Brennstoffzelle

Wasserstoff: Die Zukunft ist schon da

Brennstoffzelle, das ist noch immer Zukunft, Experiment, Vision. Oder?

2014-09-09

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„Hätten Sie mich vor drei Jahren gefragt, ob sich die Brennstoffzelle lohnt, ich hätte geantwortet ‚Nein‘“, sagt Mark Hanke. Hanke ist Abteilungsleiter Konstruktion Flurförderzeuge bei der KION Marke Linde, und er betreut das Projekt „H2IntraDrive“, bei dem elf wasserstoffbetriebene Fahrzeuge in der BMW-Produktion eingesetzt werden. „Mittlerweile glaube ich, es könnte sich langfristig rechnen.“


Während die Automobilbranche noch testet, entwirft und Zeitpläne aufstellt, ist die Logistik-Branche weiter. Schon vor 14 Jahren präsentierte Linde einen Stapler mit Brennstoffzelle, vor elf Jahren fuhr dann der erste Stapler der zweiten KION Premiummarke STILL mit Brennstoffzelle als Prototyp am Münchener Flughafen. „Seit 2013 ist eine neue Entwicklungsstufe erreicht“, sagt Christian Baerwolff, Leiter Produktmanagement bei STILL. Seitdem fahren in Deutschland wasserstoffgetriebene Gabelstapler gleich flottenweise durch Lagerhallen. In den USA sind mittlerweile sogar etwa 5.000 solcher Fahrzeuge im Einsatz, bei Firmen wie beim weltgrößten Einzelhändler Walmart, bei BMW, Cisco oder Daimler. „Das sind keine Demo-Flotten“, betont Hanke. „Diese Firmen setzen zu 100 Prozent auf die Brennstoffzelle. Da gibt es keine Rückversicherung mehr.“

Schnell tanken, weit fahren – kein Problem


In einer Brennstoffzelle wird in einer chemischen Reaktion aus Wasserstoff und Sauerstoff für den elektrischen Antrieb des Fahrzeugs Strom erzeugt,. Der Vorteil: Im Gegensatz zu der beim Elektro-Antrieb sonst üblichen Bleibatterie muss die Brennstoffzelle nicht langwierig aufgeladen werden. Wasserstoff lässt sich tanken – in ein paar Minuten. Auch ist Reichweite kein Thema. Ein Tank reicht für mehrere Stunden Fahrtzeit. Und: Aus dem System kommt nur „heiße Luft“ und Wasser, das entweder als Wasserdampf ausgeblasen oder in flüssiger Form in einem Tank gesammelt wird.


Für Firmen, die ihre Fahrzeuge im Mehrschichtbetrieb fahren, ist das ein äußerst verlockendes Konzept. Elektrische Gabelstapler hängen gerne auch mal zehn Stunden an der Steckdose, oder erzeugen einen enormen Aufwand, wenn nach jeder Schicht bis zu zwei Tonnen schwere Batterien ausgetauscht werden müssen – in jedem Fall ein Zeitfresser. Dazu kommt die Wartung der Bleisäurebatterien. Im Vergleich dazu ist die Wasserstoffbetankung schneller, effizienter, und kann jederzeit zwischendurch eingeschoben werden. „Noch interessanter wird es für Firmen, bei denen in der Produktion ohnehin Wasserstoff abfällt“, sagt Baerwolff.

„Nahe an der Serienreife“


Allerdings: Es geht nicht nur um Effizienz, sondern auch um Nachhaltigkeit. Sobald aber der Wasserstoff selbst nicht umweltfreundlich produziert wird, ist es vorbei mit der sauberen Energiebilanz. Dann entsteht zwar nur Wasserdampf, der Energieträger selbst aber wurde erst durch den Einsatz fossiler Brennstoffe bereitgestellt. Jedoch kann der Wasserstoff auch als Speichermedium für anderweitig nachhaltig produzierte Energie dienen, wie zum Beispiel durch Windkraft oder Solartechnik.

Beim E-Log-Biofleet-Projekt testet derzeit die Logistikfirma DB Schenker an ihrem Standort in Linz eine Wasserstoffproduktion, bei der Methan aus Biogas zu Wasserstoff umgewandelt wird. Damit ist die Brennstoffzelle nicht nur effizient, sondern auch tatsächlich „grün“. Zum Einsatz kommt sie dann in einem T20SP-Niederhubwagen von Linde. Was die reine Technik angeht, sieht der Leiter des Vertriebsbereichs Neufahrzeuge bei Linde, Ralf Dingeldein, die Brennstoffzelle „nahe an der Serienreife“. Linde sieht sich insgesamt für die Zukunft der Brennstoffzelle gut gerüstet: Bereits vor sechs Jahren wurde ein Produktmanagement für innovative Antriebe ins Leben gerufen. Seitdem wird das Thema intern und extern vorangetrieben. Zumindest für den Hallenbetrieb seien die technischen Herausforderungen gelöst.

Technische Herausforderungen


Anders sieht es mit dem Betrieb im Freien aus. Die Elektronikkomponenten der Zellen, die zum Beispiel Linde beim H2IntraDrive-Projekt einsetzt, müssen hier noch nachjustiert werden. Mit solchen Brennstoffzellen ist ein Einsatz bei Staub und Regen kaum zu empfehlen. Eine Zelle in einem geschlossenen Gehäuse zu bauen ist zwar möglich, aber technisch deutlich aufwändiger. Das eine der Herausforderungen, an denen auch die Autobauer tüfteln.


Eine andere Herausforderung für die Brennstoffzelle sind kurzfristige Höchstleistungen beim Beschleunigen der Fahrmotore und dem gleichzeitigen Heben schwerer Lasten. Deswegen sind bislang alle entwickelten Antriebe Hybridsysteme, bei denen die Brennstoffzelle die Grundlast bereitstellt, und eine Lithium-Ionen-Batterie oder Kondensatoren die Spitzen abdecken. Auch das wird in Zukunft so bleiben, glaubt Baerwolff: „Die Brennstoffzelle steht ja nicht alleine im Raum, bei den Antrieben der Zukunft reden wir von modularen Konzepten.“

Weitere 1.000 Brennstoffzellensysteme für Walmart


Die Brennstoffzelle wäre dann eine mögliche Lösung, im gemeinsamen Zusammenspiel mit anderen Antrieben. Science Fiction jedenfalls ist sie schon jetzt nicht mehr. Wenn ein Unternehmen wie Walmart gerade wieder 1.000 neue Brennstoffzellensysteme bestellt, bringt das auch den Entwickler Hanke ins Grübeln: „Die machen das nicht, um auf Teufel komm raus ein grünes Image zu bekommen – das scheint sich zu rechnen.“ Genau darum gehe es schlussendlich auch beim H2IntraDrive-Projekt: Lohnt sich der Einsatz der Fahrzeuge für BMW, auch unter Berücksichtigung steuerlicher Förderungen und der Marktpreise für Wasserstoff? Anzeichen sprechen dafür. „Wenn es für die Kunden in den USA wirtschaftlich ist – warum soll das in der EU anders sein?“, meint Hanke.