Wasserstoff-Feldversuch von Toyota - Brennstoff für die Hauptstadt

Wasserstoff soll die Mobilität der Zukunft sichern. Seit Jahren forschen und fahren die Entwickler mit den komplexen Vehikeln, die Energie in Brennstoffzellen an Bord erzeugen und damit ihre elektrischen Antriebe füttern. Toyota führt zusammen mit der Clean Energie Partnership, an der auch BMW, Daimler, Opel sowie VW beteiligt sind, und dem Mineralölkonzern Total in Berlin einen Feldversuch durch.

Die beiden SUV vom Typ Highlander - das Modell wird offiziell nicht in Europa angeboten - rollen seit 2009 durch die Hauptstadt. Mit ihnen sollen die Alltagstauglichkeit der komplizierten Technik und die nicht minder aufwendige Infrastruktur erkundet wird. Das Ziel: schon 2015 sollen die ersten Elektrowagen mit Brennstoffzelle unter dem Toyota-Markenzeichen in Serie gebaut und verkauft.

Vor allem die Anforderungen bei niedrigen Temperaturen seien sehr hoch, so Dirk Breuer, Technik-Sprecher von Toyota Deutschland. Und im Sommer kommt die empfindliche Brennstoffzelle ebenfalls schnell an ihre Grenzen. Je mehr Leistung angefordert wird, desto heißer wird sie. Und mit jedem Grad über der normalen Betriebstemperatur sinkt die Leistungsabgabe. Deshalb ist ein ausgeklügeltes, zuverlässiges Klimatisierungssystem eine wichtige Voraussetzung für den störungsfreien Betrieb.

Das habe man mittlerweile sicher im Griff, so der Toyota-Mann Breuer. In der Praxis funktionierte der Stack, wie die schichtweise Anordnung der plattenartigen Brennstoffzellenelemente genannt wird, einwandfrei. Minus 17 Grad Celsius in Berlin überstand sie ohne Störungen. Sogar bei Minus 30 Grad Celsius machte der Energielieferant noch nicht schlapp, allerdings wurden diese Versuche nicht im Praxisbetrieb, sondern in der Klimakammer „gefahren“.

Der Stack im Highlander liefert 90 kW Dauerleistung. Geringfügige Spitzenbelastungen gleicht der Bordakku aus - ein Nickel-Metallhydrid-Akku mit 1,7 kWh Kapazität. Er speichert auch die Energie, die beim Bremsen durch Umpolung des 90 kW/122 PS starken Elektromotors erzeugt wird. Die Abstimmung des Gesamtsystem scheint gelungen. Im Stadtverkehr von Berlin rollt der Toyota FCHV-adv leise, komfortabel und unauffällig mit. Die Lenkung arbeitet, wie man es von einem für Amerika entwickelten SUV erwartet; angenehm ist die feindosierbare Bremse, die trotz Rekuperationsfunktion sehr feinfühlig anspricht.

Rund 550 Kilometer weit kommt der Elektrowagen mit einer Tankfüllung. Tank bedeutet in seinem Fall ein Quartett von vier Hochdruckspeichern unter dem Wagenboden, die den Wasserstoff auf 700 bar komprimiert aufbewahren. Das bedeutet je Tank 1,5 Kilogramm Treibstoff, also insgesamt sechs Kilogramm. 1000 Gramm des Wasserstoffs werden an den drei Berliner Versorgungsstationen zu 9,50 Euro verkauft, auf 100 Kilometer verbraucht das Toyota-Forschungsauto im Praxisbetrieb rund 1,1 Kilogramm Brennstoff, das sind 10,45 Euro. Ein modernes, vergleichbares Diesel-SUV schafft die Strecke günstiger. Bei ihm fallen bei einem Verbrauch von 6 Liter auf 100 Kilometer heute etwa 8,70 Euro an Spritkosten an.

Die Speicherung von Wasserstoff ist auch heute noch ein Problem. Für das Bevorraten von flüssigem Wasserstoff müssen die Tanks gekühlt werden. Steigt die Temperatur auf über 253 Grad Celsius in Richtung Gefrierpunkt, wechselt der farb- und geruchlose Energieträger seinen Aggregatzustand und wird gasförmig. Dabei dehnt er sich aus; der erhöhte Druck muss durch Abblasen über Sicherheitsventile abgebaut werden.

Deshalb ist heute die Speicherung als Gas die allgemein bevorzugte Lösung. Dennoch müssen die Edelstahltanks zusätzlich abgedichtet werden, die sehr feine molekulare Struktur von Wasserstoff durchdränge sonst selbst die stählernen Wandungen. Bei einem Unfall, so Toyota-Sprecher Breuer, bestehe jedoch keine Gefahr. Zusätzliche Wicklungen um die Tanks herum brächten die nötige Druck- und Crashbeständigkeit.

Wasserstoff könnte zum Brennstoff der Zukunft werden. Auch Toyota lotet das Potential in einem Feldversuch aus.