(Stuttgart) – Sowohl der Wasserstoffverbrennungsmotor (H2-Motor) als auch der Brennstoffzellenantrieb (H2-BZ) haben Potenzial im Schwerlastfernverkehr. „Mittelfristig zeigt sich eine Tendenz für den Einsatz der H2-Brennstoffzelle.“ Zu diesem Ergebnis kommt die Studie „Systemvergleich Wasserstoffverbrennungsmotor und Brennstoffzelle im schweren Nutzfahrzeug“. Herausgegeben wurde sie von der Stuttgarter Landesagentur für neue Mobilitätslösungen und Automotive Baden-Württemberg, E-Mobil BW GmbH.
Komprimierter Wasserstoff liefere im Vergleich zur Batterietechnologie dieselbe Menge Energie bei geringerem Gewicht und Volumen. Daher versprächen wasserstoffbasierte Antriebe insbesondere für schwere Nutzfahrzeuge – mit sehr hohen Anforderungen an Nutzlast, Flexibilität und Reichweite – ein großes Potenzial. Immerhin seien Lkw mit einem Gesamtgewicht von über 3,5 Tonnen für 27 Prozent der CO2-Emissionen im Straßenverkehr verantwortlich, so die Autoren von der AVL List GmbH und dem Zentrum für Sonnenenergie und Wasserstoffforschung. Zwar wurde in den letzten Jahren die Effizienz der Antriebe erhöht, gleichwohl seien die CO2-Emissionen von schweren Nutzfahrzeugen seit 1990 um insgesamt 25 Prozent gestiegen.
Brennstoffzelle langfristig mit größerem Potenzial
Für die H2-BZ erkennt die Studie geringere Wartungskosten, höhere Effizienz und besseres Kostensenkungspotenzial als „klare Vorteile“ gegenüber dem H2-Motor. Sofern die entsprechenden Rahmenbedingungen geschaffen würden, verfüge die Brennstoffzelle langfristig über mehr Potenzial, um zur führenden Wasserstofftechnologie beim Schwerlastverkehr zu werden.
Sie weise allerdings noch Entwicklungsrisiken auf. Der H2-Motor habe große Analogien zum konventionellen Verbrennungsmotor. Dies verspreche daher geringere Unsicherheiten und eine schnellere Umsetzbarkeit. Sein Kostensenkungspotenzial erscheine allerdings begrenzt. Im Ergebnis könne der H2-Motor eher nur kurz- bis mittelfristig eine sinnvolle Ergänzung zum Brennstoffzellenantrieb im schweren Nutzfahrzeug darstellen.
Emissionsfrei zu 98 bis 100 Prozent
Im direkten Vergleich würden beim CO2-Reduktionspotenzial der jeweiligen Antriebssysteme nur geringe Unterschiede deutlich: „Während die H2-BZ in Bezug auf aktuell definierte Schadstoffe in der Automobilindustrie lokal vollständig emissionsfrei ist, erreicht der H2-Verbrennungsmotor eine CO2-Emissionsminderung von 98 Prozent.“ Grund: Beim Betrieb des H2-Motors würden durch den Verbrennungsprozess weiterhin Luftschadstoffe wie beispielsweise Stickoxide freigesetzt.
Beide Technologien könnten bis 2025 technisch realisiert werden. Während beim H2-Motor derzeit die Zahl der Zulieferer für Kernkomponenten noch limitiert sei, lägen die größten Herausforderungen der H2-BZ in einer adäquaten Kühlarchitektur sowie den aktuell hohen Kosten für die Brennstoffzellensysteme. Den Studienergebnissen zufolge könnten die Kosten der H2-BZ durch Skalierung, Industrialisierung der Fertigung und damit Generierung entsprechender Stückzahlen reduziert werden.
Marktreife fehlt
Bisher hätten weder der H2-Motor noch die H2-BZ Marktreife erreicht. Wasserstoffkonzepte seien unter Betrachtung der Gesamtnutzungskosten mit konventionellen Dieselfahrzeugen nur unter „günstigen Rahmenbedingungen konkurrenzfähig“. Hierfür sei „eine flächendeckende Tankstelleninfrastruktur für Wasserstoff und die Verfügbarkeit von klimaneutralem Wasserstoff zu günstigen Kosten“ entscheidend. Für den Markthochlauf der Technologien seien weiterhin Forschungs- und Entwicklungsförderungen notwendig.
Studie „Systemvergleich Wasserstoffverbrennungsmotor und Brennstoffzelle im schweren Nutzfahrzeug“
https://www.e-mobilbw.de/fileadmin/media/e-mobilbw/Publikationen/Studien/e-mobilBW-Studie_H2-Systemvergleich.pdf
Deep Link
https://www.e-mobilbw.de/service/meldungen-detail/neue-studie-der-e-mobil-bw
Foto
Studie sieht für schwere Lkw mittelfristig Vorteile beim H2-Motor, langfristig liegt die Brennstoffzelle vorn / © AVL List GmbH
