Mobil mit Wasserstoff

Fahren, fahren, fahren – ohne Grenzen, ohne Emissionen. Diese Hoffnung ist an ein einfaches chemisches Element geknüpft: Wasserstoff.

Der Grund dafür liegt in seinen ganz besonderen chemischen Eigenschaften. Denn Wasserstoff kann wie ein konventioneller Kraftstoff verbrannt oder in einer Brennstoffzelle zur Stromproduktion verwendet werden. In beiden Fällen entsteht als Abfallprodukt reines Wasser. Und dieser Prozess ist sogar umkehrbar. So wird aus Wasser und Energie wieder Wasserstoff – und zwar im Labor genauso wie im großtechnischen Maßstab. Mithilfe erneuerbarer Energien gewonnen, könnte Wasserstoff deshalb zur Grundlage einer emissionsfreien Mobilität werden. Auf dem Weg dorthin kann Wasserstoff ganz unterschiedliche Energieformen speichern und für den Verkehr erschließen. So bildet die Wasserstofftechnologie eine Brücke in die Zukunft der Mobilität.

Autos, Busse und öffentliche Tankstellen

Schon heute sind weltweit Autos mit Wasserstoffantrieb unterwegs, viele in Demonstrationsprojekten in Europa, Japan oder den USA. Modelle mit Verbrennungsmotor ähneln in ihren Fahreigenschaften dem konventionellen Benziner. So genannte bivalente Verbrennungsmotoren können sogar zwischen Wasserstoff- und Benzinantrieb wechseln – in voller Fahrt und ohne einen Ruckler. Auf diese Weise können sie große Entfernungen zurücklegen, auch wenn keine Wasserstofftankstelle in der Nähe ist. In Sachen Energieeffizienz die Nase vorn haben allerdings die Brennstoffzellen-Fahrzeuge. Diese sind im Grunde Elektroautos, bloß liefert anstelle einer Batterie die Brennstoffzelle den nötigen Strom. Brennstoffzellen-Fahrzeuge sind ideale für den Stadtverkehr: Leise, stark in der Beschleunigung und völlig emissionsfrei.

Die meisten großen Autohersteller haben mittlerweile Prototypen oder seriennahe Modelle mit Wasserstoffantrieb im Programm. Sogar Busse mit Brennstoffzelle oder Wasserstoff-Verbrennungsmotor fahren bereits in vielen Städten Deutschlands. Sie sind Teil übergreifender Forschungs- und Demonstrationsvorhaben, wie sie die Clean Energy Partnership in Deutschland umsetzt. Ziel ist eine alltagsnahe Erprobung der Wasserstofftechnologie, vor allem an den vielen Schnittstellen zwischen Fahrzeugtechnik, Wasserstoffproduktion und Tankstellen-Infrastruktur.

Wie funktioniert eine Wasserstoff-Zapfsäule? Welche ordnungsrechtlichen Schritte sind zu ihrer Errichtung nötig? Wie kann Betriebssicherheit gewährleistet und zertifiziert werden? Wie kann die Wasserstoff-Produktion aus erneuerbaren Energien sichergestellt werden? Autohersteller, Energieversorger, Infrastruktur- und Nahverkehrs-Unternehmen arbeiten eng zusammen mit der öffentlichen Hand, um diese Fragen zu beantworten. Und eine gemeinsame Vision zu gestalten: Emissionsfreie Mobilität mit Wasserstoff.

Boote, Fahrräder und Leichtfahrzeuge

Wasserstoff ist ein universeller Energieträger. In Verbindung mit der Brennstoffzelle wird er zur „Batterie mit Tank“, die niemals leer ist und übrigens auch mit anderen Kraftstoffen betreiben werden kann. Neben reinem Wasserstoff können auch Gase, zum Beispiel Methan oder Propan, aber auch Flüssigkeiten wie Ethanol als Kraftstoffe verwendet werden. Ein vorgeschalteter Reformer produziert sozusagen Wasserstoff aus diesen Energieträgern und bringt so die Brennstoffzelle zum Laufen. Auf diese Weise können Brennstoffzellen viele elektrisch betriebene Fahrzeuge und Systeme antreiben. Und zwar emissionsfrei und nachhaltig. Auch im Freizeitbereich ist das ein wichtiger Aspekt. Auf vielen Gewässern ist beispielsweise der Betrieb von Verbrennungsmotoren mittlerweile gesetzlich eingeschränkt oder gar verboten. Warum also nicht Boote elektrisch betreiben? Brennstoffzellen machen es möglich, auch mit elektrisch angetriebenen Fahrzeugen große Reichweiten zu erzielen.

Geforscht wird unter anderem an unterschiedlichen Typen von Brennstoffzellen für gezielte Anwendungen in Booten, Campingfahrzeugen oder auch elektrischen Leichtfahrzeugen. Projekte zu diesen Themen werden unter der Überschrift „Spezielle Märkte“ gefördert durch das Nationale Innovationsprogramm für Wasserstoff und Brennstoffzellentechnologie (NIP). Ein großes Demonstrationsprojekt mit öffentlicher Strahlkraft wird derzeit am Bodensee umgesetzt.

Gabelstapler und andere Nutzfahrzeuge

Sie halten sich im Hintergrund, verrichten aber überall ihre Arbeit: Vom Gabelstapler bis zum Gepäckschlepper am Flughafen sind tagtäglich die unterschiedlichsten Nutzfahrzeuge im Einsatz. Je nach speziellem Einsatzgebiet können sich bei diesen Anwendungen Batterien und Brennstoffzellen gegenseitig ergänzen. Brennstoffzellen sorgen für eine lange Betriebsdauer, Batterien werden für Spitzenlasten wie zum Beispiel schwere Hebevorgänge zugeschaltet. Im Prinzip wie ein Hybridauto – nur völlig emissionsfrei.

Die Entwicklung solcher Brennstoffzellen-Hybridsysteme für Nutzfahrzeuge wird im Programmbereich „Spezielle Märkte“ gefördert durch das Nationale Innovationsprogramm für Wasserstoff und Brennstoffzellentechnologie (NIP).