Elektroauto oder Verbrennungsmotor
10 Dezember, 2006
Wasserstoff im Automobil: Wettkampf der Systeme
Es ist eine Was-w?re-wenn-Geschichte. Was w?re, wenn wir den Wasserstoff umweltfreundlich erzeugen k?nnten - also ?ber Wasser, Wind und Photovoltaik, am besten aus Biomasse - und auch schon eine ausreichend gute Versorgungsdichte anbieten k?nnten. Dann k?nnten wir unsere Fahrzeuge mit Wasserstoff betrieben und st?nden nur noch vor der Frage, ob wir Elektroautos fahren oder den Wasserstoff in einem Verbrennungsmotor verwenden wollen.
F?r die Verfechter des Elektroautos stellt sich diese Frage nicht. Sie sehen die Brennstoffzelle als den Energiewandler der Zukunft. "Es w?re doch viel zu schade, den Wasserstoff in einem Motor zu verbrennen", konnte man jetzt wieder bei der Auto Show in Los Angelos von den Experten von DaimlerChrysler h?ren, die dort Journalisten ihre Brennstoffzellen-A-Klasse f?r Probefahrten zur Verf?gung stellten und ihr Forschungsauto F 600 im Betrieb vorf?hrten.
In den Messehallen pr?sentierte BMW gleichzeitig seinen BMW Hydrogen 7, der Wasserstoff in seinem Zw?lf-Zylinder-Motor verbrennt und daraus 191 kW / 260 PS erzielt, statt im normalen Benzinbetrieb 327 kW / 445 PS. Der Motor kann Wasserstoff oder Benzin verbrennen, hat also zwei Tanks, die f?r 200 Kilometer mit Wasserstoff und 500 Kilometer mit Benzin reichen.
Ob Elektroauto oder Verbrennungsmotor - beide Systeme sind noch nicht am Ende der Entwicklung angekommen. Der - fast - klassische Motor bringt noch nicht die Leistung, die man von einem BMW dieser Gr??e erwartet. Au?erdem fehlt die Reichweite beim Wasserstoffbetrieb. Das ist beim Elektroauto noch nicht viel anders. Die Brennstoffzellen bringen noch nicht das, was man von einem Auto in der Zukunft reizvoll macht.
Aber die Fortschritte sind immens. Als der damals noch deutsche Batteriehersteller Varta vor 30 Jahren der Presse die ersten Fahrzeuge mit Brennstoffzellen als Energiequellen vorstellte, holte man mit viel Aufwand an Technik und teuren Materialien aus einer Zelle mit dem Volumen eines Zehn-Liter-Eimers nicht einmal ein Kilowatt. Dar?ber kann man heute nur l?cheln. Volkswagen hat gerade den n?chsten Schritt zur Verbesserung der Zelle angek?ndigt. Mit neuen und kosteng?nstigeren Materialien will man die Brennstoffzelle bei gleicher Leistung um rund 30 Prozent verkleinern und ihre Lebensdauer gleichzeitig verl?ngern.
Dennoch sch?tzen Experten heute, dass die Preise f?r ein Elektroauto mit Brennstoffzellen um rund 10 Prozent bis 15 Prozent h?her liegen als die f?r ein vergleichbares herk?mmliches Fahrzeug. Bei zuk?nftigen Wasserstoff-Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor ist ein solcher Preisunterschied nicht zu erwarten. Auch vor diesem Hintergrund lohnt sich ein vergleichender Blick auf die Systeme und ihre Effekte f?r die Umwelt.
Wahrscheinlich ist der mit Wasserstoff betriebene Verbrennungsmotor schneller am Ziel seiner Entwicklung. Diese Einsch?tzung liegt nahe, auch wenn heute schon ganze Personenwagen- und Nutzfahrzeugflotten mit Brennstoffzellen in Langzeitversuchen ihren Dienst tun. Volkswagen vermutet, dass die neue Brennstoffzelle aus der Wolfsburger Forschung etwa um 2020 serienreif sein wird. Bei den heute eingesetzten Technologien der Brennstoffzelle wird man sicher rascher vorankommen. Aber ein Wettlauf der Systeme ist f?r die Umwelt solange sinnlos, wie es den Wasserstoff nicht in ausreichender Menge und ?berall zu tanken gibt.
In Sachen Abgas ist Kalifornien das Ma? der Dinge. Das California Air Ressources Board (Carb) - die dortige Umweltbeh?rde - hatte die Automobilindustrie schon einmal heftig unter Druck gesetzt, als sie forderte, bis 1998 m?sse jeder Hersteller ein Fahrzeug ohne Abgas-Emissionen anbieten. Diese Forderung musste die Carb zur?cknehmen, weil es an den passenden Technologien fehlte. Doch darf man davon ausgehen, dass das Ziel nicht nur in Kalifornien aufgeschoben und nicht aufhoben worden ist.
Bei der Zusammenf?hrung von Wasserstoff und Sauerstoff in der Brennstoffzelle entsteht kein Abgas, nur ein bisschen Wasser, dass bei Brennstoffzellen intern wieder verarbeitet wird. Das gilt grunds?tzlich auch f?r den Wasserstoff-Verbrenner. Aus dessen Auspuff kommt im Wesentlichen Wasserdampf, aber eben auch eine Spur von Kohlenwasserstoffen aus dem Motor?l. Au?erdem muss das bei der Verbrennung entstehende Stickoxid zur?ckgehalten werden. So gesehen werden die Hydrogen 7 und ihre Nachfolger sicher die Einstufung als fast abgasfrei, aber vermutlich nicht als Zero-Emission-Vehicle erhalten.
Der 98er Plan der Carb scheiterte damals in erster Linie an der Batterietechnologie. Selbst die Ende des Jahrzehnts zur Verf?gung stehenden Nickel-Metallhydrid-Batterien waren zu gro?, zu schwer, zu teuer und nicht haltbar genug, um das reine Elektroauto zu erm?glichen. Gleichzeitig war es mit den Brennstoffzellen vor zehn Jahren noch nicht m?glich, dem Motor direkt aus den Zellen so viel Strom anzubieten, dass es f?r den Fahrbetrieb gereicht h?tte. Der Motor musste sich den Strom aus der Batterie holen, die dann ?ber die Brennstoffzelle nachgeladen wurde.
Heute bringen die Brennstoffzellen so viel Leistung, dass die Batterie kleiner ausfallen kann. Au?erdem steht mit der Lithium-Ionen-Batterie ein neuer Speicher zur Verf?gung, der weniger Volumen und Gewicht beansprucht. Dennoch ist ein Elektroauto ohne relativ gro?e und teure Pufferbatterie nicht denkbar. Denn in einem Elektroauto sind alle Nebenaggregate wie zum Beispiel die Klimaanlage, aber eben auch die Bremsen auf zuverl?ssig vorhandenen Strom angewiesen.
Auch f?r den Wasserstoffverbrenner wird sich beim Bordnetz so einiges ?ndern. Denn beim Verbrennungsmotor spart es Kraftstoff, die Nebenaggregate und Steuerungen elektrisch zu betreiben. BMW k?ndigt daher f?r die Zukunft eine Brennstoffzelle als Quelle f?r den Bordstrom f?r diese Fahrzeuge an.
Bei den Betriebskosten d?rfte die Brennstoffzelle vorn liegen. Wasserstoff enth?lt dreimal soviel Energie wie herk?mmlicher Kraftstoff. Beim Verbrennungsmotor sind damit vom Tank bis zum Rad Wirkungsgrade wie bei einem modernen Dieselmotor m?glich. Die Brennstoffzelle kann das allerdings deutlich besser und damit billiger.
Auch BMW arbeitet an der Brennstoffzelle als Stromquelle f?r Elektroautos. Dennoch favorisiert das Unternehmen zur Zeit den Weg, den der Hydrogen 7 vorzeichnet. Letztlich wird es also dem K?ufer ?berlassen bleiben, f?r welches System er sich entscheidet. Doch diese Frage ist so lange eine akademische, solange nicht klar ist, wann umweltfreundlich hergestellter Wasserstoff wirklich f?r Autos zur Verf?gung steht. Seit fast zwei Jahrzehnten h?ren wir immer wieder, in zehn Jahren sei es soweit.
Alle wollen den Wasserstoff, wenn er so gewonnen wird, dass nicht zus?tzliches Treibhausgas entsteht. Mit Atomstrom k?nnte das Wirklichkeit werden. Doch das kann nicht Ziel der Hinwendung zum Wasserstoff sein. Wir werden m?glichst viel Biomasse verwenden wollen, um so das Treibhausgas wieder aus der Welt herauszuholen. Wann das geschieht, steht nicht in den Sternen. Es ist von den Energieversorgern, der Mineral?lindustrie und der Politik abh?ngig, ob sie wirklich den langen Marsch zur Wasserstoffwirtschaft antreten wollen.
Zur Zeit setzen sich viele von Ihnen materiell oder ideell f?r den Wasserstoff als nachhaltiger Energiequelle f?r die Zukunft ein. Sie investieren sogar viele Millionen. Doch dient das der Vorbereitung einer Entscheidung. Noch erleben wir also interessante Finger?bungen von Forschern und Technikern mit dem Wasserstoff und seinen M?glichkeiten. Keiner geht in dem entscheidenden Ma? in die Vorlage. Aber jeder will verhindern, dass aus der Was-w?re-wenn-Geschichte eine solche von Henne und Ei werden kann. War nun die Technik schuld, dass der Wasserstoff nicht kommt oder kommt die Technik nicht, weil es keinen umweltfreundlich hergestellten Wasserstoff in ausreichender Menge gibt?
Quelle: www.auto-reporter.net
In den Messehallen pr?sentierte BMW gleichzeitig seinen BMW Hydrogen 7, der Wasserstoff in seinem Zw?lf-Zylinder-Motor verbrennt und daraus 191 kW / 260 PS erzielt, statt im normalen Benzinbetrieb 327 kW / 445 PS. Der Motor kann Wasserstoff oder Benzin verbrennen, hat also zwei Tanks, die f?r 200 Kilometer mit Wasserstoff und 500 Kilometer mit Benzin reichen.
Ob Elektroauto oder Verbrennungsmotor - beide Systeme sind noch nicht am Ende der Entwicklung angekommen. Der - fast - klassische Motor bringt noch nicht die Leistung, die man von einem BMW dieser Gr??e erwartet. Au?erdem fehlt die Reichweite beim Wasserstoffbetrieb. Das ist beim Elektroauto noch nicht viel anders. Die Brennstoffzellen bringen noch nicht das, was man von einem Auto in der Zukunft reizvoll macht.
Aber die Fortschritte sind immens. Als der damals noch deutsche Batteriehersteller Varta vor 30 Jahren der Presse die ersten Fahrzeuge mit Brennstoffzellen als Energiequellen vorstellte, holte man mit viel Aufwand an Technik und teuren Materialien aus einer Zelle mit dem Volumen eines Zehn-Liter-Eimers nicht einmal ein Kilowatt. Dar?ber kann man heute nur l?cheln. Volkswagen hat gerade den n?chsten Schritt zur Verbesserung der Zelle angek?ndigt. Mit neuen und kosteng?nstigeren Materialien will man die Brennstoffzelle bei gleicher Leistung um rund 30 Prozent verkleinern und ihre Lebensdauer gleichzeitig verl?ngern.
Dennoch sch?tzen Experten heute, dass die Preise f?r ein Elektroauto mit Brennstoffzellen um rund 10 Prozent bis 15 Prozent h?her liegen als die f?r ein vergleichbares herk?mmliches Fahrzeug. Bei zuk?nftigen Wasserstoff-Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor ist ein solcher Preisunterschied nicht zu erwarten. Auch vor diesem Hintergrund lohnt sich ein vergleichender Blick auf die Systeme und ihre Effekte f?r die Umwelt.
Wahrscheinlich ist der mit Wasserstoff betriebene Verbrennungsmotor schneller am Ziel seiner Entwicklung. Diese Einsch?tzung liegt nahe, auch wenn heute schon ganze Personenwagen- und Nutzfahrzeugflotten mit Brennstoffzellen in Langzeitversuchen ihren Dienst tun. Volkswagen vermutet, dass die neue Brennstoffzelle aus der Wolfsburger Forschung etwa um 2020 serienreif sein wird. Bei den heute eingesetzten Technologien der Brennstoffzelle wird man sicher rascher vorankommen. Aber ein Wettlauf der Systeme ist f?r die Umwelt solange sinnlos, wie es den Wasserstoff nicht in ausreichender Menge und ?berall zu tanken gibt.
In Sachen Abgas ist Kalifornien das Ma? der Dinge. Das California Air Ressources Board (Carb) - die dortige Umweltbeh?rde - hatte die Automobilindustrie schon einmal heftig unter Druck gesetzt, als sie forderte, bis 1998 m?sse jeder Hersteller ein Fahrzeug ohne Abgas-Emissionen anbieten. Diese Forderung musste die Carb zur?cknehmen, weil es an den passenden Technologien fehlte. Doch darf man davon ausgehen, dass das Ziel nicht nur in Kalifornien aufgeschoben und nicht aufhoben worden ist.
Bei der Zusammenf?hrung von Wasserstoff und Sauerstoff in der Brennstoffzelle entsteht kein Abgas, nur ein bisschen Wasser, dass bei Brennstoffzellen intern wieder verarbeitet wird. Das gilt grunds?tzlich auch f?r den Wasserstoff-Verbrenner. Aus dessen Auspuff kommt im Wesentlichen Wasserdampf, aber eben auch eine Spur von Kohlenwasserstoffen aus dem Motor?l. Au?erdem muss das bei der Verbrennung entstehende Stickoxid zur?ckgehalten werden. So gesehen werden die Hydrogen 7 und ihre Nachfolger sicher die Einstufung als fast abgasfrei, aber vermutlich nicht als Zero-Emission-Vehicle erhalten.
Der 98er Plan der Carb scheiterte damals in erster Linie an der Batterietechnologie. Selbst die Ende des Jahrzehnts zur Verf?gung stehenden Nickel-Metallhydrid-Batterien waren zu gro?, zu schwer, zu teuer und nicht haltbar genug, um das reine Elektroauto zu erm?glichen. Gleichzeitig war es mit den Brennstoffzellen vor zehn Jahren noch nicht m?glich, dem Motor direkt aus den Zellen so viel Strom anzubieten, dass es f?r den Fahrbetrieb gereicht h?tte. Der Motor musste sich den Strom aus der Batterie holen, die dann ?ber die Brennstoffzelle nachgeladen wurde.
Heute bringen die Brennstoffzellen so viel Leistung, dass die Batterie kleiner ausfallen kann. Au?erdem steht mit der Lithium-Ionen-Batterie ein neuer Speicher zur Verf?gung, der weniger Volumen und Gewicht beansprucht. Dennoch ist ein Elektroauto ohne relativ gro?e und teure Pufferbatterie nicht denkbar. Denn in einem Elektroauto sind alle Nebenaggregate wie zum Beispiel die Klimaanlage, aber eben auch die Bremsen auf zuverl?ssig vorhandenen Strom angewiesen.
Auch f?r den Wasserstoffverbrenner wird sich beim Bordnetz so einiges ?ndern. Denn beim Verbrennungsmotor spart es Kraftstoff, die Nebenaggregate und Steuerungen elektrisch zu betreiben. BMW k?ndigt daher f?r die Zukunft eine Brennstoffzelle als Quelle f?r den Bordstrom f?r diese Fahrzeuge an.
Bei den Betriebskosten d?rfte die Brennstoffzelle vorn liegen. Wasserstoff enth?lt dreimal soviel Energie wie herk?mmlicher Kraftstoff. Beim Verbrennungsmotor sind damit vom Tank bis zum Rad Wirkungsgrade wie bei einem modernen Dieselmotor m?glich. Die Brennstoffzelle kann das allerdings deutlich besser und damit billiger.
Auch BMW arbeitet an der Brennstoffzelle als Stromquelle f?r Elektroautos. Dennoch favorisiert das Unternehmen zur Zeit den Weg, den der Hydrogen 7 vorzeichnet. Letztlich wird es also dem K?ufer ?berlassen bleiben, f?r welches System er sich entscheidet. Doch diese Frage ist so lange eine akademische, solange nicht klar ist, wann umweltfreundlich hergestellter Wasserstoff wirklich f?r Autos zur Verf?gung steht. Seit fast zwei Jahrzehnten h?ren wir immer wieder, in zehn Jahren sei es soweit.
Alle wollen den Wasserstoff, wenn er so gewonnen wird, dass nicht zus?tzliches Treibhausgas entsteht. Mit Atomstrom k?nnte das Wirklichkeit werden. Doch das kann nicht Ziel der Hinwendung zum Wasserstoff sein. Wir werden m?glichst viel Biomasse verwenden wollen, um so das Treibhausgas wieder aus der Welt herauszuholen. Wann das geschieht, steht nicht in den Sternen. Es ist von den Energieversorgern, der Mineral?lindustrie und der Politik abh?ngig, ob sie wirklich den langen Marsch zur Wasserstoffwirtschaft antreten wollen.
Zur Zeit setzen sich viele von Ihnen materiell oder ideell f?r den Wasserstoff als nachhaltiger Energiequelle f?r die Zukunft ein. Sie investieren sogar viele Millionen. Doch dient das der Vorbereitung einer Entscheidung. Noch erleben wir also interessante Finger?bungen von Forschern und Technikern mit dem Wasserstoff und seinen M?glichkeiten. Keiner geht in dem entscheidenden Ma? in die Vorlage. Aber jeder will verhindern, dass aus der Was-w?re-wenn-Geschichte eine solche von Henne und Ei werden kann. War nun die Technik schuld, dass der Wasserstoff nicht kommt oder kommt die Technik nicht, weil es keinen umweltfreundlich hergestellten Wasserstoff in ausreichender Menge gibt?
Quelle: www.auto-reporter.net
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