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Toyota setzt auf Wasserstoff

Toyota ist vorbereiter bei Hybridfahrzeugen, arbeitet angesichts aktuellen Drucks durch Wettbewerber und Politik auch an vollelektrischen Batteriesystemen, ist aber vom langfristigen Erfolg der Brennstoffzelle überzeugt. Arrive blickt auf die Zukunftsstrategie des grössten Autoherstellers der Welt.

Der Katamaran dümpelt vor eindrucksvoller Kulisse in Hamburg. Toyota unterstüzt das erste Wasserstoffschiff auf seiner Weltreise. Die elektrisch angetriebene ,,Energy Observer“ arbeitet mit einem Mix aus erneuerbaren Energien und einem System, das aus Meerwasser kohlenstofffreien Wasserstoff erzeugt. Auf ihrer mehrjährigen Fahrt will die ,,Energy Observer“, die weder Treibhausgase noch Feinstaub emittiert, das Potenzial erneuerbaren Energiequellen und -speicher demostrieren. Wasserstoffspezialist Toyota unterstützt das 2017 in Saint-Malo (Frankreich) gestartete Projekt und hofft auf das Jahr 2020: Das Schiff soll rechtzeitig vor den Olympischen Spielen in Tokio ankommen. Dieses Abenteuer ist sowohl eine menschliche als auch eine technologische Herausforderung, bei der die Bordtechnik unter extremen Bedingungen getestet wird. Bei dem Versuch, das erste energieautonome Boot rund um den Globus zu steuern, sucht die Crew unter der Leitung von Victorien Erussard und Jérome Delafosse nach Lösungen für einen ökologischen und energetischen Wandel.

Wsserstoff ist das Herzstück des Projekts und der Hauptgrund dafür, dass Toyota Motor Europa sich engagiert. Im Vergleich zu einer alleinigen Batteriespeicherlösung bietet er einen erheblichen Gewichtsvorteil (50 % der Verdrängung des Schiffes). Als Energiespeicher überwindet er das Problem einer nicht nahtlosen Energieversorgung an Land und See. Durch die Nutzung überschüssiger Energie wird die Autonomie mobiler und stationärer Anlagen gesteigert.

,,Wir freuen uns sehr, dass Toyota Motor Europa bei dieser Mission an Bord ist. Wir teilen die Vision von Wasserstoff als Schlüssel zur Beschleunigung der Energiewende. Eine Vision, die wir zu den Olymischen Spielen 2020 nach Tokio tragen wollen“, sagt Victorien Erussard. Gründer und Kapitän von Energi Observer.

Pionierarbeit bei der Wasserstofftechnologie

Toyota leistet seit langem Pionierarbeit bei der Wasserstofftechnologie. Brennstoffzellenautos bieten wie die ,,Energy Observer“ eine hohe Energieeffzienz, grosse Reichweite mit schneller Betankung und stossen im Betrieb lediglich Wasser aus. Ihre Umwelttechnologie birgt grosses Potenzial. Dennoch können sie sich nicht aus dem unerschöpflichen Meerwasserfundus bedienen, sondern benötigen Wasserstofftanktankstellen.

Das Ergebnis aus 20 Jahren Wasserstoff-Forschung bei Toyota ist der Mirai, das ist das japanische Wort für die Zukunft, der eine neue Ära einläutete: Er ist ein reines Brennstoffzellenfahrzeug, das in einer Brennstoffzele-Einheit aus der Redaktion von Wasserstoff und Luftsauerstoff elektrische Energie für den Antrieb generiert. Damit zeichnet er sich durch eine erstklassige Umwelt-Performmance aus, aber ebenso durch Komfort und Fahrspass. Der Mirai umfasst eine von Toyota selbst enwickelte Brennstofzellen-Einheit und Hochdruck-Wasserstofftanks. Eine Brennstoffzele ist ein elektronischer Energiewandler, der im Gegensatz zu Batterien aus der chemischen Redaktion von Wasserstoff und Sauerstoff Energie gewinnt. Solange beide Stoffe zusammengebracht werden, produziert die Brennstoffzelle kontuierlich Strom und übernimmt damit in gewisser Hinsicht die Rolle des Verbrennungsmotor in einem Hybridfahrzeug – nur dass die Brennstoffzelle den Kraftstoff nicht verbrennt, sie arbeitet mit einem doppelt so hohen Wirkungsgrad wie ein Benzinmotor.

Wasserstoff zum Antrieb von Autos lässt sich aus einer Vielzahl natürlicher Quellen ebenso gewinnen wie aus Klärschlamm, Biomasse und ähnlichen Produkten. Ebenso ist es möglich, ihn mithilfe erneuerbaren Energien wie Wind- und Sonnenkraft herzustellen. Im komprimierten Zustand weist er eine höhere Energiedichte auf als Batterien und lässt zudem leicht speichern und transportiren. Infolgedessen sind mit Wasserstoff erhebliche Erwartungen hinsichtlich der künftigen Nutzung bei der Energieproduktion und bei den verschiedensten weiteren Anwendungen verknüpft. Brennstoffzellenfahrzeuge werden also künftig in der Lage sein, mit Wasserstoff ihre eigene Antriebselektrizität zu produzieren.

Im Laufe der letzten Jahre wurden hunderte Brenstoffzelen-Hybridfahrzeuge sorgfältig in Fahrversuchen erprobt und auf ihre Sicherheit getestet. Dabei haben sie Millionen von Kilometern in den verschiedensten anspruchsvollen Umgebungen zurückgelegt. Sie mussten sich im kalten Norden Finnlands ebenso bewähren wie in der Hitze von Südspanien. Ihre Wsserstofftanks wurden sogar mit Hochgeschwindigkeits-Projektilen beschosse. Der Mirai hat diese Prüfungen bestanden und ist so sicher wie jedes andere Fahrzeug von Toyota. Der Wasserstoff des Mirai wir unter hohen Druck von bis zu 700 bar in zwei kompakten, extrem wiederstandsfähigen Tanks mit einer Kohlefaser-Aussenschale gespeichert. Auch die Herstellung des Mirai selbst ist nachhaltig und effektiv, so wird z. B. die eigene Abwärme des Werks genutzt, das Ökosystem rund um die Werke gestärkt und Fahrzeug so energieschonend wie möglich gefertigt.

Auf dem Weg zu einer wasserstoffbasierten Mobilität gibt es aber auch viele Hindernisse und Rückschritte: Nötig ist natürlich ein möglichst grosses Netz aus Wasserstofftankstellen. Dabei lassen sich Bestandstankstellen aufrüsten, die Versorgung durch Wasserstoff kann dabei direkt von einer Pipeline oder durch Anlieferung mittels Sattelschlepper erfolgen – was aber öäkologisch nur Sinn macht, wenn diese Sattelschlepper ebenfalls mit Wasserstoff unterwegs sind. Ausserdem gilt es, den hohen Druck zu kontrollieren, unter dem flüssiger Wasserstoff gepeichert wird. Erst kürzlich ist in Norwegen unter noch ungeklärten Umständen eine Wassserstofftankstelle explodiert, so das die Betreiberfirma die anderen Tankstellen vorsorglich schloss und Toyota und Hyndai zunächst keine Wasserstofffahrzeuge mehr ausliefert.

Toyota kann auch rein Elektrisch

Nur wenige Tage nach diesem Vorfall zogen die zwischenzeitlich abgestürzten Wasserstoff-Aktien wieder an – der Glaube an die Technologie war schnell zurück. Trotzdem: Angesichts des offenbar hohen Drucks durch Wettbewerber und Politik verstärkt Toyota auch seine Bemühungen um Batterieelektrik. Erfahrungen hat man da längst, z. B. mit dem kleinen i-Road, einem dreirädigen Stadtflitzer, der schon vor einigen Jahren vorgestellt wurde, aber auf den Olympischen Spielen in Tokio 2020 wieder in den Fokus der Weltöffentlichkeit rücken soll. Auch wenn Toyota, wie alle anderen Hersteller auch, Zulieferprobleme mit Akkus für ein rein elektrische Autos hat, sollen Anstrengungen dafür verstärkt werden, zum Beispiel im Rahmen einer Koperation mit dem chinesischen E-Auto-Weltmarktführer BYD. Beim Thema Batterie-Recyling kennt sich Toyota schon gut aus: 2010 wurde mit Erfolg der ersten Batterie-zu-Batterie-Recylingbetrieb Japans eingerichtet, die alten Batterien der Hybrid-Fahrzeuge werden ressourceneffizient weiterverwertet. Brennstoffzellen-Einheiten enthalten Platin – Toyota hat kürzlich das weltweit erste Sammel- und Recylingnetzwerk für Brennstoffzellen eingerichtet.

Quelle: arrive

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