Umweltfreundliche Zukunft

Autor Rüdiger Etzold
Veröffentlichungsdatum 1986
Veröffentlicht in Zeitungsartikel
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Langfristig könnte der Wasserstoffmotor die Benzinmotoren ersetzen

Als sich Anfang der siebziger Jahre die erste große Energiekrise abzeichnete, machten sich die Techniker in den Automobilfirmen verstärkt Gedanken darüber, mit welchem Stoff sie auch in Zukunft unsere Fahrzeuge betreiben könnten. Zur Auswahl standen und stehen neben dem Benzin die Elektrizität, Alkohol, Gas und Wasser-, stoff. Und nachdem man alle Möglichkeiten durchgespielt hatte, wurde eines ganz deutlich: Das sinnvollste Triebwerk für das Kraftfahrzeug bleibt der Hubkolbenmotor und der sinnvollste Kraftstoff das Benzin oder der Diesel.

Da sich aber schon damals abzeichnete, daß Rohöl auf Dauer nicht zur Verfügung stehen wird, suchte man auch nach einer anderen Energiequelle für das Betreiben des Verbrennungsmotors. Denn Kraftstoff sollte von den Kosten her erschwinglich bleiben, sonst bleibt die Mobilität des einzelnen auf der Strecke. Sie zu erhalten ist über Jahre gesichert, wenn es gelingt, jenen Stoff preiswert zu aktivieren, den es in Hülle und Fülle gibt: Wasserstoff. Es ist  eines der Hauptelemente unseres Kosmos. Das Vertrackte ist jedoch, dass man zur Gewinnung – beispielsweise aus Wasser – sehr viel Energie benötigt. Deshalb wird langfristig der Wasserstoff sicherlich da gewonnen, wo es Energie noch langfristig „umsonst“ gibt, wie beispielsweise aus Sonnenenergie oder Windkraft.

In der Weltraumfahrt wird der Wasserstoff schon lange als Treibstoff verwendet; außerdem dient er dort zur direkten Stromerzeugung in sogenannten Brennstoffzellen. Bei den Automobilfirmen in der Bundesrepublik Deutschland sind es BMW und Daimler-Benz, die sich intensiv mit wasserstoffbetriebenen Fahrzeugen beschäftigen.

Das Problem Nummer 1 des Wasserstoffes im Fahrzeug ist die Lagerung. Leider kann man ihn nicht einfach wie Benzin in den Tank kippen. Bei Umgebungstemperatur tritt der Wasserstoff als Gas auf, mithin wird ein großes Tankvolumen benötigt, um eine ausreichende Kilometerleistung zu gewähren. Ein weiteres Problem stellt die L Sicherheit dar. Man fährt im Auto zwar nicht ständig eine „Wasserstoffbombe“ mit sich herum, aber wenn der Tank zerstört werden sollte, verbindet sich der Wasserstoff in Sekundenschnelle zu einem äußerst brennbaren Gemisch. Deshalb haben die Daimler-Benz-Techniker einen sogenannten Hydrid-Tank entwickelt. Dabei wird gasförmiger Wasserstoff vom Metallpulver aufgesogen, es entstehen sogenannte Hydride. Zusätzlich ist im Tank eine Wasserkühlung erforderlich, um die beim Betanken entstehende Wärme abzuführen. Muß dagegen Wasserstoff aus dem Tank für den Motor abgegeben werden, ist eine Heizung notwendig.

Der Nachteil dieses Tanks: Er wiegt 320 Kilogramm, bietet eine Reichweite von nur 102 Kilometern und ist extrem teuer. Dafür ist der Wasserstoff in dieser Form im Fahrzeug wohl am sichersten aufgehoben.

BMW hat, in Zusammenarbeit mit der DfVLR (Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt e. V.) von Anfang an einen anderen Weg beschritten. Hier wird der Wasserstoff flüssig im Tank gelagert. Vorher muß er allerdings auf minus 253° C heruntergekühlt und möglichst auch in diesem Temperaturbereich gehalten werden – sonst verdampft der Wasserstoff nutzlos in der Atmosphäre.

Bei dem Spezialtank handelt es sich um einen doppelwandigen, vakuum- und abgasisolierten Tieftemperaturbehälter, dessen konstruktiver Aufbau dem einer Thermosflasche entspricht Diese nicht gerade preiswerte Thermosflasche muß eine bestimmte Bauform aufweisen und sollte nicht im Crash-Zentrum des Fahrzeugs sitzen. Der beste Platz im Fahrzeug ist dort, wo bei hinterachsangetriebenen Autos das Differential sitzt. So könnte es denn kommen, daß der Wasserstoff eines Tages bei BMW den Anstoß für einen Fronttriebler gibt. Auch bei Daimler-Benz experimentiert man inzwischen mit einem Flüssig-Wasserstoff-Tank, zumal die Vorteile auf der Hand liegen: Größere Reichweite, geringeres Gewicht und bessere Ausnutzung des Wasserstoffes bei der Verbrennung.

Die Verbrennung selbst läuft ähnlich wie beim Benzinmotor ab. Der Wasserstoff wird über eine Einspritzanlage in den Zylinder gespritzt und dort gezündet. Allerdings gibt es beim Verbrennungsverfahren Unterschiede: Mitunter muß zusätzlich Wasser eingespritzt werden, sonst entstehen Flammen im Ansaugrohr. BMW hat sich für das Einblasen nach dem Ansaughub entschieden, um so den Flammenrückschlag vollständig zu vermeiden und eine exakte Zylinderfüllung zu erreichen.

Anläßlich der Welt-Wasserstoff-Konferenz in Wien stellte BMW die 3. Generation seines Wasserstoff-Motors in einem 7er Modell vor und machte damit deutlich, daß nicht nur Mercedes-Benz hierzulande intensiv an der neuen Technik arbeitet.

„Wir stellen ihnen ein Stück Zukunft vor“, so BMW-Technik-Chef Dr. Hans Hagen, „von der wir noch nicht wissen, wie weit entfernt wir von der Wirklichkeit sind.“ Es werden noch viele Jahre vergehen, bevor Automobile in Kundenhand mit Wasserstoff fahren werden. Noch wird Wasserstoff in zu geringen Mengen produziert, noch ist er beispielsweise in Amerika dreimal so teuer wie Benzin, noch sind viele Sicherheitsfragen ungeklärt. Dennoch bleibt der Energieträger Wasserstoff als Kraftquelle interessant. Denn neben der schier unerschöpflichen Menge ist die Verbrennung außerordentlich umweltfreundlich. Es entstehen in nur geringem Maße Stickoxide und als zusätzliches Produkt Wasserdampf, der nur durch eine weiße Rauchfahne am Auspuff erkennbar wird. HANS-RÜDIGER ETZOLD