Studie : Es herrscht Forschungsbedarf

Den aktuellen Forschungsbedarf für die Brennstoffzellentechnologie als Lkw-Antrieb hat ein Konsortium aus Fraunhofer ISI, Fraunhofer IML und PTV Transport Consult im Rahmen der wissenschaftlichen Begleitung der Mobilitäts- und Kraftstoffstrategie (MKS) der Bundesregierung ermittelt. Der Straßengüterverkehr ist aufgrund der hohen Fahrleistungen heute für rund ein Drittel der Treibhausgasemissionen auf deutschen Straßen verantwortlich. Die Verlagerung auf energieeffizientere Verkehrsmittel wie Schiff und Eisenbahn stößt zunehmend an Kapazitätsgrenzen.

Eine mögliche Lösung zur Treibhausgasreduktion im Gütertransport sind Brennstoffzellen-Lkw, wenn der Wasserstoff mit erneuerbaren Energien erzeugt wird. Für Pkw gibt es bereits heute erste kommerziell verfügbare Antriebe mit Brennstoffzellen, in Lastwagen werden sie beispielsweise als zusätzliche Stromerzeugungseinheit für Nebenaggregate wie etwa die Heizung genutzt. Für den Lkw-Antrieb gibt es jedoch zusätzliche Herausforderungen. Diese werden in der Studie „Brennstoffzellen-Lkw: kritische Entwicklungshemmnisse, Forschungsbedarf und Marktpotential“ erläutert.

In einer Gesamtkostenrechnung spielen die Kraftstoffkosten bei Lkw eine deutlich größere Rolle als im Pkw-Bereich. Deshalb ist die Energieeffizienzsteigerung hier bedeutsamer als die Kostenreduktion beim Brennstoffzellensystem. Auch die Konkurrenztechnologien mit alternativen Antrieben sind andere als beim Pkw: Vor allem gasbetriebene Fahrzeuge können in Zukunft ähnliche Betriebskosten pro Kilometer aufweisen. Neben den Kosten gibt es weitere Anforderungen für Brennstoffzellen-Lkw: Vor allem erwarten Logistikunternehmen die absolute Zuverlässigkeit der Fahrzeuge, da der Ausfall eines Lkw hohe Kosten verursachen würde. Insbesondere die großen Tankvolumina der Lkw stellen zusätzliche Bedingungen bei der Fahrzeugkonstruktion und beim Aufbau von Wasserstofftankstellen.

Die Autoren der Studie empfehlen zudem, in zukünftigen Forschungsprojekten zu prüfen, ob geringere Reichweiten akzeptabel wären, um geringere Anschaffungsausgaben zu erreichen und den Markteintritt zu beschleunigen. Auch die Dimensionierung von Hybridsystemen von Brennstoffzelle und Batterie sowie die Skalierung der Nebenaggregate (zum Beispiel Batterie oder Kühlung) sollten in Demonstrationsprojekten beforscht werden.

Die Ergebnisse der Studie wurden in neun Kernthesen zusammengefasst und im Rahmen eines Workshops mit knapp 40 Vertreterinnen und Vertretern aus Industrie, Politik und Verbänden diskutiert und validiert.