Nicht nur auf eine Technologie setzen

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14. April 2023

Nicht nur auf eine Technologie setzen

Lars-Peter Thiesen, Opels Leiter EinfĂŒhrungsstrategie Wasserstoff und Brennstoffzelle, hat die Entwicklung des Brennstoffzellenantriebs in Deutschland von Anfang an begleitet und maßgeblich mitgeprĂ€gt. Im Interview mit HZwei plĂ€diert er fĂŒr ein technologieoffenes Zusammenspiel von batterie- und wasserstoffbasierter ElektromobilitĂ€t, das sich an Markt und Bedarf orientiert und nicht an Direktiven. Zugleich sieht er den Wasserstoff als Transportspeicher der Zukunft fĂŒr erneuerbare Energien und wirft den Wirkungsgrad-Kritikern eine beschrĂ€nkte Sichtweise vor.

HZwei: Dr. Thiesen, können Sie die Vorteile des Brennstoffzellenantriebs in drei, vier Punkten benennen?

Thiesen: Ein Brennstoffzellenauto ist ein Null-Emissions-Fahrzeug. Es fĂ€hrt elektrisch, und aus dem Auspuff kommt nur Wasserdampf. Zweiter Punkt ist die Betankungszeit. Man kann die Autos bei 700 bar in drei Minuten betanken. Übrigens ein standardisierter Prozess, der anders als bei der Batterieelektrik, wo es ja große Unterschiede gibt, international gilt. Dann die hohe Reichweite. Und ein vierter Punkt, der speziell auf unsere Anwendung im Vivaro-e Hydrogen zutrifft: Wir erhalten den vollen Laderaum im Vergleich zu Verbrenner oder batterieelektrischem Antrieb, was bei einem Brennstoffzellenantrieb keine TrivialitĂ€t ist.

Wie gelingt Ihnen das?

Durch das sogenannte Mid-Power-Konzept. Dabei ist die Brennstoffzelle nur etwa halb so groß wie die Maximalleistung des Elektromotors, mit dem Vorteil, dass das System unter die Motorhaube passt. Die Wasserstofftanks ersetzen im Unterboden die große Traktionsbatterie des batterieelektrischen Antriebs, und eine zusĂ€tzliche kleinere Batterie unter den Sitzen dient als Leistungspuffer und Energiereserve. So gibt es weder EinschrĂ€nkungen beim Packaging noch in der Anwendung.

Und wo liegen die Nachteile des Brennstoffzellenantriebs?

Es gibt im Wesentlichen drei Herausforderungen, vor denen wir noch stehen: Die erste ist die Tankstelleninfrastruktur. Wir haben in Deutschland zwar ein weltweit einzigartiges System mit rund 100 Tankstellen, aber fĂŒr Kunden, die komplett auf Wasserstoff setzen, sollte das Tankstellennetz weiter ausgebaut werden. Zweitens sind die Kosten fĂŒr die Fahrzeugkomponenten noch relativ hoch, weil die StĂŒckzahlen noch ĂŒberschaubar sind. Der SchlĂŒssel zum Erfolg lautet hier ‚economies of scale‘, um die Kosten weiter zu reduzieren. Und dann gibt es noch die dritte Herausforderung, dass wir mittelfristig genĂŒgend grĂŒnen, also nachhaltig und klimaneutral produzierten Wasserstoff brauchen.

Warum hat sich die Technologie nicht lÀngst schon durchgesetzt? Sie sind immerhin seit mehr als zwanzig Jahren am Thema dran. Die Technik scheint doch ausgereift beziehungsweise kalkulierbar, oder?

Das stimmt. In der technischen Entwicklung haben wir die wesentlichen HĂŒrden genommen. Das hat aber seine Zeit gebraucht. Beispielsweise bei der KaltstartfĂ€higkeit. Der Brennstoffzellenantrieb produziert ja Wasserdampf, der bei Minusgraden gefrieren kann, wenn er im System verbleibt. HĂ€tten Sie mich 1999 gefragt, hĂ€tte ich gesagt: In zwei, drei Jahren haben wir das als Industrie im Griff. Es hat dann aber zehn Jahre gedauert. Opel hatte dann das erste Brennstoffzellenauto, das bei minus 20 °C Außentemperatur ohne Hilfsaggregate abgestellt werden konnte.

Der andere Punkt ist: Durch die E-Offensive trat die Wasserstoffentwicklung in den Hintergrund. Dazu gab es noch großen Abstimmungs- und Einigungsbedarf unter den industriellen Partnern, mit je unterschiedlichen Interessenslagen, wie etwa: Soll der Wasserstoff, mit dem die Brennstoffzelle fĂ€hrt, direkt getankt oder an Bord aus Benzin oder Methanol reformiert werden? Wie soll der Wasserstoff im Auto gespeichert werden: flĂŒssig oder unter Druck? Nach umfangreichen Tests mit beiden Technologien haben wir uns fĂŒr Druckwasserstoff entschieden. Dann: welches Druckniveau ist sinnvoll, 350 oder 700 bar? Wir hatten als erster Hersteller ein Auto mit der 700-bar-Technologie auf der Straße. Über lange Sicht war das ein Multi-Stakeholder-Projekt, bei dem viele ins Boot mussten: die anderen Hersteller, die Öl- und Energiebranche, die Anlagenhersteller und die Tankstellenbetreiber. Nach diesem langen Weg freue ich mich, dass wir mit dem Opel Vivaro-e Hydrogen jetzt das erste Serienprodukt anbieten können, das auch schon bei ersten Kunden wie etwa Miele im Einsatz ist.

Sie saßen von Anfang an mit im Boot. Wie wurde das Brennstoffzellenprojekt vorangetrieben?

1999 saß ich schon mit den anderen Herstellern, der Energieindustrie und dem Verkehrsministerium zusammen, und wir haben uns auf Wasserstoff als Zukunftskraftstoff geeinigt. 2002 haben wir die Clean Energy Partnership gegrĂŒndet, ein Demonstrationsprojekt, das in Berlin und anderen großen StĂ€dten lief, um der Politik, Öffentlichkeit und Kunden zu zeigen, dass Wasserstoff als Kraftstoff fĂŒr Autos funktioniert. Wir haben das Ministerium von einer gesamtheitlichen Strategie ĂŒberzeugen können. Daraufhin wurde 2008 die Nationale Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NOW) gegrĂŒndet, mit dem Ziel, nicht nur F&E-Projekte, sondern den Markthochlauf mit entsprechender Infrastruktur zu fördern. Der nĂ€chste Meilenstein war 2015 die GrĂŒndung der H2 Mobility, um das Henne-Ei-Problem zu lösen, indem mal mindestens 100 Tankstellen aufgebaut werden. Und schließlich 2020 die Nationale Wasserstoffstrategie, mit dem Ziel, einen schnellen Markthochlauf fĂŒr grĂŒnen Wasserstoff zu schaffen.

Wobei Kritiker hier einwenden wĂŒrden, man solle den grĂŒnen Wasserstoff nicht im Individualverkehr verbrennen, sondern industriell einsetzen.

Wohl wahr. Da wird dann gesagt, wir brauchen ihn vornehmlich fĂŒr bestimmte Industriezweige wie die Stahlindustrie. Das kann ich auch alles verstehen. Nur wird es dort vielleicht auf einen geforderten Kilopreis von ein, zwei Euro hinauslaufen. Im Verkehrssektor sind aber deutlich höhere Preise zu erzielen. Unsere Haltung dazu ist ganz klar: Man soll es dem Markt ĂŒberlassen und nicht per Direktive anordnen, welche Branche den grĂŒnen Wasserstoff bekommt. Nur so kann es funktionieren.

Geht das ohne staatliche Förderung?

Wir sind jetzt nach 20 Jahren an dem spannendsten Punkt. Wir sind nicht mehr bei Demonstration, aber auch noch nicht bei Massenproduktion. Wir machen jetzt den Hochlauf. Hier sind die StĂŒckzahlen noch relativ gering, und die Komponenten kosten noch viel. Deshalb braucht es hier noch staatliche UnterstĂŒtzung, um den Marktzutritt zu gewĂ€hrleisten. Mit der Förderung, die komplett den Endkunden zugutekommt, können wir diesen dann entsprechend interessante Leasingraten anbieten.

Sie konkurrieren mit der Brennstoffzellentechnologie ja mit der Batterie? Oder sehen Sie das nicht als Konkurrenz?

Es ist kein Entweder-oder, sondern ein Sowohl-als-auch. FĂŒr den Kunden und fĂŒr uns als Unternehmen brauchen wir beides – die Technologien sind komplementĂ€r. Ein Beispiel: Wir haben viele Kunden, in deren Betriebsmodell der Mitarbeiter das Auto mit nach Hause nimmt, zum Beispiel bei Monteuren oder Servicetechnikern, wie etwa aktuell bei Miele, die den Vivaro-e Hydrogen im Einsatz haben. Die Mitarbeiter haben hĂ€ufig kein Eigenheim, die können schlichtweg nicht laden. Das Auto parkt auf der Straße, und am nĂ€chsten Morgen fahren sie wieder los. Da braucht es das klassische Tankstellenmodell. Damit will ich sagen: Wenn wir in der MobilitĂ€t zukĂŒnftig hundert Prozent Null-Emissionen wollen, dann gibt es viele Kunden, die batterieelektrisch nicht bedient werden können, aber sehr wohl mit der Brennstoffzelle. Deshalb brauchen wir beide Technologien, weil es gewerbliche Bereiche gibt, die nicht auf Basis von Batterieelektrik ihrem GeschĂ€ft nachgehen können.

Also Batterie fĂŒr Privatleute und Brennstoffzelle fĂŒr Business?

Mit der weiteren Verbreitung der batterieelektrischen Fahrzeuge wird die Nutzung immer klarer werden – und wo ihre Begrenzung liegt. Wir wissen beispielsweise, dass 44 Prozent der Stellantis-Lieferwagen-Kunden tĂ€glich nicht weiter als 300 Kilometer fahren. Das heißt im Umkehrschluss aber, dass 56 Prozent auch weiter fahren. Und da ist es wichtig, sich nicht lange an einer Ladestation aufzuhalten. Selbst wenn in absehbarer Zeit das Laden vielleicht schneller geht, kann es dann immer noch sein, dass viele Leute an der LadesĂ€ule vor mir sind. Und da ist das Tanken von Wasserstoff in drei Minuten klar im Vorteil – so, wie wir das von den bisherigen Kraftstoffen kennen.

Wann wird es die Brennstoffzelle fĂŒr Pkw in nennenswerten StĂŒckzahlen geben?

Wir konzentrieren uns im Moment erst mal auf das wichtige Segment der Lieferwagen. In zwei Jahren wird es auch noch ein grĂ¶ĂŸeres Modell geben. Dazu wollen wir die ProduktionskapazitĂ€t von jetzt 1.000 auf 10.000 Autos in 2024 hochfahren. Beim Pkw mĂŒssen wir sehen, wie sich der Markt und die Situation an sich entwickeln.

Der politische Mainstream favorisiert gerade die batterieelektrische MobilitĂ€t, nicht zuletzt mit dem Hinweis auf den besseren Wirkungsgrad gegenĂŒber Wasserstoff. Was entgegnen Sie Ihren Kritikern?

Wenn ich immer die Zeit und die Möglichkeit habe und sich immer ein Windrad dreht, wenn ich laden will, dann ist es am sinnvollsten, die Energie batterieelektrisch zu nutzen. In puncto PraktikabilitĂ€t aber gibt es, wie ich schon sagte, Branchen, wo das nicht geht. Viel entscheidender ist aber das grĂ¶ĂŸere Bild: Wir werden in Zukunft viel, viel mehr erneuerbare Energie brauchen, weil Europa und die Welt sich das Ziel gesetzt haben, CO2-neutral zu werden. Die wird aber nicht vor unserer HaustĂŒr gewonnen, sondern dort, wo es gĂŒnstig ist. Beispielsweise in Australien, wo die Entstehungskosten fĂŒr Windkraft ein bis zwei Cent pro Kilowattstunde betragen. Das ist weit weg vom Ort des Verbrauchs und muss irgendwie transportiert werden. Hier wird Wasserstoff als Speichermedium fĂŒr erneuerbare Energien eine wichtige Rolle spielen. Und wenn ich diese Energie erst mal per Elektrolyse in Wasserstoff umgewandelt habe, um sie speicherbar und transportfĂ€hig zu machen, dann ist es natĂŒrlich sinnvoll, den Wasserstoff auch gleich im Brennstoffzellenfahrzeug zu nutzen und nicht wieder zu verstromen, um damit ein Batterieauto zu laden.

Von daher ist die Wirkungsgraddiskussion mit dem Tanken und Laden des einzelnen Autos viel zu eng gefasst. Das große Bild muss man sehen und nicht das kleine, wie der Wirkungsgrad hier gerade vor meiner HaustĂŒr ausfĂ€llt. In dem Zusammenhang ist es viel zu kurz gesprungen, nur auf die eine Technologie zu setzen. Wir haben den Vivaro-e Hydrogen entwickelt, weil wir sehen, dass es fĂŒr bestimmte Gruppen und fĂŒr die Zukunft sinnvoll ist.

Autor: Frank Wald
Bild: Dr. Lars-Peter Thiesen

Quellenangabe:
JCB erreicht H2-Meilenstein

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