Systemvergleich CO2-freier Nutzfahrzeugantriebe

Wasserstoff gewinnt in der derzeitigen Diskussion um neue Energieträger für den Nutzfahrzeugbereich an Bedeutung. Meist wird hierbei die Nutzung einer Brennstoffzelle impliziert, wobei auch die Möglichkeit der Nutzung eines Wasserstoff-Verbrennungsmotors besteht. Eine CO2-Emissionsreduzierung ist mit beiden Antriebskonzepten möglich. Im vorliegenden Beitrag werden verschiedene Alternativen zum konventionellen, mit fossilen Kraftstoffen betriebenen Verbrennungsmotor verglichen: BEV, PEM-BZ und HICE. Der Vergleich erfolgt anhand einer Datenauswertung in Form einer Wellto- Wheel-Analyse im Hinblick auf die effektiven CO2-Emissionen. Der Vergleich zeigt, dass für eine wirksame CO2-Minderung in jedem Fall die Nutzung regenerativer Energieträger als Primärenergiequelle erforderlich ist. Des Weiteren wird deutlich, dass Wasserstoff-basierte Konzepte hinsichtlich der ganzheitlichen CO2-Bilanz gegenüber dem BEV bei Verwendung rein regenerativer Primärenergieträger für die Fahrenergie eine Konkurrenzfähigkeit aufweisen. Weitere bewertete Kriterien sind die vom Antriebskonzept abhängige Zuladung des Nutzfahrzeuges (hier: schwere Nutzfahrzeuge, SNF) sowie die Kosten der verglichenen Fahrzeuge über den gesamten Lebenszyklus (TCOAnalyse). Anhand der erforderlichen Reduktion der Zuladung wird deutlich, dass ein BEV aus heutiger Sicht keine Alternative für Langstreckenanwendungen sein kann. Bei der TCO-Analyse ist ersichtlich, dass die Polymerelektrolytmembran- Brennstoffzelle nachteilig im Vergleich zum H2-Verbrennungsmotor ist. Zusätzlich dazu wird auf aktuelle Herausforderungen in der Entwicklung nutzfahrzeugtauglicher Brennstoffzellen und Wasserstoff-Verbrennungsmotoren eingegangen und abschließend ein Konzept für einen Wasserstoff-Verbrennungsmotor für den Einsatz im Nutzfahrzeug vorgestellt.