Brennstoffzelle statt Akku und Lichtmaschine: BMW will Stromerzeugung an Bord von Autos revolutionieren

Klimaanlage, Sitz- und Standheizung, elektrisch verstellbare Sitze, Radio und Anschlüsse für Handy oder Laptop: Moderne Autos benötigen auch im Stand große Mengen Energie. Nach Plänen von BMW sollen in Zukunft Brennstoffzellen diesen Energiehunger stillen und langfristig Akku und Lichtmaschine ersetzen. Der Autokonzern hat bereits mit Tests solcher so genannten Auxiliary Power Units (APUs) für seine Limousinen begonnen.

BMW gehört zu den wenigen Autokonzernen weltweit, die kein Auto mit Brennstoffzellenantrieb in der Erprobung haben. Dennoch setzt die bayerische Autoschmiede auf Wasserstoff: In der 7er-Reihe soll ein Modell mit einem Verbrennungsmotor auf den Markt kommen, der sowohl mit Wasserstoff als auch mit Benzin betrieben werden kann. Ganz will BMW dennoch nicht auf Brennstoffzellen verzichten: Die effizienten Energieumwandler könnten im Stand als günstige Lieferanten elektrischer Energie fungieren.

Verbrennungsmotoren im Stand laufen zu lassen, stoße nicht nur bei Passanten und Anwohnern auf Kritik, sondern sei energetisch betrachtet ineffektiv, erklärt BMW-Pressesprecher Daniel Kammerer. Verbrennungsmotoren arbeiten im Vollastbereich am effektivsten und setzen im Stand daher die Primärenergie des Kraftstoffs nur unter großen Verlusten in elektrische Energie um. Schätzungen zufolge liegt der durchschnittliche Wirkungsgrad dabei nur bei 10 bis 20 Prozent. Brennstoffzellen schaffen diese Umsetzung in elektrische Energie hingegen sehr viel effizienter und kommen selbst mit einem Reformersystem auf Wirkungsgrade von 35 bis 50 Prozent. Brennstoffzellen-APUs könnten daher nicht nur saubere Energie während der Standzeiten liefern, sondern eine effektivere Energienutzung ermöglichen.

In der Erprobung hat BMW zwei verschiedene Brennstoffzellensysteme: Polymermembran-Brennstoffzellen (PEMs) für den Einsatz in den wasserstoffgetriebenen „CleanEnergy“-Prototypen und Festoxidbrennstoffzellen (SOFCs), die statt mit reinem Wasserstoff auch mit Benzin betrieben werden können, das über einen vorgeschalteten Reformer aufbereitet wird. Beide Systeme haben eine Leistung von 5 Kilowatt und könnten daher den Strombedarf auch einer luxuriös ausgestatteten Limousine decken. Langfristig soll die Zelle die gesamte elektrische Energie liefern. „Unser Fernziel bei der Entwicklung ist, Generator und Batteriesystem durch die Brennstoffzelle zu ersetzen“, erklärt Kammerer.

Die technischen Schwierigkeiten, welche die Ingenieure und Techniker bei der Entwicklung zu bewältigen haben, unterscheiden sich im Grundsatz nur wenig von den Herausforderungen, die sich bei der Konstruktion reiner Brennstoffzellenautos stellen: Wie hält die Brennstoffzelle die ständigen Vibrationen im Fahrbetrieb aus? Wie schnell kann sie starten? Nach welcher Anlaufzeit kann sie ihre maximale Leistung liefern? „Von der Entwicklung können wir uns nicht abkoppeln, auch wenn unsere Systeme kleiner sind“, beschreibt Kammerer die Situation. Wie die meisten Entwickler von Brennstoffzellenfahrzeugen kann auch er kein exaktes Datum nennen, wann die ersten Systeme marktreif sein werden. Ein wenig schneller könnte es bei den Brennstoffzellen-APUs jedoch gehen, vermutet Kammerer.