Mit Hilfe der Brennstoffzelle will die Automobilindustrie den umweltschonenden Energieträger Wasserstoff nutzen. Sie soll die Energie erzeugen, mit der Elektromotoren Fahrzeuge antreiben. Die Entwicklung ist weit fortgeschritten, doch bis zur Serienreife wird noch Zeit ins Land gehen. BMW setzt dagegen auf einen bivalenten Verbrennungsmotor, der sowohl Wasserstoff als auch Benzin nutzt und schon jetzt Serienreife erlangt hat.
Deutschland, in den 80er Jahren Vorreiter in Sachen Wasserstoff und Brennstoffzelle, hatte in den vergangenen Jahren den Anschluss an die Weltspitze verloren. Für den Vorstandsvorsitzenden des Deutschen Wasserstoff- und Brennstoffzellen-Verbands (DWV) in Berlin, Dr. Johannes Töpler, zeichnet sich nun endlich eine Trendwende ab. Er sieht ein steigendes Interesse an der Wasserstoff- und Brennstoffzellen-Technologie aufgrund wachsender Sorge um das Weltklima und der zunehmenden Sensibilisierung der Bevölkerung für das Thema Energieversorgung.
„Im Sinne einer nachhaltigen Sicherung unserer zukünftigen Energieversorgung müssen Wasserstoff als Speicher- und Transportmittel und Brennstoffzellen als hocheffiziente Wandler eine tragende Rolle einnehmen“, fordert Töpler. Nach 30 Jahren der Forschung sei jetzt die Schwelle zur Markteinführung von Wasserstoff und Brennstoffzelle erreicht. Das gelte sowohl für Deutschland und Europa als auch für Japan und speziell für die USA, wo zum Beispiel in Kalifornien auch gesetzliche Rahmenbedingungen zur Einführung von Zero Emission Vehicles gegeben sind.
Wenn auch die Hersteller von Pkw im vergangenen Jahr mit ihren Arbeiten an Wasserstoff und Brennstoffzellen relativ wenig Schlagzeilen gemacht haben, so wird doch fleißig entwickelt und erprobt. Erwähnt seien hier Projekte wie der Audi A2H2, der Mercedes-Benz F600 Hygenius oder der VW Touran Hy-Motion, die zeigen, dass der Übergang vom Prototypen zum Serienmodell mühsam, aber wenig aufregend ist.
Pkw von Honda schon 2008
Schnell auf den Markt kommen will der japanische Automobilbauer Honda. Er hat angekündigt, schon 2008 in den USA und in Japan einen Pkw mit Brennstoffzellenantrieb auf den Markt zu bringen. Das Fahrzeug soll von einem
Elektromotor mit einer Leistung von 95 kW/129 PS angetrieben werden, der von einer Wasserstoff-Brennstoffzelle und einer Lithium-Ionen-Batterie mit Energie versorgt wird. Bei einer Reichweite von 570 km wird die Höchstgeschwindigkeit bei 160 km/h liegen.
Als weltweit erster Automobilhersteller hat BMW im vergangenen Herbst ein mit Wasserstoff (Hydrogen) angetriebenes Fahrzeug in der BMW 7er Reihe (BMW 760 Li als Basis) für den Alltagsverkehr präsentiert, das den Serienentwicklungsprozess durchlaufen hat. Der BMW Hydrogen 7, so heißt das neue Fahrzeug, ist das Ergebnis jahrzehntelanger Erfahrung in der Erprobung von Wasserstoff als Antriebstechnologie bei den Münchnern, die seit den 80er Jahren Wasserstoff-Motoren entwickeln und erproben.
BMW setzt auf bivalenten Verbrennungsmotor
Im Gegensatz zu den meisten Automobilbauern setzt BMW nicht auf die Brennstoffzelle, sondern auf einen bivalenten, sowohl mit Benzin als auch mit Wasserstoff betriebenen, Verbrennungsmotor. Solange eine flächendeckende Wasserstoffversorgung nicht gewährleistet ist, kann der Motor durch einfaches Umschalten der Betriebsart per Knopfdruck am Lenkrad auch auf herkömmliches Superbenzin zurückgreifen. Im Wasserstoffbetrieb emittiert der Hydrogen 7 praktisch nur Wasserdampf. In dieser Betriebsart beträgt die Reichweite des Fahrzeugs mit einer Tankfüllung flüssigen Wasserstoffs mehr als 200 km. Weitere 500 km können im Benzin-Modus zurückgelegt werden.
Sicher über der Hinterachse untergebracht, fasst der Wasserstofftank rund 8 kg Flüssigwasserstoff. Allerdings reduziert sich dadurch das vorhandene Kofferraumvolumen auf lediglich 225 l. Das Fassungsvermögen des Benzintanks liegt bei 74 l.
Der Wasserstoff-Verbrennungsmotor basiert auf dem Benzin-Triebwerk des BMW 760i. Eine Direkteinspritzung versorgt den Motor im Benzinbetrieb mit Kraftstoff. Zusätzlich haben die Konstrukteure in die Sauganlage des Motors eine Wasserstoffzuleitung integriert. Schlüsseltechnologie sind die zur Gemischaufbereitung notwendigen Einblaseventile, die in Bruchteilen von Sekunden die benötigte Menge an Wasserstoffgas in die Ansaugluft einbringen.
Im Vergleich zu herkömmlichen Kraftstoffen weist Wasserstoff eine um bis zu zehnmal höhere Verbrennungsgeschwindigkeit auf. Das bewirkt höhere Wirkungsgrade. Um dieses Potenzial vollständig nutzen zu können, wird für den V12-Motor des Hydrogen 7 eine flexible Motorsteuerung benötigt. Dafür bieten die BMW-Steuertechniken Valvetronic und Doppel-Vanos die idealen Voraussetzungen. Gaswechsel und Einspritzrhythmus können gezielt auf die Eigenschaften des Wasserstoff-Luft-Gemisches abgestimmt werden.
Das Triebwerk erzeugt aus einem Hubraum von 6,0 l eine Leistung von 191 kW/260 PS. Bei einer Motordrehzahl von 4300 min-1 wird das maximale Drehmoment von 390 Nm erreicht. Der BMW Hydrogen 7 beschleunigt in 9,5 s von null auf 100 km/h und erreicht eine elektronisch limitierte Höchstgeschwindigkeit von 230 km/h. Diese Werte gelten sowohl im Wasserstoff- als auch im Benzinbetrieb.
Kleinserien für den Alltag
Die Münchner Automobilbauer haben eine Kleinserie von 100 BMW Hydrogen 7 produziert, deren Nutzung im alltäglichen Straßenverkehr neue Erkenntnisse für die Weiterentwicklung ergeben sollen. Die 100 Fahrzeuge werden an ausgewählte Multiplikatoren aus Politik, Wirtschaft und Gesellschaft vergeben. Ende April übergab Stefan Krause, Mitglied des Vorstands der BMW AG für Finanzen, dem Bundesminister für Wirtschaft und Technologie, Michael Glos, in der Bundeshauptstadt einen BMW Hydrogen 7.
„Die H2-Technologie birgt die Chance, den Standort Deutschland langfristig als Technologieführer zu stärken. Wir brauchen dringend Alternativen, die unsere natürlichen Ressourcen und unser globales Klima schonen. BMW ist ein Beispiel dafür, wie die deutsche Automobilindustrie Lösungsansätze vorantreibt, um die nachhaltige Mobilität von morgen zu sichern“, begründet Michael Glos seine Entscheidung, den BMW Hydrogen 7 zu fahren.
„Wasserstoff hat als alternativer Energieträger langfristig das Potenzial für eine praktisch emissionsfreie Mobilität“, unterstreicht Stefan Krause die Bedeutung des Energieträgers. Doch der Einstieg in ein neues Energiezeitalter sei ein Marathon und kein Sprint. „Es bedarf gemeinsamer Anstrengungen, um diesen Umstieg zu verwirklichen“, ruft er alle Mitstreiter auf.
DWV; Telefon: (07 00) 49376-8 35;
E-Mail: h2@dwv-info.de
BMW Group; Telefon 089/382-0;
E-Mail: Daniel.Kammerer@bmw.de
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