Wasserstoffautos - Antrieb und Umrüstung
Wasserstofftankstellen
Wissenswertes zu Wasserstofffahrzeuge, vom Antrieb bis zur Umrüstung. Infos zu Wasserstofftankstellen, Standorte, Reichweiten von Wasserstoffautos, neue Wasserstoff-Fahrzeugmodelle und Prototypen.
Ein Wasserstoffantrieb nutzt Wasserstoff als Kraft- oder Treibstoff. Wasser wird mittels Strom in seine Bestandteile Wasser- und Sauerstoff zerlegt. Eine häufige Verbindung, die Wasserstoff enthält, ist H2O. Die chemische Formel für Wasser lautet H2O. Im Wassermolekül sind je 2 Wasserstoffatome (H2) über eine Elektronenpaarbindung an 1 Sauerstoffatom (O) gebunden.
Welche Brennstoffzellenautos gibt es?
Bekannte Autohersteller, die Wasserstoffautos anbieten, sind unter anderem:
- Japanische Automarke Toyota
- Premiumhersteller Mercedes Benz
- Südkoreanischer Autohersteller Hyundai
- Japanischer Fahrzeughersteller Honda
- Ingolstädter Automobilhersteller Audi
- Münchner Automarke BMW
- Französischer Fahrzeughersteller Peugeot
- Automarke Opel
Wasserstoffautos - Funktion, Antrieb und Reichweite:
Für den Antrieb der Fahrzeuge wollen verschiedene Autohersteller den gasförmigen Energieträger in Verbrennungsmotoren statt in Brennstoffzellen nutzen, denn Wasserstoff im Auto muss nicht unbedingt Brennstoffzellentechnologie bedeuten. So ist es den Automobilherstellern möglich, auf die über hundertjährige Praxis im Bau von Kolbenmotoren zurückzugreifen. Bei den Brennstoffstellenentwicklung fehlt diese jedoch noch. Bei der Entwicklung der neuen Brennstoffzellenfahrzeuge sollen die Effizienz des Brennstoffzellensystems, die Leistung, die Haltbarkeit und das Tankvolumen gesteigert werden. Wasserstoffautos unterscheiden sich bei der Reichweite nicht großartig von Benzinern oder Dieselfahrzeuge.
Je nach Fahrweise, Fahrzeugmodell und Tankgröße liegt die Reichweite von Diesel- und Benzinfahrzeugen häufig zwischen rund 600 und 1.000 Kilometern pro Tankfüllung. Bei Wasserstofffahrzeugen werden, abhängig von Modell und Einsatzbedingungen, Reichweiten zwischen 500 und 750 Kilometern angegeben.
Haben Wasserstoffautos Zukunft?
Wendepunkt in der Elektromobilität frühestens 2032?
Im Rahmen des Klimaschutzprogramms setzt die Bundesregierung unter anderem auf den Ausbau der Elektromobilität. Zur Förderung nachhaltiger Mobilität unterstützt das zuständige Ministerium unterschiedliche Antriebstechnologien. Dabei gelten Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologien als wichtige Bausteine für eine mögliche Elektrifizierung des Verkehrs. Sie werden insbesondere für Anwendungen mit hohen Reichweitenanforderungen diskutiert, etwa im Güterverkehr, bei Bussen und Zügen sowie im Schiffs- und Luftverkehr.
Wasserstofffahrzeuge - Einige Vorteile und Nachteile im Überblick.
Gründe, die für ein Wasserstoffauto sprechen könnten:
- Umweltfreundlich (keine Abgase, nur Wasserdampf)
- Wasserstoff ist selbst herstellbar (per Elektrolyse)
- Wasserstoff ist unbegrenzt vorhanden (fossile Brennstoffe nicht)
- Gut für Promotionszwecke
- Leicht zu Tanken (ähnlich schnell wie LPG Autogas, Sprit oder Erdgas)
- In einigen Autos kann auch Benzin getankt werden (BMW Hydrogen 7)
- Gesundheitsfreundlicher (das leichte Gas verfliegt eher, Benzindämpfe sammeln sich am Boden)
- Alternative Kraftstoffe können nicht nur für Verbrennungsmotoren genutzt werden
(mit dem erzeugten Strom kann ein z. B. Elektromotor beliefert werden) - Wasserstoff bleibt im Land und wird nicht exportiert
- Wasserstoff ist kostengünstig
Wasserstoffautos kaufen oder leasen, Serie oder Prototyp?
Welche Wasserstoffautos kann man kaufen oder leasen?
Kleiner Auszug aus serienmäßigen Brennstoffzellen-Fahrzeuge:
- Mit dem Brennstoffzellen-Lkw Mercedes-Benz NextGenH2 geht die Technik ab Ende 2026 in eine neue Runde. Zunächst in Kleinserie. Mit einer regulären Serienfertigung rechnet der Nutzfahrzeughersteller Daimler Truck erst nach 2030.
- Autobauer Hyundai verfolgt weiterhin auch Wasserstofftechnologie. Im Frühjahr 2026 wird das neue Brennstoffzellenauto Nexo der Automarke Hyundai erhältlich sein.
- Nutzfahrzeughersteller Daimler Truck arbeitet an der nächsten Generation seines Brennstoffzellen-Lkw. Eine Kleinserie soll ab Ende 2026 in den Kundeneinsatz gehen.
- Wer mit Wasserstoff-Brennstoffzellen-Technologie lokal emissionsfrei fahren will, kann auf das weiterentwickelte Nutzahrzeug Opel Vivaro Hydrogen umsteigen.
- Der neue Wasserstoff-Transporter Opel Vivaro-e Hydrogen erleichtert seit Jahresende 2021 den Arbeitsalltag. Das Auftanken mit Wasserstoff soll nur rund drei Minuten dauern.
- Das Wasserstoffnutzfahrzeug e-Expert Hydrogen der Marke Peugeot basiert auf dem batteriebetriebenen e-Expert. Es wird in Deutschland in Rüsselsheim in den Produktionsstätten des Kompetenzzentrums Stellantis für Wasserstofftechnologie gebaut.
- Nach dem Hyundai ix35 ist der Nexo als Nachfolgemodell zu den Händlern gerollt. Trotz gleichem Tankinhalt soll das Hyundai-Modell dank seiner optimierten Brennstoffzellentechnik knapp 100 Kilometer weiter kommen.
- Die Automarke Toyota präsentiert die zweite Generation des Mirai. Ein optimiertes Brennstoffzellensystem und drei Wasserstofftanks mit einem insgesamt größeren Volumen sollen eine bis zu 30 Prozent höhere Reichweite gegenüber dem Vorgängermodell ermöglichen.
- Genesis, die Luxus-Tochter der Fahrzeugmarke Hyundai, brachte 2020 das SUV GV80 auf den Markt. Der Verkauf startete nach Angaben der Hyundai-Premiummarke zunächst im Heimatland Südkorea. Nach dem Start werden Märkte wie Russland, Australien, der Mittlere Osten und Nordamerika zeitnah folgen.
- Autohersteller Daimler ging 2017 an den Start. Kostenziel ist es, ein Wasserstoffauto, welches sich an den Kosten der Hybridisierung eines vergleichbaren PKWs orientiert.
- Die wasserstoffbetriebene Limousine Toyota Mirai steht seit September 2015 in Deutschland, Großbritannien, Dänemark und in den USA zum Kauf. Das Brennstoffzellenauto hat laut dem japanischen Hersteller Toyota eine Reichweite von ca. 600 Kilometern.
- Das Brennstoffzellenauto Hyundai ix35 Fuel Cell können Sie seit Mitte 2014 in Deutschland leasen oder kaufen. Allerdings benötigen Sie hierfür das passende Kleingeld.
Diese Autos fahren mit Wasserstoff:
Bis mindestens 2030 wird laut Experten für Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeuge kein nennenswerter Pkw-Volumenmarkt als realistisch angesehen. Das Angebot an Wasserstofffahrzeuge ist noch recht klein, gerade einmal eine Handvoll wasserstoffbetriebener PKW ist derzeit auf Deutschlands großem Automarkt verfügbar.
Die folgenden Wasserstofffahrzeuge sind entweder noch Prototypen, Planungen für Serien-Fahrzeuge oder bereits für den Verkehr entwickelte Wasserstoff-Modelle.
Kleiner Auszug aus Wasserstoff- bzw. Brennstoffzellenfahrzeugen der Jahre 2021 bis 2030:
- Kleinserie Ende 2026 - Der Nutzfahrzeughersteller Daimler Truck arbeitet an der nächsten Generation seines wasserstoffbetriebenen Lkw, den Mercedes-Benz Next GenH2 Truck. Eine Kleinserie soll ab Ende 2026 in den Kundeneinsatz gehen. Die Serienproduktion ist für die frühen 2030er Jahre geplant.
- Serienstart 2027 - Die Fahrzeughersteller Toyota und Isuzu wollen ab 2027 leichte Brennstoffzellen-Lkw im urbanen Lieferverkehr in Serie bringen.
- Serienstart 2028 - Automarke BMW will ab 2028 gemeinsam mit Autobauer Toyota auf die Serienproduktion von Wasserstoffautos setzen.
- Toyota Prototyp Raumfahrzeug mit Brennstoffzellenantrieb 2029 - Die Fahrzeugmarke Toyota und die japanische Weltraumagentur JAXA arbeiten bei der Entwicklung eines bemannten Mondfahrzeugs mit Brennstoffzellenantrieb zusammen. Der Brennstoffzellenantrieb soll Reichweiten von mehr als 10.000 Kilometer ermöglichen. 2020 soll ein erster Prototyp gebaut werden. 2029 könnte nach der Entwicklung von serienreifen Modellen vielleicht schon eine bemannte Raumfahrtmission starten.
- Wasserstoffautos 2025 - Der südkoreanische Automobilhersteller Hyundai hat für den Initium Produktionspläne angekündigt, die in der ersten Hälfte des Jahres 2025 beginnen soll.
- Es ist eine Neuauflage von Hyundais Wasserstoff-SUV geplant. 2025 startet die zweite Generation des Hyundai Nexo.
- Wasserstoffautos 2024 - Der Transporter Opel Movano ist seit 2024 auch als lokal emissionsfreies Wasserstoff-Brennstoffzellen-Fahrzeug erhältlich sein.
- Wasserstoffauto-Neuheit 2024/ 2025 – Das BMW-SUV iX5 Hydrogen soll frühestens 2024/ 2025 auf den Markt kommen. Der BMW iX5 Hydrogen wurde auf Basis des BMW-Modells X5 entwickelt und die Fertigung erfolgt im Pilotwerk im Münchner Forschungs- und Innovationszentrum.
- 2023 - Berichten zufolge, könnte die Wasserstoff-Version des Hyundai Staria 2023 auf den Markt kommen, ebenso wie z. B. der wasserstoffbetriebener BMW iX5 Hydrogen und eine Wasserstoffversion des Pick-ups Toyota Hilux.
- 2022 - Die zweite Generation des BMW X5 Hydrogen mit Wasserstoff-Brennstoffzellen-Antrieb ging im Dezember 2022 in Kleinserie. Ein Prototyp fungierte bereits als Messe-Shuttle, seit Ende 2022 kann der Neuzugang dann in einer kleinen Serie für Demonstrations- und Erprobungszwecke eingesetzt werden.
- 2021 - Der neue Toyota Mirai II wuchs in der Länge um 80 Millimeter auf nun knapp fünf Meter (Radstand plus 140 Millimeter), in der Breite um 70 Millimeter auf heutzutage fast moderate 1.885 Millimeter. Das Tanken funktioniert so simpel wie bei einem Gasauto. Rund 90 in Deutschland verfügbaren Wasserstoff-Zapfsäulen sind strategisch gut an den Hauptverkehrswegen platziert. Mit dem Peugeot e-Expert Hydrogen ist das Wasserstofffahrzeug der französischen Marke Peugeot in Produktion gegangen. Mit dem Fahrzeug hat man die Möglichkeit, in circa 3 Minuten Wasserstoff zu tanken für eine Reichweite von über 400 Kilometern im WLTP-Prüfzyklus.
- Wasserstoff-LKW 2021 - Das amerikanisches Hybrid-Truck-Entwicklungsunternehmen Nikola Motors aus Salt Lake City plant, bis 2021 zwei Brennstoffzellen-LKW auf den Markt zu bringen.
- Brennstoffzellenautos 2021 - Fahrzeughersteller BMW plant 2021 eine Kleinserie auf den Markt zu bringen und ab 2025 grundsätzlich Brennstoffzellenautos für seine Kunden anzubieten.
- Wasserstofffahrzeuge 2020 - Die südkoreanische Automobilmarke Hyundai will das Angebot an so genannten Green Vehicles erhöhen und plant weitere Modelle.
- Brennstoffzellenautos 2019/ 2018 - Das Genesis SUV GV80 soll 2019 starten, zunächst mit normalen Verbrennungsmotor, später sollen die Varianten mit Wasserstoffantrieb und Plug-in-Hybrid folgen.
Der südkoreanische Autohersteller Hyundai will Mitte 2018 die nächste Generation des wasserstoffbetriebenen Fahrzeugs zum Verkauf anbieten. Das neue Brennstoffzellen-SUV stellt die Nachfolgegeneration des Hyundai ix35 Fuel Cell dar. Das Wasserstoffauto Hyundai FE Fuel Cell Concept soll als neues Serienmodell mit einer Reichweite von etwa 800 Kilometern auf den Markt kommen. Der Hyundai Nexo soll eines der ersten autonom fahrenden Brennstoffzellenfahrzeuge sein. Ab Sommer 2018 soll in Deutschland der Verkauf des Brennstoffzellen-CUV starten und gleichermaßen für Gewerbe- und Privatkunden bestellbar sein. - Wasserstoffauto-Neuheit 2017 - Hyundai ix35 Fuel Cell ist ein Brennstoffzellenfahrzeug der 4. Generation und soll eine Reichweite von circa 590 km mit einer einzigen Tankfüllung haben.
- Chrysler ecoVoyager
- Giugiaro Vad.HO
- GM HydroGen4
- Honda FCX Concept
- Hyundai Santa Fe FCEV
- Mazda RX-8 Hydrogen RE
- Mercedes-Benz F600 Hygenius
- Mercedes F-Cell B-Klasse
- Mercedes-Benz F-Cell A-Klasse
- Honda FCX Clarity - Das FCV-Serienmodell ist seit Ende März 2016 in Japan auf den Markt und anschließend in Europa und den USA eingeführt worden.
- Audi A7 Sportback h-tron Quattro - Das Concept Car h-tron wird, sobald es die Infrastruktur und der Markt rechtfertigen, auch als Serienmodell geben.
- Geländewagen Mercedes GLC - Die nächste Generation des GLC soll mit Brennstoffzellen-Antrieb und einer Reichweite von circa 500 Kilometern Anfang 2017 auf den Markt kommen.
Welches Auto fährt mit Wasserstoff?
Unter anderem sind diese Wasserstoffauto-Modelle auf dem Markt:
- Opel Movano Hydrogen
- Brennstoffzellenauto Toyota Mirai
- Toyota Mirai
- Wasserstoff-SUV Hyundai Nexo
- BMW Hydrogen 7 mit Wasserstoff-Verbrennungsmotor
- Hyundai ix35 Fuel Cell - Das Öko-SUV fährt Langstreckenfahrten emissionsfrei und ist in wenigen Minuten wieder aufgetankt. Als Antriebsaggregat dient ein E-Motor, den eine Brennstoffzelle (in dieser wird aus Sauer- und Wasserstoff Strom erzeugt) mit Strom versorgt.
- Mazda Premacy Hydrogen RE Hybrid
- Peugeot e-Expert Hydrogen - Nutzfahrzeug mit Brennstoffzelle
Zukunft, Reichweite und Funktion
Informationen zur Umrüstung:
- Der Preis für Wasserstoff variiert je nach Herstellungsverfahren.
- Die Wasserstoff-Umrüstung ist aufwendig.
- Die Umrüstung (Umbau des Motors, Umrüstsatz) ist derzeit noch teuer und kostet je nach Modell und Werkstatt unterschiedlich viel.
- Durch den Umbau kann Kraftstoff gespart werden.
- Wasserstoff kann aus verschiedenen Quellen gewonnen werden.
- Der Wasserstoffmotor kann so ausgelegt werden, dass er sowohl mit Wasserstoff als auch Benzin oder Diesel betrieben werden kann.
- Durch den höheren Wirkungsgrad der Brennstoffzelle wird ein kleineres Tankvolumen als beim Verbrennungsmotor benötigt.
- Wasserstoffautos sind innerhalb weniger Minuten betankt.
- Nach einem Umbau eines Diesel- oder Benzinmotors auf Wasserstoff kommt aus dem Auspuff nur noch Wasserdampf.
- Der Kraftstoffverbrauch, die durchschnittliche Reichweite sowie die Leistung eines Wasserstoffmotors soll in den kommenden Jahren optimiert werden.
- Bis 2030 könnte das Tankstellennetz in Deutschland auf etwa 300 öffentliche Wasserstofftankstellen wachsen.
- Bis 2027 sollen 17 neue Wasserstoffmodelle auf den Markt kommen und die jährliche Produktion von Wasserstoffautos auf etwa 70.000 wachsen.
Wasserstofftankstellen in Deutschland und weltweit:
- Bis Ende 2030 sollen bis zu 300 Wasserstofftankstellen eine flächendeckende Wasserstoffinfrastruktur in Deutschland möglich machen.
- Zum Jahresende 2025 waren rund 90 Wasserstofftankstellen in Deutschland in Betrieb.
- Zum Jahresende 2024 waren weltweit rund 1.150 Wasserstofftankstellen in Betrieb.
- 2021 gingen weltweit etwa 140 neue Wasserstoff-Tankstellen in Betrieb.
- Ende 2021 verfügte Europa über rund 225 Tankstellen.
- Das Netz an Wasserstofftankstellen ist sehr dünn. Mitte 2019 waren knapp 60 öffentliche Wasserstoff-Stationen in Deutschland in Betrieb.
- Mitte 2019 existierten weltweit ungefähr 370 Wasserstofftankstellen.
- Eröffnung einer Wasserstofftankstelle am 18.10.2018 in Leipzig, nach Erfurt und Dresden und vor Halle und Magdeburg.
- In Deutschland gab es Mitte 2018 etwa 50 Tankstellen, davon waren einige nicht öffentlich zugänglich.
- Um durchgängige Verbindungen auf der Nord-Süd und der Ost-West Achse zu gewährleisten, bauten Linde AG in Zusammenarbeit mit dem Daimler Konzern 20 weitere Wasserstofftankstellen.
- Mitte 2017 war Dänemark der Staat in Europa mit der größten Dichte an Wasserstoff-Tankstellen. Dort wurde die 16. Wasserstofftankstelle eröffnet, das bedeutet dass kein Däne mehr als 100 Kilometer bis zur nächsten Wasserstoffzapfsäule fahren muss.
- Im Juni 2017 eröffneten zwei neue Wasserstofftankstellen in Wiesbaden und Frankfurt. Die neuen Standorte liegen unmittelbar an den Autobahnen A66 und A661 und bilden wichtige Knotenpunkte für Autofahrten zwischen Süd- und Norddeutschland. Die drei japanischen Autokonzerne Toyota, Honda und Nissan planten für 2017 den Aufbau eines flächendeckenden Netzes von Wasserstofftankstellen. 2017 waren 24 öffentliche Wasserstoff-Stationen in Deutschland in Betrieb. Der koreanische Autohersteller Hyundai hat im November 2016 selbst eine Tankstelle für die Öffentlichkeit auf dem Gelände der Zentrale in Offenbach eröffnet. Die bislang erste öffentliche Wasserstofftankstelle Belgiens entstand Mitte 2016 auf dem Gelände der europäischen Toyota-Zentrale in Zaventem. Spitzenreiter beim Tankstellen-Ausbau 2016 war Japan mit 45 neuen Tankstellen. In Nordamerika wurden 25 Wasserstofftankstellen eröffnet, 20 davon in Kalifornien.
- Mit einem neuen mobilen Abnahmesystem soll die Qualität des Treibstoffs an Wasserstofftankstellen in Deutschland überprüft werden. Konventionelle Diesel- und Benzin-Tankstellen werden von Eichämtern auf die einwandfreie Mengenabgabe hin kontrolliert. Die Treibstoff-Qualität wird durch bewährte Analysemethoden ermittelt. Beim künftigen Kraftstoff Wasserstoff (H2) fehlen diese Hilfsmittel noch. Dies soll sich in Zukunft jedoch ändern.