BMW iX5 Hydrogen: Produktion von Auto mit Brennstoffzelle beginnt

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Über Jahrzehnte wurde die Brennstoffzelle, betrieben mit Wasserstoff, mal mehr, mal weniger intensiv beforscht. Im Pkw kam sie trotz einiger Anstrengungen nie über winzige Stückzahlen hinaus. Nun startet BMW mithilfe von Toyota einen neuen Anlauf, um diesem Antrieb doch noch auf breiter Front zum Durchbruch zu verhelfen. Noch ist es allerdings nicht so weit, denn zunächst ist nur eine Kleinserie geplant. Die Produktion des BMW iX5 Hydrogen beginnt am Mittwoch in Garching bei München. Viele Fragen bleiben indes unbeantwortet.

Wasserstoff: Brennstoffzelle oder Verbrennungsmotor

Wasserstoff als Energieträger im Pkw war in der Vergangenheit zweigleisig. BMW hatte etliche Versuchsträger, die H₂ im Verbrennungsmotor verarbeitet haben. 2006 wurde diese Forschung stark zurückgefahren, weil sich keine Lösung für zwei Probleme abzeichnete: Das Speichern von Wasserstoff war aufwendig, der Wirkungsgrad der gesamten Kette schlecht. Toyota und Hyundai gingen in ihren Modellen deshalb einen anderen Weg. Sie machten in einer Brennstoffzelle aus Wasserstoff Strom, der anschließend in einer Traktionsbatterie gespeichert wird. Aus dieser bedient sich dann der E-Motor, der das Auto antreibt.

Diesen Weg gehen viele, die dem brennstoffzellen-elektrischen Antrieb im Pkw eine Chance geben wollen, allerdings nicht alle. Unter anderem Porsche, Mazda, Subaru, Kawasaki und Yamaha arbeiten daran, Wasserstoff im Verbrennungsmotor direkt zu verarbeiten.

Kleinserie von knapp 100 Stück

Mit der Kleinserie von knapp 100 Stück will BMW Erfahrung sammeln und sich die Möglichkeit offenhalten, solche Autos auch in hohen Stückzahlen zu verkaufen. China will im Jahr 2030 eine Million Wasserstoffautos auf der Straße haben, Japan und Korea sehen ebenfalls Potenzial. "Wir denken bereits über eine mögliche nächste Generation nach", hatte BMW-Chef Oliver Zipse bei Vorlage der Halbjahresbilanz Anfang August gesagt. Dabei ist man sich auch bei BMW sicher, dass der batterieelektrische Antrieb künftig dominieren wird.

Trotzdem will der Konzern nicht alles auf diese eine Karte setzen. 2030 soll die Hälfte aller ausgelieferten BMW einen batterieelektrischem Antrieb haben. In München argumentiert man andererseits Richtung Wasserstoff, angesichts knapper Rohstoffe und unzureichender Ladenetze für E-Autos sei Wasserstoff "das fehlende Puzzle-Teil, das E-Mobilität dort vervollständigen kann, wo sich batterieelektrische Antriebe nicht durchsetzen werden".

Von Toyota lässt sich BMW die Brennstoffzellen für seinen iX5-Hydrogen liefern. Diese werden in Garching zusammengebaut und ab Ende des Jahres in München mit den Wasserstofftanks und den hauseigenen E-Motoren in die Karosserien montiert, die aus dem SUV-Werk Spartanburg in den USA geliefert werden. Die aus weniger als 100 Fahrzeugen bestehende Kleinserie soll nicht verkauft oder verleast werden, sondern in Europa, den USA, Japan, Korea und China von Autofahrern im Alltag erprobt werden.

Wasserstoff speichert der iX5 Hydrogen mit 700 bar in zwei Tanks. Die Brennstoffzelle hat eine Leistung von 125 kW. Die Systemleistung liegt bei 275 kW, die sich natürlich nur so lange komplett abrufen lassen, bis der Vorrat in der kleinen Traktionsbatterie erschöpft ist.

Nur mit grünem Wasserstoff denkbar

Unumstritten ist, dass Wasserstoff als Energieträger im Pkw hat nur dann eine Chance bekommt, wenn er regenerativ erzeugt wurde. Das ist weltweit momentan die absolute Ausnahme. Grüner Wasserstoff ist zudem heiß begehrt, und der Bedarf nimmt gerade zu. Industrie und auch das Stromnetz, in dem H₂ als Speichermedium dienen könnte, sind künftige Abnehmer. Der motorisierte Individualverkehr wird sich hinten anstellen müssen. Denn dort steht mit dem batterieelektrischen Antrieb ein viel effizienterer Weg bereit, Autos anzutreiben.

Kosten für H₂-Tankstellen "mehr als ausgleichen"

Auch für die Unternehmensberatung McKinsey und den Wasserstoff-Verband Hydrogen Council ist das Batterieauto das Maß der Dinge, "entscheidend für die Dekarbonisierung und eine Mainstream-Lösung". Aber wenn 10 Prozent der Autoflotte mit Wasserstoff fahren würden, könne "das hohe Investitionen für die Spitzen im Strom und Ladenetz sparen" und die Kosten für Wasserstoff-Tankstellen "mehr als ausgleichen". Für den Autofahrer biete das Wasserstoffauto im Alltag Vorteile, wie er sie vom Benziner oder Diesel kennt, argumentiert Zipse: schnelles Tanken und große Reichweiten, sogar bei Kälte. Als Konzernchef frage sich Zipse aber auch, "wie Europa den strategischen Zugang zu den entscheidenden Rohstoffen für die E-Mobilität sicherstellen will". Neue Abhängigkeiten drohten.

"Hilft nicht über die Klippen der nächsten Jahre"

Stefan Bratzel, Leiter des CAM-Autoinstituts in Bergisch Gladbach, sieht Wasserstoffautos skeptisch. Ein schneller Hochlauf sei nicht machbar, "wir reden da über lange Zeiträume. Das hilft uns nicht über die Klippen der nächsten Jahre", sagte er. "Es ist schon eine kostspielige Angelegenheit". Für Bratzel das wichtigste Argument gegen Wasserstoffautos ist "der hohe Energieeinsatz für Herstellung von Wasserstoff". Auf dem Weg vom Strom zum Wasserstoff und zurück zum Strom bleibt ein Großteil der Energie auf der Strecke. Zwar eignet sich Wasserstoff gut als Speicher für überschüssigen Strom und kann auch über weite Strecken transportiert werden, "das ist natürlich ein Vorteil". Aber dabei "muss man auch die Kosten im Blick haben", sagte Bratzel. Die Probleme ähneln jenen, mit denen auch eFuels zu kämpfen haben.

Ein Contra-Argument sei auch die Infrastruktur. In Deutschland etwa gibt es derzeit erst rund 100 Wasserstofftankstellen, die längst nicht die von normalen Tankstellen für Benzin und Diesel gewohnte Zuverlässigkeit bieten. Für Lastwagen muss allerdings ohnehin ein dichtes Netz von H₂-Tankstellen aufgebaut werden. Daimler entwickelt mit Volvo Brennstoffzellen und will die Lkws 2025 auf den Markt bringen. Opel hat für gewerbliche Kunden den Brennstoffzellen-Transporter Vivaro‑e Hydrogen im Angebot. Aber wenn auch Autos Wasserstoff tanken sollen, müsste das Netz viel dichter werden, "das ist schon sehr teuer", sagte Bratzel.

Elektroautos mit Batterie dürften bei Kleinwagen und in der Mittelklasse aber günstiger bleiben als mit Brennstoffzelle, meint Bratzel. Der vormalige Volkswagen-Chef Herbert Diess hatte Wasserstoff einmal als den Champagner der Energiewende bezeichnet. Aber auch für Champagner gibt es einen Markt. Zipse ist überzeugt, dass es "auch in Europa im Premiumsegment einen Markt für Brennstoffzellenautos" geben wird.

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(mfz)