Audi H-Tron Quattro Concept Detroit 2016 Audi

Audi plant Brennstoffzellen-Hybride

Große Reichweiten mit Wasserstoff

Im VW Konzern ist Audi Kompetenzzentrum für den Wasserstoffantrieb. Für Autos, die größere Strecken zurücklegen sollen, hält Entwicklungsvorstand Rothenpieler E-Autos mit Akku und Brennstoffzelle für die Lösung.

Das Angebot an Elektroautos wächst. Vor allem ab 2020, wenn der VW ID.3 auf die Straßen rollt, könnte der Marktanteil von E-Autos an den Neuzulassungen aus der Marginalität herauswachsen. Angesichts der weiter schleppend wachsenden Infrastruktur werden Reichweiten und Ladezeiten die massenhafte Verbreitung lokal emissionsfreier Autos noch eine Zeit lang verzögern.

Akkus für kurze, Brennstoffzellen für lange Strecken

Für lange Strecken setzen etliche Hersteller daher auf Brennstoffzellenautos, allen voran Toyota und Hyundai, die mit Mirai und Nexo bereits Modelle mit Wasserstoffantrieb im Angebot haben. Abgesehen vom hohen Preis krankt aber auch diese Technologie an der Infrastruktur. Allerdings bräuchte es nicht so viele Wasserstofftankstellen wie Ladestationen: Die Zapfsäulen wären schlicht weniger gefragt, denn Nachtanken reicht für etwa 400 Kilometer und dauert nur drei Minuten. Auf solche Reichweiten kommen die besten E-Autos auch nach 30 Minuten am Schnelllader nicht.

Auf kurze Strecken punkten batterieelektrische Autos hingegen mit dem besseren Wirkungsgrad und der grundsätzlich einfachen und günstigen Infrastruktur: Wenn es auf die Zeit nicht ankommt (zum Beispiel über Nacht), tut’s auch eine Steckdose in der heimischen Garage.

Hybrid aus Brennstoffzelle und Batterie-Antrieb

Kein Wunder also, dass etliche Hersteller über eine Kombination aus beiden Technologien nachdenken, also einem Brennstoffzellen-Plug-in-Hybrid (PHEV), sprich einem Auto mit Batterie zum Aufladen an der Steckdose und einer Brennstoffzelle mit Wasserstofftank. So bringt etwa Mercedes den GLC F-Cell in einer Kleinserie zum Leasen auf die Straße. Mit 4,4 kg Wasserstoff an Bord produziert das
Vorserienmodell genügend Energie für eine Reichweite von bis zu 430 km (nach NEFZ). Hinzu kommen 51 km E-Reichweite (NEFZ) aus einer 13,8 kWh großen Lithium-Ionen-Batterie. Die Batterie lässt sich per 7,2 kW-Onboard-Lader in 1,5 Stunden vollladen, der Wasserstoff kann in rund drei Minuten getankt werden.

Den Brennstoffzellen-PHEV hatte Audi schon 2014

Ähnliche Ideen verfolgt auch Audi. Die Ingolstädter beschäftigen sich seit rund 20 Jahren mit Brennstoffzellen-Konzepten. Das Concept Car A7 Sportback h-tron quattro von 2014 war bereits ein Plug‑in‑Hybrid. Der Technikträger hatte die 8,8 kWh Lithium‑Ionen‑Batterie aus dem A3 e-tron an Bord. Sie war unter dem Gepäckraum angebracht, ihr Thermomanagement lief über einen eigenen Kühlkreislauf. Eine Batterie braucht die Brennstoffzelle ohnehin als Puffer. Beim h-tron war sie kleiner als beim GLC F-Cell, sollte das windschlüpfige Coupé aber auch bis zu 50 Kilometer weit bringen. Weiterer Vorteil der größeren Batterien: Sie kann beim Bremsen mehr Rekuperationsenergie speichern und zum Beschleunigen ordentlich Leistung beisteuern (Boost). Beim h-tron gab Audi die Zeit für eine Vollladung je nach Spannung und Stromstärke mit zwei bis vier Stunden an – ein Wert, der sich inzwischen erheblich verkürzt haben dürfte.

Wasserstoff-Auto Brennstoffzelle
Audi
Der A7 h-tron hatte schon 2014 eine Brennstoffzelle und eine Batterie (auf der Hinterachse) zum Aufladen am Stromnetz.

2018 gab Audi für die Brennstoffzellentechnologie einen Patenttausch mit Hyundai bekannt, der die Serienentwicklung beschleunigen sollte, und kündigte ein Oberklasse-SUV mit Brennstoffzelle als erste Audi-Kleinserie ab Anfang des kommenden Jahrzehnts an, also ab etwa 2021. Bis dahin will auch BMW eine Kleinstserie eines Brennstoffzellen-X5 am Start haben, mit größeren Stückzahlen rechnen die Münchner aus Kostengründen erst 2025.

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Sollen wir in Zukunft alle mit Wasserstoff fahren?
Auf jeden Fall! Die Brennstoffzelle vereint potenziell CO2-freies Fahren sowie Reichweite zum Nachtanken.
Nein! Brennstoffzellenautos sind genausowenig CO2-neutral wie E-Autos und es wird nie genug bezahlbaren Wasserstoff geben.

Interessante Option zur Erreichung der CO2-Ziele

Audi-Entwicklungsvorstand Hans-Joachim Rothenpieler bestätigte Anfang Juli (2019), dass das Konzept des A7 h-tron von 2014 bei Audi eine Zukunft hat. Gegenüber der Automobilwoche sagte er: „Wir beschäftigen uns intensiv mit Brennstoffzellen-Hybriden. Für große Autos, die auf langen Strecken – etwa 600 bis 800 Kilometer – eingesetzt werden, ist die Kombination von Wasserstoff und batterieelektrischem Antrieb eine interessante Option.“

Zugleich betonte der Chefingenieur: „Brennstoffzellen-Hybride könnten schneller eine wichtige Rolle beim Erreichen der Flottenziele spielen als viele glauben“. Der CO2-Ausstoß von Neuwagen-Flotten muss in der EU bis 2021 auf 95 Gramm (je nach Hersteller oft etwas mehr) pro Kilometer sinken, 2025 soll er nur mehr gut 80 g/km betragen, 2030 schließlich muss er auf rund 60 Gramm runter.

Wasserstoff-Antrieb: Autos mit Brennstoffzelle

Wasserstoff-Auto Brennstoffzelle
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Fazit

Lokal emissionsfrei und ein CO2-Ausstoß wie ein Elektroauto, Reichweite zum Nachtanken wie beim Auto mit Verbrennungsmotor: Früher oder später scheint der Wasserstoffantrieb für die meisten Hersteller eine vielversprechende Option. Zur sicher teuren Kombination aus Akku zum Aufladen und Brennstoffzelle zum Nachtanken haben sich bislang Audi und Mercedes bekannt.

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