Schaeffler, Bosch, Mahle: So viel Hoffnung setzen sie noch in Wasserstoff

Die Nachricht war brisant: Toyota, bislang Fan der Brennstoffzelle, rechnet mittelfristig nicht mit einem Markt für Wasserstoff-betriebene Pkw. Der Konzern ist mit dem Modell Mirai einer der wenigen Anbieter von Autos mit dieser Antriebsform. Toyota richtet seinen Fokus stattdessen nun stärker auf den Nutzfahrzeugbereich.

Auf die erst im September vertiefte Wasserstoffkooperation mit BMW hat der Sinneswandel der Japaner keinen Einfluss. Damals hatte BMW-Chef Oliver Zipse als oberste Zielsetzung ausgegeben, 2028 das erste in Serie gebaute Brennstoffzellen-Elektrofahrzeug auf den Markt bringen zu wollen.

Daran habe sich nichts geändert und auch nicht an der Art der Kooperation, sagt eine Sprecherin. BMW arbeite wie vereinbart mit Toyota an der gemeinsamen Entwicklung eines Antriebsystems für Pkw. Die zugrunde liegende Brennstoffzellentechnologie biete Synergieeffekte sowohl für Nutzfahrzeug- als auch für Pkw-Anwendungen. BMW und Toyota kooperieren seit über zehn Jahren in der Brennstofftechnologie.

Toyotas Entscheidung sorgte auch bei Zulieferern für Diskussionen. Bosch sieht die Brennstoffzelle grundsätzlich reif für den breiten Einsatz. „Für die Nutzung im Pkw wäre aber ein wesentlich umfangreicheres Netz an Tankstellen erforderlich, und der Kilogrammpreis für Wasserstoff muss insgesamt noch günstiger werden“, sagte Thomas Pauer, Vorsitzender des Bosch-Geschäftsbereichs Power Solutions, der Automobilwoche.
 
Aus Bosch-Sicht ist der Brennstoffzellenantrieb im Pkw vor allem bei häufigen Langstreckenfahrten oder in schwereren Fahrzeugen eine Option. Der Zulieferer liefert das komplette Antriebssystem, alternativ auch nur wichtige Bestandteile wie den Stack, den elektrischen Luftverdichter, das Wasserstoff-Dosierventil sowie Komponenten für das Speichersystem.

Relevante Stückzahlen erwartet Bosch zunächst bei Lkw. Dort konzentrieren sich die Entwicklungsaktivitäten. Und hier überzeuge die Technologie bei höheren Lasten und längeren Strecken, sagt Pauer. Zudem reiche für Nutzfahrzeuge eine kleinere Zahl an strategisch platzierten H2-Tankstellen aus, um zentrale Transportrouten zu bedienen. Flottenbetreiber könnten eigene Tankstellen installieren.

Pauer plädiert dafür, in Deutschland einen regulatorischen und förderpolitischen Rahmen zu schaffen, um unmittelbar mit dem Aufbau einer Betankungsinfrastruktur beginnen zu können. „Derzeit beobachten wir in China, den USA und Indien ein steigendes Interesse an der H2-Mobilität. Wir müssen aufpassen, dass wir in Europa nicht den Anschluss verlieren.“

Für den Zulieferer Mahle spielt die Brennstoffzelle nicht nur im Nutzfahrzeugsektor, sondern auch beim Pkw neben batterieelektrischen Antrieben und klimaneutralen Kraftstoffen eine wichtige Rolle im Technologiemix zur Dekarbonisierung der Mobilität.

Mahle verweist auf die unterschiedlichen Entwicklungen und Anforderungen auf den Märkten. „Während in Europa die Nachfrage nach Brennstoffzellenantrieben in Pkw derzeit noch hinterherhinkt, sehen wir insbesondere in asiatischen Märkten eine wachsende Akzeptanz und Verbreitung dieser Technologie“, sagt Marco Warth, Leiter der Konzernforschung und Vorausentwicklung.

Für ihn ist eine gut entwickelte Wasserstoffinfrastruktur essenziell, um die Technologie marktfähig zu machen und potenzielle Kunden zu überzeugen. Das gelinge zum Beispiel in Japan. „In Europa wird die Brennstoffzelle dagegen weniger nachgefragt, da kein flächendeckendes Netz von H2-Tankstellen verfügbar ist“, stellt er fest.

Einen entscheidenden Faktor sieht Warth im Thermomanagement, da die Brennstoffzelle nur in einem begrenzten Betriebsfeld dauerhaft optimal und effizient arbeitet. Mahle hat einen bionischen Hochleistungslüfter entwickelt, um die Brennstoffzelle auf ihre ideale Betriebstemperatur zu bringen und so ihre Leistungsfähigkeit zu maximieren. Von den Federschwingen einer Eule inspiriert, werden laute Lüftergeräusche von Brennstoffzellen-Lkw reduziert, die beim Laden oder Fahren unter Volllast stehen.

Neben der unzureichenden Ladeinfrastruktur in Europa sieht Warth in den Unsicherheiten künftiger gesetzlicher Regelungen ein weiteres Hindernis bei der Brennstoffzellenverbreitung.

„Unternehmen zögern, in neue Technologien zu investieren, ohne klare Leitlinien zu möglichen Förderungen oder Restriktionen. Gerade für Flottenbetreiber und Spediteure, die potenziell mit Brennstoffzellen betriebene Lkw in ihren Fuhrpark aufnehmen, müssen die Rahmenbedingungen auch in 2030 und darüber hinaus verlässlich sein, damit sich die hohen Investitionen langfristig rentieren“, sagt Warth.

Auch Schaeffler sieht das Potenzial der Wasserstofftechnologie insbesondere bei Nutzfahrzeugen und im Schwerlastverkehr. Der Zulieferer betrachtet die Wasserstofftechnologie ganzheitlich, vom Elektrolyseur zur Erzeugung von grünem Wasserstoff hin zur Verwendung des Wasserstoffs in Brennstoffzellen. Der Konzern nutzt seine Expertise in der Umformtechnik und Beschichtungstechnologie, um Bipolarplatten zu entwickeln.

Für das Kernelement von Brennstoffzellen-Systemen wurde die Beschichtung Enertect entwickelt. Sie ist frei von Edelmetallen und demnach ohne Leistungsabfall nachhaltiger. Dank der Technologie wird der CO2-Fußabdruck der Beschichtung laut Schaeffler um über 90 Prozent und der von Bipolarplatten um 20 Prozent gesenkt.

Bei EKPO Fuel Cell Technologies, einem Joint Venture der Zulieferer ElringKlinger und OP Mobility, spielt die Brennstoffzelle vor allem dann eine Rolle, wenn es sich um leistungsintensive Anwendungen handelt, die dauerhaft verfügbar sein müssen.

„Das ist neben dem Heavy-Duty-Bereich auf der Straße auch der Pkw, insbesondere, wenn er leistungsintensiv, wie zum Beispiel bei SUVs oder als Langstreckenlimousinen für weitere Distanzen, genutzt wird“, heißt es bei EKPO.

Um die Brennstoffzellentechnologie wettbewerbsfähig zu machen, ist EKPO mit der Entwicklung von Stack-Komponenten wie der metallischen Bipolarplatte einen weiteren Schritt gegangen: Das Unternehmen will sich nicht nur die Anwendungen in der Mobilität als Markt, sondern auch die vorgelagerte Wertschöpfungskette von Wasserstoff erschließen, sagt COO Stefan Dwenger.

Mit einem Portfolio von vier modularen Stackplattformen deckt der Zulieferer den Leistungsbereich von 15 bis 400 kW ab. Mit dem Stackmodul NM20 mit bis zu 400 kW Leistung verfügt das Gemeinschaftsunternehmen über einen Brennstoffzellenstack, der insbesondere für den Schwerlastverkehr konzipiert wurde.

Gehemmt werde die Verbreitung der Brennstoffzelle dadurch, dass Wasserstoff nur bedingt verfügbar ist, da ein Großteil nicht lokal hergestellt wird. Zudem werde Wasserstoff derzeit noch oft unter Verwendung fossiler Quellen produziert, was zu CO2-Emissionen führt und die CO2-Neutralität verhindert.

Nur wenn Wasserstoff mit regenerativer Energie hergestellt wird, trage dieser zur CO2-neutralen Mobilität bei und könne gleichzeitig Erzeugung und Verbrauch von Energie entkoppeln.