Alternative für die Zukunft?
Der Wasserstoff-Antrieb in BMW-Fahrzeugen
Unerwartet hohe Resonanz fand Ende November 2002 ein von der Hochschulgruppe Magdeburg des Verbandes Deutscher Wirtschaftsingenieure veranstalteter Vortrag über alternative Antriebe für Automobile. Der Referent, Dr. Christian Cozzarini, stellte die Arbeiten der BMW Group vor.
Im Gegensatz zu allen anderen großen Automobilkonzernen steht bei der Wasserstoffnutzung von BMW nicht die Brennstoffzelle im Mittelpunkt der Forschung für den Antrieb. Durch zahlreiche und umfangreiche Studien sind die BMW-Fachleute zu dem Schluß gekommen, daß es sowohl ökologischer als auch ökonomischer ist, den Wasserstoff in einem Verbrennungsmotor zu nutzen.
Die unter dem Namen BMW
CleanEnergy vorgestellte seriennahe Studie BMW 745h, Baujahr 2001, wird von einem 4,4-Liter-Achtzylinder-V-Motor für Flüssigwasserstoff oder Benzin angetrieben. Dieser bringt 135 kW Leistung und ermöglicht eine Höchstgeschwindigkeit von 215 km/h bei einer Reichweite von ca. 300 km im Wasserstoff-Betrieb plus 650 km im Benzin-Betrieb.
Ein weiteres Novum ist die Art der Speicherung des Kraftstoffes im Fahrzeug. Während ihn die überwiegende Zahl der Brennstoffzellenfahrzeuge in Hochdruckgasflaschen bei Drücken von mehreren hundert bar in gasförmiger Form mitführen, favorisiert man bei BMW den Transport in flüssiger Form. Dies erfordert zwar nur geringe Drücke von fünf bar aber Temperaturen von unter -250 °C im Tankinnern. Um eine Erwärmung des Tankinhaltes und eine damit verbundene Verdampfung des Wasserstoffes so gering wie möglich zu halten, sind hochwirksame Isolationen notwendig. Diese sind zwar sehr aufwendig, im Endeffekt aber leichter als Hochdruckbehälter.
Da Wasserstoff jedoch noch nicht überall getankt werden kann, haben die BMW-CleanEnergy-Fahrzeuge einen Benzintank zusätzlich zum Wasserstofftank. Das bivalente Antriebskonzept ist ein entscheidender Vorteil für eine Einführung von Wasserstoff-Fahrzeugen vor einem flächendeckenden Netz von Wasserstoff-Tankstellen.
Wasserstoff als Energieträger
Damit Wasserstoff eine ökologische Alternative zu Benzin sein kann, muß er durch Einsatz erneuerbarer Energien gewonnen werden. Das Prinzip ist einfach: Wasser wird elektrolytisch in seine beiden Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt. Die Energie, die zur Trennung aufgewendet werden muß, geht dabei in den Wasserstoff über. Wasserstoff ist daher ein Energieträger und keine Energiequelle wie z.B. Benzin. Bei der Verbrennung von Wasserstoff mit dem Sauerstoff aus der Luft wird diese Energie im Motor als Antriebsenergie frei und übrig bleibt wieder Wasser.
Trotz des Antriebes durch einen Verbrennungsmotor kommen auch die CleanEnergy-Fahrzeuge nicht ohne Brennstoffzelle aus. Denn es macht keinen Sinn, Wasserstoff zu verbrennen, um mit einer herkömmlichen Lichtmaschine Strom zu erzeugen, der in einer Autobatterie gespeichert werden muß, um elektrische Energie für einen Fahrzeugstart vorzuhalten. Eine Brennstoffzelle als Ersatz für Lichtmaschine und Batterie produziert zudem auch dann Bordstrom, wenn der Motor nicht läuft. Das ist ideal nicht nur für die Standklimatisierung, sondern auch für eine Vielzahl anderer elektrischer Komponenten im Fahrzeug, die immer öfter immer mehr Strom benötigen.