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Mobilität

Alternative Antriebe

"Die Brennstoffzelle wird sich durchsetzen"

Noch gibt es nur wenige Wagen, kaum Tankstellen - trotzdem wird die Brennstoffzelle das Batterieauto einholen, sagt Toyota-Motorentwickler Gerald Killmann. Hier erklärt er, wann das passiert - und wie lange es den Diesel noch gibt.

Toyota

Ein Toyota Mirai an einer Wasserstoff-Tankstelle

Ein Interview von
Montag, 10.12.2018   05:07 Uhr

Die relevantesten, aufwendigsten, unterhaltsamsten Stücke aus dem SPIEGEL-ONLINE-Jahr 2018 - hier noch einmal für Sie zum Nachlesen.

SPIEGEL ONLINE: Herr Killmann, gibt es einen Antrieb, den Sie als Motorenspezialist in Zukunft nicht mehr fahren werden?

Gerald Killmann: Ich wohne in der Stadt und arbeite am Stadtrand, da fahre ich am Tag 30 Kilometer und drei, vier Mal im Jahr Langstrecke. Für dieses Fahrprofil würde ich mir keinen Diesel mehr kaufen, da ist ein Hybrid die bessere Wahl.

Zur Person

Gerald Killmann, Jahrgang 1965, ist Ingenieur für Maschinenbau und arbeitet seit 1992 bei Toyota. Nach Stationen in der Entwicklung von Dieselmotoren und Hybridantrieben leitet er seit 2014 den Bereich Forschung und Entwicklung am Entwicklungszentrum des Herstellers in Brüssel.

SPIEGEL ONLINE: Also hat der Diesel für Sie keine Zukunft mehr?

Killmann: Doch, auch der Diesel wird bei Fahrzeugen, die lange Strecken mit kurzen Standzeiten zurücklegen müssen, noch länger nachgefragt sein. Den Verbrenner an sich wird es auch in zehn bis 15 Jahren noch geben. Denn dann werden batterieelektrische Autos, aber auch die mit einer Brennstoffzelle, immer noch recht teuer sein. Der Verbrenner wird nötig sein, um Menschen mit niedrigeren Einkommen passende Fahrzeuge anbieten zu können. Allerdings wird es sich dabei oft um Hybride handeln, die in Städten lokal emissionsfrei fahren können.

SPIEGEL ONLINE: Toyota setzt für die Zukunft auf die Brennstoffzelle, batterieelektrische Fahrzeuge haben allerdings einen großen Vorsprung, was Ladeinfrastruktur und Stückzahlen angeht, die Brennstoffzelle steht dagegen noch am Anfang der Serienfertigung. Wie soll sie sich da in so kurzer Zeit durchsetzen?

Killmann: Durch spezielle Nutzungsszenarien, zum Beispiel als Taxi. Das fährt 24 Stunden, mehrere Hundert Kilometer am Tag. So ein Auto können Sie nicht acht Stunden irgendwo zum Laden anhängen, der Fahrer will ja ein Geschäft machen. Das Gleiche gilt auch für Schwerlastwagen, die Tausende von Kilometern fahren. Die Brennstoffzelle wird sich im Langstreckenbereich, bei Fahrzeugen mit wenig Standzeiten und im Nutzfahrzeugbereich durchsetzen.

Welche Typen von Elektroautos gibt es?

Reiner Elektroantrieb
Diese Fahrzeuge haben keinen klassischen Antriebsstrang mehr, der vom Motor die Bewegungsenergie auf die Räder überträgt. Stattdessen sind in den Radnaben Elektromotoren, die Energie kommt aus einem Akku, der an der Steckdose aufgeladen werden kann. Weil die Speicherkapazität der Batterien noch nicht mit einem klassischen Automobil vergleichbar ist, haben einige Elektromobile einen sogenannten Range Extender an Bord - einen kleinen Generator, der die Elektromotoren mit Energie versorgt, wenn der Akku leer ist.

Beispiele: Tesla Model S, VW E-Up, VW E-Golf, Renault Zoe, BMW i3, Ford Focus Electric, Nissan Leaf, Mercedes B-Klasse E-Drive
Hybridantrieb
Hybridautos haben zusätzlich zum klassischen Verbrennungsmotor einen Akku an Bord. Wenn der leer ist, springt der Benziner an. Eine Variante sind sogenannte Mild-Hybrid-Systeme, bei denen der Stromantrieb nur parallel unterstützend läuft, um den Benzinverbrauch zu reduzieren. Der Akku wird in der Regel durch Bremskraftrückgewinnung und einen Dynamo geladen. Zukünftige Hybridfahrzeuge sollen aber auch an der Steckdose aufladbar sein.

Beispiele: Toyota Prius, Toyota Prius+, VW Golf GTE, Porsche Panamera S E-Hybrid, Porsche 918 Spyder, Volvo V60 PiH, BMW i8
Brennstoffzellenantrieb
Bei diesen Fahrzeugen tankt man statt Benzin flüssigen Wasserstoff. In einer chemischen Reaktion wird das Hydrogen in der Brennstoffzelle in elektrische Energie umgewandelt, die dann das Fahrzeug antreibt. Anders als bei reinen Elektrofahrzeugen ist die Infrastruktur für den Wasserstoff eine ungelöste Frage. Vorteil der Brennstoffzellenfahrzeuge ist ihre größere Reichweite.

Beispiele: Hyundai ix35, Honda FCX Clarity, Hamburger Nahverkehrsbusse (Mercedes-Benz), Toyota Mirai
Range Extender
Im Gegensatz zu den herkömmlichen Elektroautos haben Range Extender einen Verbrennungsmotor an Bord, der anspringt, wenn die Ladung der Batterie zur Neige geht. Vorteil: Die Reichweite steigt auf das Niveau eines Autos mit konventionellem Antrieb. Vorreiter dieser Spezies ist der Opel Ampera, der die Kraft des Verbrenners aber auch nutzt, wenn die volle Leistung zum Beispiel auf der Autobahn abgerufen wird.

Beispiele: Opel Ampera (baugleich mit Chevrolet Volt), BMW i3 (optional mit Benzinmotor)

SPIEGEL ONLINE: Toyota ist einer der größten Autohersteller der Welt und will das mit Sicherheit auch bleiben - nur mit Geschäftskunden und Nutzfahrzeugen werden Sie diese Stellung kaum halten können.

Killmann: Natürlich werden wir batterieelektrische Fahrzeuge herstellen. Zurzeit ist die Zahl der verfügbaren Batterien allerdings begrenzt.

SPIEGEL ONLINE: Ab wann werden Batteriefahrzeuge bei Toyota dann zum Massenprodukt?

Killmann: Wenn ein Kleinwagen mit Elektroantrieb zu einem ähnlichen Preis wie heute ein Fahrzeug mit Hybridantrieb angeboten werden kann. Aber das wird noch einige Zeit dauern. Grundsätzlich müssen wir eine Tatsache akzeptieren: Dass sich wie heute nur ein Antriebskonzept durchsetzen wird, ist unrealistisch. Fahrzeuge mit einer Brennstoffzelle, Batterieautos aber auch Verbrennermobile werden parallel existieren - nur eben in unterschiedlichen Segmenten. Im Pkw-Bereich wird es mehr Batterieautos geben, bei größeren Fahrzeugen wird sich die Brennstoffzelle durchsetzen.

Foto: manager magazin online

SPIEGEL ONLINE: Für die Kunden spielt auch die Ladeinfrastruktur eine Rolle, deren Ausbau läuft bei E-Autos bereits schleppend. Wird das bei Wasserstoff nicht noch länger dauern?

Killmann: Beim Wasserstoff wird die Entwicklung anders ablaufen. Damit die Mobilität bis 2050 emissionsfrei wird, brauchen wir ihn für Schwerlaster, Busse und so weiter. Die Infrastruktur wird sich dann zuerst um diesen Bedarf herum aufbauen. Entlang jener Nutzungskorridore werden Tankstellen entstehen, die auch von Pkw genutzt werden können.

SPIEGEL ONLINE: Wann wird die Brennstoffzelle dann alltäglich?

Killmann: Für so eine Prognose hilft ein Blick auf die Hybridautos. Der Toyota Prius war lange ein Nischenprodukt, es hat 21 Jahre gedauert, bis die Hybridtechnologie in vielen Modellen steckt. Weil es eine reine Autotechnologie ist, haben wir das als Hersteller allein stemmen können. Bei der Brennstoffzelle brauchen wir eine neue Infrastruktur und die Zusammenarbeit mit Energieversorgern und Regierungen. Deshalb glaube ich nicht, dass es viel schneller geht. Wenn wir noch mal 21 Jahre in die Zukunft gehen, sind wir fast im Jahr 2040. Bis dahin haben wir die Kosten so weit gesenkt, dass die Technologie breit verfügbar ist und auch in Fahrzeugen steckt, die keine Nische bedienen.

insgesamt 776 Beiträge
static_noise 10.12.2018
1.
Ich stelle mit großen Mengen Strom ersr Wasserstoff her, um diesen uber ein azcwendiges Verteilungssystem zu Tankstellen zu bringen um ihn dann wieder in Strom.zu verwandeln und damit zu fahren. Ich glaube als Autohersteller [...]
Ich stelle mit großen Mengen Strom ersr Wasserstoff her, um diesen uber ein azcwendiges Verteilungssystem zu Tankstellen zu bringen um ihn dann wieder in Strom.zu verwandeln und damit zu fahren. Ich glaube als Autohersteller eber daran, dass hier eine komplett neue Infrastruktur mit Staatsbeteiligung entsteht, als dass es Kuzzeitladen am Taxistand gibt, oder Induktion oder, oder.... Aber Herr Killmann wird dann in Rente sein und ihm kann's egal sein.
brathbrandt 10.12.2018
2.
Ein Wort zum Diesel: Er mag (wenn schlecht gefiltert) schlecht für die Atemluft sein, aber seine CO2-Bilanz ist hervorragend. So viel Ehrlichkeit sollten auch Grüne haben und daher mehr moderne Diesel statt Benziner und [...]
Ein Wort zum Diesel: Er mag (wenn schlecht gefiltert) schlecht für die Atemluft sein, aber seine CO2-Bilanz ist hervorragend. So viel Ehrlichkeit sollten auch Grüne haben und daher mehr moderne Diesel statt Benziner und Stromer fordern.
tailspin 10.12.2018
3. Typischer Laberkopf
Motorenentwickler Killmann weiss zwar, dass sich die Brennstoffzelle durchsetzt aber nicht warum. Wasserstoff wird grosstechnisch verlustbehaftet hergestellt unter Einsatz von Erdgas oder hoeheren Kohlenwasserstoffen. Ausserdem [...]
Motorenentwickler Killmann weiss zwar, dass sich die Brennstoffzelle durchsetzt aber nicht warum. Wasserstoff wird grosstechnisch verlustbehaftet hergestellt unter Einsatz von Erdgas oder hoeheren Kohlenwasserstoffen. Ausserdem hat Wasserstoff als Brennstoff einen bescheidenen Brennwert und ist nur schwierig zu speichern. Es braucht entweder extreme Hochdruck Speicher, mit denen man auch nicht weit kommt, oder man muss Wasserstoff tiefstkalt verfluessigen und in einen hoch isolierten Fahrzeug Tank fuellen. Das Verfluessigen ist energetisch wiederum unguenstig. Man steckt ein Mehrfaches an Energie bei der Wasserstoffgewinnung./ Verfluessigung rein, und bekommt nur den einfachen Brennwert heraus. Ich wuerde nicht so einer potentiellen Bombe rumfahren, geschweige denn so ein Auto in einer Tiefgarage abstellen wollen. Fluessiger Wasserstoff wird bei jeder Umgebungstemperatur abdampfen, egal wie gut der Tank isoliert ist. Da braucht nur jemand das Licht anzumachen und bumm! Nichts weiter als Propaganda.
Edgard 10.12.2018
4. Schade daß die dezentrale...
... Wasserstoffversorgung nicht gerücksichtigt wird - bereits heute gibt es Solarmodule die Wasserstoff direkt erzeugen können - mit einem besseren Wirkungsgrad als Photovoltaik. Und da auch Miniblockkraftwerke mit H2 [...]
... Wasserstoffversorgung nicht gerücksichtigt wird - bereits heute gibt es Solarmodule die Wasserstoff direkt erzeugen können - mit einem besseren Wirkungsgrad als Photovoltaik. Und da auch Miniblockkraftwerke mit H2 betrieben werden können bzw. die Brennstoffzelle auch für die Hausversorgung interessant ist und Wasserstoff besser speicherbar ist als elektrische Energie kann eine "Energie in Bürgerhad" neuen Auftrieb bekommen. Unser Ziel ist daß unser nächster PKW autonom fährt, eine Brennstoffzelle und Radnabenmotoren hat; einen besseren Wirkungsgrad kann ich mir kam vorstellen. Dann fehlt nur noch die H2-Solarzelle als Dachziegel und die Hausanlage.
lurchianer 10.12.2018
5.
Die Fragestellung zielt viel zu sehr auf Pro Batterie und Contra Rest ab. Sind die Billigen Medien so Einzellig unterwegs?
Die Fragestellung zielt viel zu sehr auf Pro Batterie und Contra Rest ab. Sind die Billigen Medien so Einzellig unterwegs?
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