Lkw mit Wasserstoffantrieb

Die Rückkehr des H2-Verbrenners

Von Boris Schmidt
12.05.2022
, 16:09
Wasserstoff wie Erdgas oder Diesel im Motor zu verbrennen, schien lange ineffektiv. Der Lastwagenhersteller Daf arbeitet nun an dieser Technik. Gegenüber der Brennstoffzelle habe sie viele Vorteile.
ANZEIGE

Mit welchem Energieträger fährt der Lastwagen der Zu­kunft? Mit Strom, mit Wasserstoff, mit HVO-Diesel? Das Rennen ist noch offen, nur für den innerstädtischen Verteilerverkehr scheint sich die Waage langsam zugunsten des rein elektrischen Last­wagens zu neigen, praktisch alle Hersteller haben entsprechende Angebote in ihrem Programm.

Der Fernverkehr bleibt aber eine Dieseldomäne – oder? Denn selbst 400 Kilometer elektrische Reichweite scheinen zu wenig, auch unter der Berücksichtigung, dass während der Zwangspause nach spätestens viereinhalb Stunden Fahrt mindestens 45 Minuten Zeit zum Laden wären. Doch es bräuchte die nötigen Ladestationen an den Autobahnen, die in ihren Dimensionen wesentlich größer als jene für Autos sein müssten. Wer soll die bauen?

ANZEIGE

Der Ausweg könnte Wasserstoff als Energieträger sein. So arbeiten Daimler Truck und Volvo forciert am Brennstoffzellen-Lastwagen. Hier geht es darum, Wasserstoff in einer Brennstoffzelle zu reformieren, um da­mit Strom für einen Elektromotor zu erzeugen. Ge­fahren wird somit rein elektrisch. Es gibt keine lo­kalen Emissionen. Wasserstoff (H2) kann wie Erdgas getankt werden. Um den Schwerverkehr auf dieses Standbein zu stellen, wären also ebenfalls Investi­tionen in ein H2-Tankstellennetz nötig. Vereinzelt gibt es schon solche, Toyota und Hyundai verkaufen Personenwagen mit dieser Technik.

Der Gedanke, den Wasserstoff einfach im altbekannten Verbrennungsmotor zu nutzen, liegt nahe. Auch daran wird schon lange geforscht. BMW wollte diese Lö­sung in den 1990er-Jahren für seine großen Limousinen serienreif machen. Dann erwies sich Wasserstoff als Treibstoff als zu teuer, und auch der Verbrauch schien zu hoch. Der niederländische Lastwagenhersteller Daf, der zu der amerikanischen Paccar-Gruppe gehört, hat diesen Gedanken wieder aufgenommen, und glaubt, bis 2027 einen Wasserstoff-Truck zur Serienreife bringen zu können. Für Ron Borsboom, Chef der Produktentwicklung bei Daf, ist die Sache klar: „Der Wasserstoff-Verbrenner ist der Brennstoffzelle eindeutig überlegen.“ Das fange schon damit an, dass ein Brennstoffzellen-Truck im Unterschied zum H2-Antrieb wesentlich teuerer als ein herkömmlicher Lastwagen sei.

ANZEIGE

Der Charme des Verbrenners sei seine Schlichtheit. Es brauche keine teure Brennstoffzelle, keine Pufferbatterie und keine für die Brennstoffzelle zwingend nötige umfangreiche Kühlung. Auch die Fahrzeug-Elektrik sei viel einfacher zu beherrschen und weniger aufwendig. Au­ßerdem brauche die Brennstoffzelle reinen Wasserstoff, ein Verbrennermotor laufe auch mit „schmutzigem“ H2. Trotz dieses Bekenntnisses zum Verbrenner arbeitet Daf gleichzeitig an einer Brennstoffzellenlösung, diesen Part übernimmt aber die amerikanische Mutter.

F.A.Z. Newsletter Technik & Motor

Mittwochs um 12.00 Uhr

ANMELDEN

In Eindhoven wird derweil am H2-Verbrenner gearbeitet, und es gibt schon ei­nen fahrfähigen Prototypen, den die Re­daktion auf dem weitläufigen Daf-Testgelände im nahen St. Oedenrode fahren konnte. Die Zugmaschine sieht auf den ersten Blick aus wie jede andere. Auf den zweiten Blick fallen die vier Wasserstoff-Tanks auf, die links an der Seite des Fahrgestells hängen ­ dort, wo sonst die Dieseltanks sitzen. Auch der 12,6-Liter-Sechszylinmotor un­terscheidet sich op­tisch kaum von seinem Dieselpendant. Der Block ist sogar der gleiche, Änderungen gäbe es vor allem beim Einspritzsystem, erläutert Raoul Wijnands, Testing Manager bei Daf. Man profitiere von der Erfahrung mit Gasmotoren (CNG), je zwei Ventile kümmern sich um das Ein- und Auslassen des Kraftstoffs, der mit Um­gebungstemperatur und 350 bar Druck in die Brennräume kommt und dort zusammen mit dem Sauerstoff aus der Luft „explodiert“.

ANZEIGE

Zündkerzen sind nö­tig, das Triebwerk ist also eher ein Otto- denn ein Dieselmotor. Das Proto­typen-Triebwerk hat eine Leistung von 231 PS und ein maximales Drehmoment von 1050 Newtonmeter. Für einen Se­rienmotor sei das natürlich zu wenig, für den Schwerverkehr mit ei­ner maximalen Last von 40 Tonnen seien 400 bis 550 PS nötig. Im nächsten Schritt soll von in­direkter auf direkte Einspritzung umgestellt werden, dazu soll das Brennverfahren optimiert werden. Wijnands nennt einen weiteren Vorteil der direkten H2-Verbrennung: Bei hoher Leistung sei sie viel effizienter als eine Brennstoffzellenanwendung.

Das 12-Gang-Getriebe entspricht der Se­rie

Die Fahrt in der Zugmaschine ist un­spektakulär. Der Motor hört sich fast an wie ein Diesel, alles andere ist gleich. Nur das Starten dauert einen Moment länger. Eine Solozugmaschine ist mit den 231 PS natürlich bestens motorisiert. Das 12-Gang-Getriebe entspricht der Se­rie. Wir drehen einige Runden auf dem zwei Kilometer langen Testoval, rund 70 könnten es werden. Größer ist die Reichweite mit den vier Tanks, die zusammen ein Volumen von 360 Liter haben, nicht. Wasserstoff rechnet man in Kilo, zehn sind es im Prototyp. Ein Serienmodell hätte weitere Tanks für eine Reichweite von 800 Kilometern. Und der Druck in den Tanks sollte dann 700 bar betragen. So passt doppelt so viel gasförmiger Wasserstoff in den Tank.

Wer spitzfindig sein will, kann dem H2-Verbrenner seine Klimaneutralität ab­sprechen, weil im Motor ja immer noch (Schmier-) Öl benötigt wird und der Verbrennungsprozess nicht ganz sauber ist. „90 Prozent der Abgase im Vergleich zu einem Diesel fallen gar nicht erst an“, sagt Wijnands, „aber wir werden die Ab­gase nachbehandeln, sodass wir auf nahe Null kommen.“ Bei allem Elan, den Daf an den Tag legt: Fünf Jahre dauere es noch, bis die Serienreife erreicht sei. Al­lein gehe man diesen Weg übrigens nicht. Auch Scania und Volvo würden sich intensiv mit dem Wasserstoff-Verbrenner beschäftigen.

Wijnands bricht auch eine Lanze für den wenig bekannten HVO-Diesel. Dieser aus Pflanzenabfällen synthetisch hergestellte Kraftstoff, die Abkürzung steht für „Hydrotreated Vegetable Oils“, sorge für eine CO₂-Reduktion um 90 Prozent und könne ohne Bedenken getankt werden. HVO erfüllt die Dieselnorm EN 590, alle führenden Lastwagenhersteller, auch Daf, haben ihn freigegeben. Unlängst üb­rigens auch Au­di für seine aktuellen Sechszylinder-Selbstzünder. Aber HVO ist teurer als Diesel. Und Wasserstoff ist nur ei­ne gute Lösung, wenn er „grün“ ist, also nachhaltig produziert. Ob Wasserstoff in den jeweils nötigen Mengen zu vertretbaren Kosten zu produzieren ist, bleibt offen.

Quelle: F.A.Z
Autorenporträt / Schmidt, Boris
Boris Schmidt
Redakteur im Ressort „Technik und Motor“.
  Zur Startseite
Verlagsangebot
Verlagsangebot
AllesBeste
Testberichte & Kaufberatung
Automarkt
Top-Gebrauchtwagen mit Garantie
Kapitalanlage
Pflegeimmobilien als Kapitalanlage
ANZEIGE