Sie den Einschaltknopf und dieser iX5 startet lautlos und fährt geräuschlos und sanft nur mit seinem Elektromotor los. Wenn Ihnen niemand gesagt hätte, dass er mit Wasserstoff betrieben wird, würden Sie einfach denken, es sei ein Elektroauto.
Es ist jedoch ein besonderes Gefühl, ein Auto zu fahren, das ausschließlich mit Wasserstoff betrieben wird – der gleichen Energie, die auch die Sonne und die Sterne antreibt. (Wir können nur hoffen, dass der Wasserstoff in diesem Testwagen aus erneuerbaren Energien und nicht aus einem großen, fetten Stück Braunkohle gewonnen wurde.)
Treten Sie aufs Gaspedal, und dieser iX5 hat ordentliche Leistung, die sofort verfügbar ist, wie es nur ein Elektromotor kann, und Sie fast lautlos in den Sitz zurückdrückt. Von null auf 100 km/h dauert es „weniger als sechs Sekunden“, behauptet BMW. Er ist nicht langsam.
Die Fahrqualität ist unterdessen ordentlich und in den Kurven fühlt sich der iX5 Hydrogen trotz seines Gewichts von 2.450 kg einfach wie ein Elektrofahrzeug an, mit gutem, wenn auch schwerfälligem Handling.
Wenn Sie vom Gas gehen, wird der iX5 langsamer, ohne dass Sie die Bremsen betätigen müssen, da das Auto die Energie zur späteren Verwendung zurückgewinnt. Dank seiner integrierten 5,0-kWh-Batterie und der einstellbaren Bremsregeneration (über Lenkradwippen) funktioniert der iX5 wie ein Hybrid – und angesichts des hohen Preises dieser Kraftstoffart gibt es viele Anreize, so wenig Wasserstoff wie möglich zu verbrauchen.
Zwischen unseren kurzen Fahrten bei Lang Lang überreicht uns Dr. Jürgen Guldner, BMWs globaler Wasserstoff-Chef (der als BMWs nominierter Wasserstoff-Verkäufer angereist war), ein dünnes Blech, das ein bisschen wie die Kopfdichtung eines Vierzylindermotors aussieht (ohne die großen Löcher).
Sie wurde von Toyota entwickelt und wird von BMW verwendet. Sie ist das Herzstück von allem – die Brennstoffzelle selbst, in der die chemische Magie passiert.
Dr. Guldner erklärt, dass Luft in einen Teil und Wasserstoff in den anderen Teil gelangt, komplizierte Dinge passieren und das Ergebnis ein stetiger Elektronenstrom ist, der bereit ist, durch einen Elektromotor zu rasen. Als Nebenprodukt entsteht dabei lediglich Wasserdampf.
Es gibt eine Art Injektor und das System verfügt über ein Kühlsystem mit einer Art Wassermantel. Es ist faszinierend, wie ähnlich eine Wasserstoffbrennstoffzelle im Prinzip einem Verbrennungsmotor ist. Dr. Guldner erklärt.
„Viele Komponenten sind sehr, sehr ähnlich“, sagt er. „Die Lieferanten, die Abgassensoren und ähnliches herstellen, können auch Wasserstoffsensoren herstellen. Bei den Sensoren ist der Unterschied 10 Prozent. Das Kühlsystem, das Luftansaugsystem, das ist alles gleich.“
„Nur das ist anders“, sagt er und zeigt auf den Wasserstoff-Brennstoffzellenstapel des Fahrzeugs, „aber alles andere ist Verbrennungsmotorentechnologie.“
Angesichts der vielen Arbeitsplätze, die die Automobilindustrie in Deutschland bietet, ist uns die wirtschaftliche und geopolitische Attraktivität der FCEV-Technologie im Vergleich zu BEV durchaus bewusst.
Befürworter von Wasserstoff loben auch die tugendhaft kurze Auftankzeit im Vergleich zum Aufladen eines BEV. Auf dieser Grundlage Wasserstofffahrzeuge könnten zum Ziehen von Lasten sinnvoller sein. FCEVs verbrauchen außerdem weniger Seltenerdmetalle als BEVs und verlieren auch in sehr kalten Klimazonen nicht an Reichweite.
Die Herausforderungen bei der Wasserstoffinfrastruktur sind jedoch noch größer als bei Elektroautos. Die Entwicklung der Ladeinfrastruktur für BEVs hat zumindest einen Vorsprung in Form des bestehenden Stromnetzes. Dieses muss mit der Einführung von BEVs zweifellos erheblich aufgerüstet werden, aber im Vergleich dazu fängt Wasserstoff bei Null an.
Dr. Guldner sagt, dass eine Wasserstoff-Infrastruktur auf lange Sicht günstiger sein könnte, als das gesamte Stromnetz für die flächendeckende Einführung elektrischer Elektrofahrzeuge (BEV) komplett umzurüsten.
Es stellt sich die Frage der Effizienz. Um ein Wasserstoff-FCEV anzutreiben, muss man den Wasserstoff erzeugen, zum Beispiel durch Elektrolyse, wofür Strom benötigt wird. BEVs umgehen diesen Zwischenhändler, indem sie es Ihnen ermöglichen, das Auto einfach direkt an der Stromquelle aufzuladen.
Wasserstoff müsste außerdem ähnlich wie Benzin heute verschifft und per LKW transportiert werden – eine potenzielle Exportmöglichkeit für Länder mit einem großen Potenzial an erneuerbarer Energie wie Australien –, doch die Nutzung von Energie zum Transport von Energie ist nicht ideal. Insbesondere dann nicht, wenn der Seetanker, der den Wasserstoff transportiert, mit fossilen Brennstoffen betrieben wird.
Und erwähnen Sie nicht die Verbrennung von Wasserstoff. Toyota hat zwar einige Wasserstoff-Verbrennungsmotoren angedeutet und vor kurzem mit der Erprobung eines wasserstoffbetriebenen Hiace-Vans begonnen – die einen zukunftssicheren, gewissenhaften Auspuffsound versprechen – aber die Verbrennung von Wasserstoff in einem Pkw ist eine Idee, die Ingenieure zusammenzucken lässt.
Wenn der iX5 Wasserstoff in einem Verbrennungsmotor verbrennen würde, anstatt ihn in einer Brennstoffzelle zu verwenden, hätte er eine Reichweite von 300 statt 500 km, sagt Dr. Guldner.
BMW hat in den 2000er-Jahren mit der Wasserstoffverbrennung experimentiert und sogar einen 7er mit Wasserstoff-V12-Motor in Serie verkauft. Doch Dr. Guldner erklärt, dass das Unternehmen das derzeit nicht auf dem Radar hat.
„Wir glauben, dass (Wasserstoff) bei Lastwagen tatsächlich funktionieren könnte“, sinniert er. „Eine gute Zwischenlösung könnte zumindest die Umrüstung eines Dieselmotors auf Wasserstoff sein, was eine gute Sache sein könnte.“
„In größerem Maßstab, etwa bei Bergbauausrüstung, ist es die perfekte Lösung, diese zu dekarbonisieren, denn da kommt es nicht wirklich auf Effizienz an, sondern auf Strom, und die Wasserstoffverbrennung ist eine großartige Lösung.“
Wer auf einen M3 mit V8-Saugmotor und Wasserstoffverbrennung hofft, der in seinen Abgasen nur Wasserdampf produziert, kann wohl nur weiter beten. „Wir haben uns das einfach noch nicht angesehen“, sagt Dr. Guldner.
Was wir jedoch wissen, ist, dass es bald wasserstoffbetriebene BMWs geben wird, und zwar viele davon. In seiner Präsentation zeigte uns Dr. Guldner eine Grafik, die das nahezu exponentielle Wachstum der BEV-Palette von BMW veranschaulicht. Seit dem ersten MINI E im Jahr 2009 gibt es mittlerweile 13 elektrische BMW-Modelle, und weitere vier stehen kurz bevor.
Ähnlich wie der MINI E, der die aktuelle BEV-Reihe von BMW begründet, befand sich auf der anderen Seite der Grafik der iX5 Hydrogen, den wir heute gefahren sind, wobei Pfeile auf viele kommende Brennstoffzellenmodelle hinweisen.
Die meisten von ihnen werden in den 2030er Jahren hier sein, sagt Dr. Guldner. Die ersten sollen noch vor 2030 eintreffen, also besteht kein Grund, den Atem anzuhalten.
Eine weitere, einigermaßen relevante Frage ist, wie viel in Serie produzierte Wasserstoff-Brennstoffzellenautos kosten könnten. Dr. Guldner zeigte sich optimistisch.
„Ich denke, wir könnten die Kosten in den Bereich senken, der für ein kommerziell tragfähiges Produkt erforderlich ist“, sagt er.
Unabhängig von den Kosten kündigte BMW Australien an, alle Wasserstoffprodukte in Australien anzubieten.
Am Ende unserer Fahrt mit dem iX5 Hydrogen sind wir optimistisch und ermutigt – aber auch ein wenig entmutigt. Der Aufbau eines richtigen Wasserstofftankstellennetzes würde enorme Anstrengungen erfordern, ein Vermögen kosten und sicherlich Jahrzehnte dauern.
Aber es scheint, als sei es nur eine Frage der Zeit, des Geldes und der Mittel – und all das ist für Wasserstoff vorhanden, und das nicht nur bei BMW. Die Dynamik ist da.
Auch wenn es so aussieht, als sei das Rennen um den Ersatz von mit fossilen Brennstoffen betriebenen Personenkraftwagen eher ein Langstreckenrennen als ein Sprint, würden wir Wasserstoff noch nicht abschreiben.
