Brennstoffzellen-Technologie

Toyota: Auch weiterhin mit Wasserstoff

Ulla Ellmer

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25.10.2021, 16:28 Uhr

© Hersteller

Eine gewisse Beharrlichkeit ist Toyota nicht abzusprechen. "Für unsere Hybridtechnologie sind wir am Anfang auch ausgelacht worden", sagt Ferry M.M. Franz, Direktor Hydrogen Affairs bei Toyota. Was 1997 mit dem Prius begann, ist heute freilich Standard, nicht nur bei dem japanischen Hersteller. Und so, davon geht Toyota aus, wird es auch mit Wasserstoff (H2) kommen.

Vielfältige Einsatzgebiete

Im H2-aufgeschlossenen Japan, erklärt Franz, sei man bereits "Vollsortimenter". Der Weg zum Massenprodukt sieht viele Einsatzgebiete vor: Stationäre Brennstoffzellen für den Hausgebrauch, die dann als kleine Blockheizkraftwerke dienen, Busse (hier unterhält Toyota eine Kooperation mit dem portugiesischen Hersteller Caetano), Lkws (ein Bereich, in dem Toyotas Nutzfahrzeugtochter Hino aktiv ist und man mit dem US-Truckspezialisten Kenworth zusammenarbeitet) sowie schließlich Pkws. In Deutschland hält Toyota mit dem Mirai (ab 63.900 Euro) die H2-Fahne hoch, die Limousine repräsentiert gemeinsam mit dem Crossover Hyundai Nexo (ab 77.290 Euro) das noch magere Fuel-Cell-Angebot.

© Toyota

Patente für die Konkurrenz

Dass sich die Technologie künftig auf breiterer Ebene etabliert, liegt durchaus im Interesse der Japaner. Und so hat man alle Patente hinsichtlich Wasserstoff und Brennstoffzelle kostenfrei für die Wettbewerber freigegeben. Nachdem sie ihre Hausaufgaben in Sachen batterieelektrischer Fahrzeuge (BEVs) allmählich erledigt haben, entdecken tatsächlich auch andere Automobilhersteller den Wasserstoff. Nur ein paar Beispiele: BMW plant für 2022 eine Kleinserie des iX5 Hydrogen, Renault will im nächsten Jahr drei leichte Nutzfahrzeuge mit F-Cell auf den Markt bringen, beginnend mit dem Kastenwagen Master H2-TECH, und aus dem Stellantis-Konzern kommt das Trio Peugeot e-Expert Hydrogen, Citroën ë-Jumpy Hydrogen und Opel Vivaro e-Hydrogen.

Komplett übernehmen wird Wasserstoff bei den alternativen Antrieben indes nicht. "Wir glauben an ein Nebeneinander", sagt Franz. Das BEV also für den urbanen Bereich, Hybride und Plug-in-Hybride für die Mittel- und Langstrecke, Fuel-Cells primär für den Nutzfahrzeugsektor: "Hier bestehen die größten Chancen für die Brennstoffzelle, denn anders als bei den BEVs limitiert keine schwere Batterie die Zuladung".

Noch bleiben Fragezeichen

Es gibt allerdings auch Fragezeichen. Das Tankstellennetz ist noch dünnmaschig, auch "wenn wir in diesem Jahr die 100er-Marke in Deutschland knacken wollen", wie Sybille Riepe vom Betreiber H2Mobility ankündigt. Zudem kostet die Herstellung von Wasserstoff viel Strom, und in der Antriebsleistung kommen nur 60 Prozent der ursprünglich eingesetzten Energie an, die zudem sinnvollerweise aus regenerativen Quellen kommen sollte.

Das gängige Verfahren, um Wasserstoff zu produzieren, ist die Elektrolyse. Dabei wird Wasser unter Einsatz von Strom in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten "Wir sind inzwischen soweit, Wasserstoff in industriellem Maßstab aus erneuerbaren Energien herzustellen", sendet Projektentwickler Martin Schneider von Siemens Energy ein positives Signal aus. Allerdings findet man diese grünen Quellen im wind- und sonnenarmen Deutschland nur begrenzt vor. Anders sieht es im äquatornahen "Sonnengürtel" aus, wo die Wasserstoffproduktion folglich unter sinnvolleren Bedingungen stattfinden kann.

© LOHC

Verfahren aus Franken

Auf die Frage, wie das H2 vor Ort gelagert werden kann und dann zu uns kommt, hat das Erlanger Unternehmen Hydrogenious eine Antwort gefunden, für die es weder Spezial-Tanks noch Laster oder Schiffe braucht, die Voraussetzungen wie hohem Druck oder tiefkalten Temperaturen gerecht werden. LOHC (Liquid Organic Hydrogen Carrier) nennt sich die entsprechende Technologie: Der Wasserstoff wird chemisch an ein Öl gebunden; das so entstehende Produkt ist weder entflammbar und explosiv, es kann ohne hohen Sicherheitsaufwand gelagert und transportiert werden. Neben einer Einspeicheranlage am Ort der H2-Produktion ist eine weitere zum Ausspeichern dort notwendig, wo der Wasserstoff schließlich zur Anwendung gelangt, einer Tankstelle oder einem Industriestandort beispielsweise.

Ökologisch unergiebig ist es freilich, das LOHC über Tausende von Kilometern mit Diesel-Lkws oder schiffsölbetriebenen Tankern zu befördern. Perspektivisch könnten aber Brennstoffzellen-Carrier übernehmen. Ein weiterer Ansatz gilt der Kombination mit Pipelines. Durch sie könnte der Wasserstoff über die Langstrecke strömen, anschließend würde er eine LOHC-Einspeicheranlage durchlaufen und dann - im Gemisch gebunden - den verbleibenden Weg zur Endanwendung finden, um dort wieder ausgespeichert zu werden.

Angewendet wird das Verfahren bereits in den USA oder in Finnland. Und in Erlangen steht ein Testlauf unmittelbar bevor: Dort öffnet demnächst eine H2-Tankstelle, die von Hydrogenious per LOHC-Technologie mit einer kleinen Menge Wasserstoff beliefert wird, produziert in hauseigener Elektrolyse und mit Solarstrom vom Dach.

Paris als Bühne

Zurück zu Toyota: Den ganz großen Aufschlag in Sachen Wasserstoff hatte Toyota für die Olympischen Sommerspiele in Tokio 2020 geplant. Die 2021 nachgeholten Spiele fanden bekanntlich unter eingeschränkten und wenig publikumswirksamen Bedingungen statt. "Corona ist ein Rückschlag gewesen", sagt Ferry M.M. Franz. Jetzt setzt der Hydrogen-Spezialist auf Paris 2024: "Das wird der Big Bang".

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