Die EU besteht darauf, dass Lkw-Hersteller bis 2050 den CO2-Ausstoß ihrer Flotten um 90 % reduzieren. Neben der batterieelektrischen Schwerlastmobilität kann dies nur mit Wasserstoff gelingen.
Ob die Brennstoffzelle im Lkw überzeugen kann, wird sich erst in Zukunft zeigen.
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Die Brennstoffzelle galt lange als Hoffnung für die Langstrecke in der Elektromobilität. Doch weil die Infrastruktur unzureichend ausgebaut wurde, vor allem aber weil die Fortschritte bei Lithium-Ionen-Akkumulatoren in den vergangenen Jahren enorme Erfolge vermelden konnte, wird die Wasserstoff-Brennstoffzelle nur noch für "besondere" Anlässe genutzt. Beispielsweise für den schweren Nutzverkehr oder aber im Bereich des innerbetrieblichen Materialtransports, wie es im Kapitel Einsatz von Wasserstofftechnologien in Mobilität und Transport des Buchs Wasserstofftechnologien beschrieben wird.
Gleich zu Beginn des Beitrags erwähnen die Autoren brennstoffzellenangetriebene Flurförderfahrzeugen, die bereits "insbesondere in den USA bereits im Regelbetrieb zu finden sind" (Seite 124). Das aber ist nur ein kleiner Ausschnitt einer H2-basierten Mobilität. Weltweit werden mittlerweile Flotten im kommunalen Busverkehr aufgebaut. Auch "im Lkw-Segment, besonders bei mittleren und schweren Lkw, gibt es starke Entwicklungsaktivitäten zum Einsatz von Wasserstofftechnologien" (Seite 124). Darüber hinaus bedient sich der Schienenverkehr der Brennstoffzelle, um auf nichtelektrifizierten Streckenteilen lokal emissionsfrei zu fahren.
H2-Antriebstechnik selbst im Flugverkehr
Selbst in der Seefahrt hat die Brennstoffzelle Fahrt aufgenommen. Wie das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) berichtet, beteiligt es sich an der Entwicklung der weltweit ersten wasserstoffbetriebenen Hochseefähre mit Brennstoffzelle für den Personen- und Fahrzeugtransport. Ziel des von der Europäischen Union geförderten Forschungsprojektes "HySeas III" ist es, den Pendelverkehr zwischen den schottischen Inseln Orkney und Shapinsay mit einem neuartigen, ausschließlich mit Energie aus erneuerbaren Quellen betriebenen Schiffstyp zu realisieren. An dieser Stelle sei erwähnt, dass Brennstoffzellen bereits seit Jahren im militärischen Bereich auf See eingesetzt werden, in U-Booten der Klasse 212A zum Beispiel.
Dazu die Autoren: "Methanol, das bereits jetzt synthetisch aus Wasserstoff und Kohlendioxid umweltfreundlich in Pilotanlagen hergestellt wird, kommt schon seit einigen Jahren erfolgreich in der Schifffahrt zum Einsatz" (Seite 124). Und selbst im Luftverkehr wird die H2-Antriebstechnik erforscht. Diese Beispiele zeigen, dass auch in Nischenanwendungen ein zum Teil erhebliches Marktpotenzial besteht. Dabei scheint es oftmals unerheblich, ob der Wasserstoff elektrochemisch reagiert oder aber verbrannt wird. Abseits der Brennstoffzelle spielt der Wasserstoff nämlich auch im Wasserstoffverbrennungsmotor eine beachtenswerte Rolle.
Wasserstoff kann auch verbrannt werden
Ein Vorteil des H2-Motors ist nämlich, "dass das Entwicklungs-Know-how von herkömmlichen Verbrennungsmotoren übernommen werden kann", schreibt etwa Andreas Fuchs in seiner Einleitung zur Titelstrecke über die Transformation des Antriebs bei schweren Nutzfahrzeugen in der ATZheavyduty 2-2022. Nichtsdestotrotz müssen die Motorkomponenten für den H2-Betrieb ausgelegt werden. Wie weit die Entwicklung dabei schon fortgeschritten ist, zeigt der Wasserstoff-Spezialist Keyou auf der IAA Nutzfahrzeuge 2022 am Beispiel eines 18t-Lkw sowie eines 12m-Stadtbus. Beide Prototypen sind mit dem Keyou-inside-Wasserstoffmotor ausgestattet. Und sie liefern laut Hersteller bereits sehr zufriedenstellende Ergebnisse.
Dennoch haben sich ob dieser positiven Einschätzung – anders als bei Pkw – für schwere Nutzfahrzeuge "noch kein Hauptpfad künftiger alternativer Antriebe herauskristallisiert, der für alle Segmente und Transportaufgaben gleichermaßen geeignet ist" (Seite 8). So beschreibt es Richard Backhaus im Artikel Wege zur Elektrifizierung schwerer Nutzfahrzeuge aus der ATZ 4-2022. Die Schlussfolgerung ist, dass dementsprechend bei der Schwerlastelektromobilität derzeit die beiden Systeme Batterie und Brennstoffzelle zur Serienreife entwickelt werden.
Die EU zieht die Daumenschrauben an
Welche Energieform letztendlich erfolgsversprechend ist, lässt sich kaum beantworten. Laut Backhaus sprechen "für die Brennstoffzelle ihre hohe Energiespeicherdichte und kurze Tankzeiten. Durch ständige technische Weiterentwicklungen der Akkus und den perspektivischen Aufbau einer Megawatt-Ladeinfrastruktur scheint der batterieelektrische Antrieb allerdings auch als Konzept für die Langstrecke mit großer Geschwindigkeit aufzuholen" (Seite 9). An dieser Stelle wird allerdings Egbert Fritzsche vom Verband der Automobilindustrie (VDA) deutlicher: "Um die Kohlendioxidemissionen auf dem Mobilitätssektor weiter zu reduzieren, werden künftig auch schwere Nutzfahrzeuge mit elektrischen Antrieben ausgestattet. Die Industrie hat entsprechende batterieelektrische Modelle in der Entwicklung."
Diese teils mit Hochdruck forcierten Aktivitäten einiger Nutzfahrzeughersteller sind allerdings nur zum Teil der Überzeugung geschuldet, den Weg in einen nachhaltigen Transportfernverkehr zu ebnen. Vielmehr zieht die Europäische Kommission die Daumenschrauben an. Zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen müssen die Lkw-Hersteller den CO2-Ausstoß ihrer Flotten in der EU bis zum Jahr 2025 um 15 % und bis 2030 sogar um 30 % reduzieren, sonst drohen empfindliche Strafzahlungen. Und für 2050 möchte die EU eine 90 %ige CO2-Reduktion im Transportsektor erreichen.