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Von Hong Kong aus beobachtet Volker Blandow für den TÜV Süd, wie aus Ideen der Elektromobilität Realität wird. Ein Gespräch über die Brennstoffzelle, E-Fuels und langlebige Batterien.


Datum:
02.11.2020
Autor:
Alexander Junk
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Herr Blandow, Sie sind beim TÜV Süd in Hong Kong tätig und beschäftigen sich sowohl mit der Elektromobilität als auch Brennstoffzellen-Pkw. Welche Technik wird sich Ihrer Meinung nach durchsetzen?

Volker Blandow: Zuerst einmal ist ein Fahrzeug mit Brennstoffzelle auch ein Elektroauto, denn dort ist der Antrieb auch elektrisch. Aber um die Frage zu beantworten: Brennstoffzellenfahrzeuge sind für mich ein integraler Bestandteil der Elektromobilität. Wir brauchen sowohl batterieelektrische Fahrzeuge als auch Fahrzeuge mit Brennstoffzelle, um den Verkehr zukünftig zu dekarbonisieren. Mit beiden Technologien könnten wir den Mobilitätsbedarf komplett abdecken, den wir heute auf den Straßen sehen.

Kritiker bemängeln an der Brennstoffzelle ihren geringeren Wirkungsgrad im Vergleich zur batterieelektrischen Mobilität. Warum sollten wir sie im Transportsektor einsetzen?

V. Blandow: Aus reiner Effizienzsicht führt nichts am batterieelektrischen Fahrzeug vorbei. Es ist zwei- bis dreimal effizienter als ein Fahrzeug mit Brennstoffzelle. Durch Umwandlungsverluste bei der Herstellung des Wasserstoffs verlieren wir 30 Prozent Energie. Im Fahrzeug selber verlieren wir nochmals 50 Prozent der Energie. Ich glaube dennoch, dass man beide Technologien benötigt. Denn es gibt Bereiche, in denen die Brennstoffzelle die notwendige Ergänzung zu einem vollelektrischen Antrieb sein wird.

In Deutschland wird Wasserstoff hauptsächlich außerhalb des Transportsektors angedacht.

V. Blandow: Meiner Meinung nach kann man eine Technologie wie Wasserstoff nicht von vornherein auf bestimmte Sektoren begrenzen. Wir brauchen Wasserstoff in der Industrie als sauberen Rohstoff und als saisonalen Energiespeicher. Wenn es sinnvoll ist, wird sich Wasserstoff auch im Transport-Bereich durchsetzen und dann natürlich auch im Pkw. Momentan sehe ich in China mehr Wasserstoff-Neuvorstellungen im Pkw- als im Lkw-Bereich - und zwar palettenweise. Da kommt man ins Nachdenken, gerade wenn die chinesische Regierung hier eine Quote einführt.

Warum setzen die chinesischen Hersteller so stark auf Wasserstoff?

V. Blandow: In China ist das Teil des Fünf-Jahres-Plans, den die Regierung aufgestellt hat. Überraschend sind jedoch die regionalen Pläne, die letztens angekündigt worden sind: Peking hat ein starkes Wasserstoffprogramm angekündigt. Es haben weitere Städte nachgezogen und ähnlich ambitionierte Programme aufgelegt. Das hat das Blatt nochmals viel stärker in Richtung Wasserstoff gewendet. In China war zunächst nur der Lieferverkehr für die Wasserstofftechnologie vorgesehen, da man durchaus die Grenzen des Batterieantriebs in kalten oder warmen Regionen gesehen hat. Die Chinesen hatten aber auch Bedenken bei der Verfügbarkeit der Rohstoffe für die Batterieproduktion. Und das, obwohl China einen Großteil der benötigten Rohstoffe selbst besitzt.

Halten Sie es für einen Fehler, dass in Deutschland die Autoindustrie eher einseitig auf batterieelektrisch setzt?

V. Blandow: Die deutsche Industrie wäre gut beraten, die Wassertechnologie voranzutreiben, um auf Augenhöhe mit China zu bleiben. Wir sind in Deutschland sehr gut, was die Entwicklung von Komponenten für die Brennstoffzelle angeht. Wir verspielen diesen Vorsprung etwas, weil die Chinesen das so intensiv angehen. Sie werden uns irgendwann einholen. Ich hoffe, dass die Industrie das Potenzial vorher erkennt. Vielleicht ist es momentan aber schlichtweg nicht der richtige Zeitpunkt, weil die deutsche Industrie erst mal E-Autos verkaufen möchte.

Was spricht für die Brennstoffzelle?

V. Blandow: Es gibt mehrere Argumente für die Brennstoffzelle: Es gibt viel weniger Materialien, Chemikalien und auch weniger Masse. Ein Brennstoffzellenfahrzeug mit gleichen Fahrleistungen ist 500 bis 600 Kilogramm leichter als ein batteriebetriebenes Elektrofahrzeug. Zudem werden künftig Reichweiten über 800 Kilometer möglich sein, der Tankvorgang dauert aber im Gegensatz zum batteriebetriebenen Elektrofahrzeug nur drei Minuten.

Tesla verspricht beim neuen Model S Plaid eine Reichweite von fast 850 Kilometern. Braucht man da die Brennstoffzelle noch?

V. Blandow: Wenn man das bei allen Witterungsbedingungen und mit allen Fahrprofilen erreichen will, muss man sich ganz schön anstrengen oder gewaltige Ladeleistungen vorhalten. Es gibt aber auch Situationen, die mit einem batterieelektrischen Fahrzeug schwer zu adressieren sind. Stellen Sie sich einen typischen Ferientag auf der Autobahn vor, wenn zeitgleich zehntausende Autos in den Urlaub fahren wollen. Wie viele Schnellladestationen müssten wir dafür an den Autobahnraststätten bereithalten und welche Lastspitzen müsste das Netz verkraften? Hier hat der Wasserstoff Vorteile. Gerade wenn wir große und schwere Fahrzeuge bewegen wollen, sehe ich in der Brennstoffzelle eine gute Alternative.

Wären nicht synthetische Kraftstoffe ("E-Fuels") sinnvoll?

V. Blandow: Ich halte das nicht für sinnvoll, denn wir müssten zuerst eine Industrie und die nötigen Prozesse im großen Stil aufbauen, um einen nennenswerten Effekt zu erzielen. Das hat Vorlaufzeiten von mehreren Jahren. Darüber hinaus bräuchten wir für die saubere Herstellung den massiven Ausbau erneuerbarer Energien. Wer bereits die geringe Effizienz bei der Herstellung von Wasserstoff kritisiert, wird das bei E-Fuels erst recht, denn hier liegt der Wirkungsgrad nur bei zehn bis 15 Prozent. Kurzum: Man würde große Mengen Geld in einen Prozess investieren, der nur eine Brückentechnologie darstellt. Denn die E-Mobilität rückt immer näher. Wenn jetzt das Brennstoffzellenfahrzeug hinzukommt, brauchen wir keine E-Fuels mehr.

Das Problem ist ja weniger die Speicherung als die Energiegewinnung. Woher nehmen wir die Energie für die Herstellung von grünem Wasserstoff?

V. Blandow: Das muss man natürlich global sehen. In Deutschland sind wir mit rund 50 Prozent Anteil an erneuerbaren Energien schon ganz gut. Andere Länder haben da noch Nachholbedarf. Der Wasserstoff wird kommen, weil wir ihn in einem Elektrizitätsnetz, das auf erneuerbaren Energien basiert, als Speichermedium brauchen werden. Und zwar sowohl als Langzeitspeicher als auch als Speicher für große Mengen. Kurzzeitige Lastspitzen kann ich auch in stationären Batterien speichern und abpuffern. Bei einem saisonalen Speicher macht die Batterie aber keinen Sinn, da brauche ich einen chemischen Speicher. So wie es aussieht, wird das Wasserstoff sein. Wasserstoff wird zudem ein elementarer Rohstoff unserer Industrie werden. Daher ist es das Ziel, den Wasserstoff so günstig wie möglich zu bekommen. Daran wird gearbeitet.

Sie sprachen das Thema Infrastruktur bereits an. Wird jene Infrastruktur für die Wasserstoff-Tankstellen nicht sehr kostspielig werden?

V. Blandow: Bei der Infrastruktur für Elektrofahrzeuge wissen wir bis heute nicht, wie viele Ladesäulen wir eigentlich brauchen. Wollen die Leute lieber zuhause laden, an der Laterne oder brauchen wir viele Schnelllader? Und in welchem Verhältnis? Bei den Wasserstofftankstellen wissen wir das hingegen ganz genau. Wir brauchen mindestens 1.000 Tankstellen, um ganz Deutschland mit Wasserstoff zu versorgen. Bei 2.000 Tankstellen wären wir dann in einer komfortablen Situation. Das würde rund 2,2 Milliarden Euro kosten, diese zu errichten.

Die Ladeinfrastruktur ist das eine, der Preis für das Elektroauto mit Brennstoffzellentechnik ist das andere. Was werden die Kunden zahlen müssen?

V. Blandow: Ein Brennstoffzellen-Fahrzeug ist nicht um den Faktor drei bis fünf teurer als ein Elektroauto, so wie es oft behauptet wird. Der Hyundai Nexo kostet beispielsweise so viel wie ein Elektroauto. Hyundai hat es geschafft, die Brennstoffzelle zu kommerzialisieren und darauf aufbauend zwölf verschiedene Fahrzeugmodelle vorzustellen. Somit kommt der Hersteller auf höhere Stückzahlen, was wiederum die Kosten senkt. In einer Studie zu Elektro- und Brennstoffzellen-Autos, bei der TÜV Süd mitgewirkt hat, sind wir zu dem Ergebnis gekommen, dass die Grenzkosten, also wie günstig Elektro- und Wasserstofffahrzeuge werden können, ziemlich identisch sind.

Innovationen rechnen sich oft erst auf langer Strecke. Können Sie etwas zur Lebensdauer der Brennstoffzelle sagen?

V. Blandow: Die Brennstoffzelle hat eine kürzere Lebenszeit als die Batterie eines reinen Elektrofahrzeugs. 6.000 Stunden Betrieb sind momentan möglich, was etwa einem Autoleben beziehungsweise rund 150.000 Kilometer Fahrleistung entspricht. Dabei ist die Luftqualität entscheidend. Je sauberer die Luft in unseren Städten ist, desto höher sind die Standzeiten ( Laufzeiten, Anmerk. der Red.) der Brennstoffzelle. Kohlenmonoxid ist beispielsweise reines Gift für die Brennstoffzelle und muss durch Katalysatoren unschädlich gemacht werden. Das Problem müssen wir lösen. Brennstoffzellen-Stacks könnten irgendwann aber auch so günstig werden, dass man sie wechseln kann.

Und wie sieht zum Vergleich die Langlebigkeitsrechnung bei batteriebetriebenen Elektroautos aus?

V. Blandow: Bei Batteriefahrzeugen sehen wir in den Laboren von TÜV Süd, dass die Lebensdauer erstaunlich gut ist. Je neuer die Batteriegeneration, desto besser. Tatsächlich schaffen moderne Batterien 3.000 bis 6.000 Ladezyklen. Wenn eine Fahrleistung von 500 Kilometern pro Zyklus zugrunde gelegt wird, schafft man drei Millionen Kilometer Laufleistung. Ich glaube, das Fahrzeug um die Batterie macht eher schlapp als die Batterie. Jetzt müssen wir noch herausfinden, welche Auswirkungen das Schnellladen jenseits der 50 Kilowatt auf den Alterungsprozess der Batterie hat.

Herzlichen Dank, Herr Blandow, für das Gespräch.

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