Neue Wasserstofftechnik für Nutzfahrzeuge - Zwei Nummern größer

Beim Thema Wasserstoff scheiden sich die Geister. Die einen sehen in dem Gas eine teure und daher unnütze Technikspielerei, die anderen einen weiteren Hebel auf dem Weg zur klimaneutralen Mobilität. Das Start-Up Cryomotive will jetzt mit einer neuen Technik viele Probleme des Treibstoffs lösen.

Das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) ist eindeutig. \"Ziel des EEG ist es, die Energieversorgung umzubauen und den Anteil der erneuerbaren Energien an der Stromversorgung bis 2050 auf mindestens 80 Prozent zu steigern.\" Hehre Ambitionen, doch die normative Kraft des Faktischen malt ein anderes Bild. Deutschland ist nicht Norwegen oder Österreich, wo es viel Wasserkraft gibt, auch Sonne und Wind sind nicht konstant im Überfluss vorhanden.

Das bedeutet: Um die erforderliche Grundlast mit grünem Strom darstellen zu können, muss das installierte Stromsystem überdimensioniert werden. Schließlich scheint in Schwaben nicht immer die Sonne und in Nordrhein-Westfahlen weht nicht stets eine steife Brise. Also muss man die Windräder, Solarzellen und Wasserkraftwerke so großzügig konzipieren, dass sie auch bei nicht optimalen Bedingungen genug Strom produzieren, um die Basisanforderung an Energie zu erfüllen. Wenn es einmal Wind, rauschendes Wasser und Sonne im Überfluss gibt, ist Wasserstoff eine Option, um den Energie-Überschuss zu speichern. \"Der Wasserstoff wird Teil des Stromsystems. Dieser Trend zeichnet sich jetzt schon ab\", sagt Dr. Tobias Brunner, CEO von Cryomotive, einem Start-Up, das sich mit Wasserstoff beschäftigt und diesen als Treibstoff für Nutzfahrzeuge etablieren will.

Die Vorbehalte sind groß. Die Herstellung, der Transport und die Lagerung seien zu aufwendig und die Effizienz zu niedrig, lauteten nur zwei von vielen Argumenten der Wasserstoff-Gegner. Dass die ersten Wasserstoff-Pkws deutlich teurer waren, schien diese Einschätzung noch zu untermauern. Volkswagen-Markenchef Ralf Brandstetter erteilte dem Energieträger Wasserstoff immer wieder eine klare Absage: \"Die Brennstoffzelle ist für uns im Bereich Pkw keine Option.\" Klar. Der VW Konzern konzentriert sich auch mit Milliardenbeträgen auf die batteriebetriebene Elektromobilität, da ist wenig Raum für andere Ideen.

Doch die Front der Wasserstoff-Widersacher beginnt zu bröckeln. BMW lässt sich von Kooperationspartner Toyota mitziehen und versucht mit den Asiaten mitzuhalten, die zunehmend die Brennstoffzelle als eine alternative zu den BEVs sehen. \"Der Brennstoffzellenantrieb ist die ultimative Lösung für automobile Antriebsstränge\", ist Toyota-Europachef Dr. Johan van Zyl sicher. Das Ergebnis einer Fraunhofer-Studie schießt die Festung der batterieelektrischen Mobilität sturmreif. \"Bei 150.000 Kilometern Laufleistung liegen selbst im Worst-Case-Szenario die Treibhausgas-Emissionen des Brennstoffzellenfahrzeugs unter denen vergleichbarer Batteriefahrzeuge (90 kWh Batterie), die mit dem deutschen Strommix angetrieben werden\", heißt es dort. Auch der hohe CO2-Fußabdruck eines batterieelektrischen Autos im Vergleich zu einem Fahrzeug, das mit grünem Wasserstoff betrieben wird, spielt eine Rolle.

Für Tobias Brunner führt kein Weg an Wasserstoff vorbei. \"Wir haben nicht genug Strom für alle Batteriefahrzeuge. Wir brauchen die Kombination aus Batterie und Wasserstoff, um den Verkehr zu dekarbonisieren. Eines alleine reicht nicht\", erklärt der Techniker seinen Ansatz. Gerade bei großen Lkws soll Wasserstoff als Energiequelle spätestens ab 2030 seine Trümpfe ausspielen. Ab 2023 will Cryomotive die ersten Prototypen auf die Straße schicken.

In dem Firmen1namen ist schon der wichtigste Teil des Ansatzes enthalten. \"Kryos\" ist griechisch für Frost, Kälte beziehungsweise Eis. Bei extrem niedrigen Temperaturen (-253 Grad) verflüssigt sich Wasserstoff, hat aber einen hohen Energiegehalt von 70,8 kg pro Kubikmeter. Der Transport ist laut Tobias Brunner auch kein großes Hindernis \"Flüssiger Wasserstoff wird in Deutschland schon seit 50 Jahren transportiert\", so der Ingenieur, der sich schon bei BMW mit dieser Technik befasst hat und diese jetzt für Lkws serienreif machen will. Denn um einen 40-Tonner batterieelektrisch über die Straßen rollen zu lassen, bräuchte man große und schwere Akkus.

Der Kniff der Cryomotive-Lösung ist, dass der flüssige Wasserstoff in Behälter gefüllt wird und dann mit einer speziellen Kryo-Pumpe mit einem Druck von 300 Bar in die Tanks des Lastwagens gepresst wird. Normalerweise müssen die Tanks 700 Bar Druck aushalten, bei 300 Bar Druck sind sie leichter und dennoch ist der Energiegehalt des Wasserstoffs immer noch hoch, obwohl der jetzt in Gasform vorliegt. Damit bekommt man in den begrenzten Bauraum des Lkws mehr Energie. Ein Wärmetauscher nutzt das Kühlwasser und damit die Wärmeentwicklung der Brennstoffzelle, um den Wasserstoff auf die passende Temperatur zu bringen. Auch die Akkus können aufgrund dieser Tatsache kleiner dimensioniert werden.

Die Flüssig-Wasserstoff-Tankstelle nimmt mit weniger als 300 Quadratmeter Fläche auch deutlich weniger Raum ein als Füllstationen mit Hochdruckpuffer. Benötigt werden im Grunde nur der den Flüssigtank inklusive Container, die Pumpe und eine Zapfsäule. So sollen die Lkws in zehn Minuten mit einer Reichweite von rund 1.000 Kilometern versehen werden. Da die Tankstelle ständig in Betrieb ist, fallen auch die Verluste durch die Verdampfung des warm werdenden Wasserstoffs sehr gering aus. Allerdings kann dieser Wasserstoff nicht nur aus Deutschland kommen. Laut einer Wasserstoffkarte der \"International Energy Agency\" kann der flüssige Wasserstoff mit großen Tankern aus sonnenreichen Gebieten wie Australien, Arabien oder Afrika nach Europa gebracht werden, wie das jetzt mit Benzin der Fall ist. Eine Studie des Hydrogen Councils geht davon aus, dass in einigen Jahren grüner Wasserstoff, der aus Arabien angeliefert wird, zu einem Preis von rund vier Euro pro Kilogramm verfügbar sein wird. Damit kommt man 100 Kilometer weit.