Brennstoffzellentechnik Der Triple-Hybrid-EcoCarrier HY3

Mit dem effizienten und preisgünstigen EcoCarrier HY3 in praxisgerechter „Triple-Hybrid“-Auslegung mit Brennstoffzellen, Batterie und Speicherkondensatoren wollen Proton Motor (PM) und Karmann den Markt für leichte „Back-to-base“-Nutzfahrzeuge öffnen.

Mit ihrem EcoCarrier HY3 (50 % des Energiebedarfs eines vergleichbaren Dieselfahrzeugs) zielen die Hersteller – EcoCraft für die Entwicklung und den Vertrieb zuständig, Karmann für den Bau des Fahrzeugs und Proton Motor für Energiespeicher, Antrieb und Steuerung – zunächst auf kommunale und regionale Transportbetriebe, bei denen die Fahrzeuge nach maximal 250 km zum Betanken zu ihrer Basis zurückkehren. Mit 100 000 Euro bei der ersten Serie von 20 bis 40 EcoCarrier-Fahrzeugen liegt der Preis weit unter vergleichbaren Vorreitermodellen. „Da ist hinten eine Null mehr dran“, sagt Proton-Motor-CEO Felix Heidelberg. „Wir wollen zeigen: Jeder kann das jetzt kaufen.“ Bei 200 Fahrzeugen sollte der Preis dann auf unter 40 000 Euro sinken.

„Es ist für uns ein Glücksfall, dass wir mit Karmann kooperieren“, sagt Heidelberg, dessen Vater Götz Heidelberg bereits in den 70er Jahren konzeptionelle Vorarbeiten geleistet hat. „Wir sind vor 15 Jahren in die Brennstoffzellentechnik für Nutzfahrzeuge eingestiegen und wir wissen, dass diese als erste davon profitieren werden. Proton Motor, eine Tochter der in London börsennotierten Proton Power Systems, ist 2007 in ein neues 3000 m² großes Fertigungsgelände nach Puchheim bei München umgezogen – mit genügend Kapazität für Entwicklung und Serienfertigung. „Unser Triple-Hybrid-Modell“, so Heidelberg, „bildet den typischen Fahrzyklus im Stop-and-go-Betrieb ideal ab.“ Die Brennstoffzellen liefern die erforderliche Leistung und laden die eingebaute Metall-Hydrid-Batterie. Die Speicherkondensatoren federn hohe Lastspitzen von 10 bis 20 Sekunden Dauer beim Beschleunigen ab.

Mit seiner Triple-Hybrid-Auslegung sieht sich Heidelberg „schon seit den 80er Jahren weit vorn“. Vor allem in der praxisgerechten Abbildung der Fahrzyklen. „Damit minimieren wir den Steuerungsaufwand.“ Er erklärt das am Beispiel der Gabelstapler, derzeit eine Domäne der Brennstoffzellentechnik. Dafür liefert PM anschlusskompatible und baugrößengleiche Brennstoffzellenmodule als Ersatz für die schweren Traktionsbatterien mit ihren stundenlangen Ladezeiten.

Mit gängigem Dual-Hybrid-Antrieb fährt ein solcher Stapler typisch mit 15-kW-Brennstoffzelle und 500 kg schwerer Batterie. Bei Triple-Hybrid reduziert sich das dann auf eine 7-kWBrennstoffzelle, 50 kg für die Batterie und 50 kg für die Kondensatoren (Supercaps). Heidelberg: „Bei Gabelstaplern müssen wir, wegen des erforderlichen Gegengewichts, unten eine Eisenplatte einlegen …“

Unproblematische Kühlung

Die Kühlung der Brennstoffzellen erfolgt über eingefräste Kanäle und ist, wegen des vergleichsweise unkritischen Platzangebotes bei Nutzfahrzeugen, unproblematisch. Im Pkw-Design ist die Radiatorfläche eingeschränkt. Somit liegt die Betriebstemperatur höher, meist bei 120 °C. „Dabei ist die Zelle noch nicht dauerfest.“ Deswegen, so Heidelberg, ist es mit robusten H2-Pkws noch etwas länger hin.

Auch die noch mangelhafte Infrastruktur zum Tanken begünstigt Nutzfahrzeuge mit eigenen Ladestationen. Deren Versorgung stammt derzeit aus industriellem Abfall-Wasserstoff. In der Chlor-Chemie, so Heidelberg, wird der bislang nutzlos abgefackelt. Es gebe bereits Anbieter, die direkt dort abfüllen, ohne große Prozesstechnik, abgesehen vom Ausfiltern von Quecksilberspuren. „In Deutschland ist genügend Abfall-Wasserstoff für alle Nutzfahrzeuge da. Die Gase-Industrie ist zuversichtlich, dass sie mittel- und längerfristig kostendeckend anbieten kann.“

In puncto Energie entspräche das dem äquivalenten Preis von Diesel. „Da ich mit H2 aber viel effizienter fahre“, so Heidelberg, „kann ich die Energiekosten drastisch senken.“