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Technik  Technik: Mazda Hydrogen

Der Sauber-Van



Mazda setzt auf Wasserstoff plus Wankelmotor. Neben dem RX-8 testen die Japaner einen Familienvan als Wasserstoff-Hybrid. Noch fehlt aber die Alltagstauglichkeit – vom Tankstellennetz ganz zu schweigen.

 
 Mazda Hydrogen
  
 Mazda Hydrogen  - Foto: Hersteller  Mazda Hydrogen - Foto: Hersteller  Mazda Hydrogen - Foto: Hersteller  Mazda Hydrogen - Foto: Hersteller  Mazda Hydrogen - Foto: Viehmann  Mazda Hydrogen - Foto: Hersteller

Wäre alles so einfach wie das Tanken an Oslos neuer "Hydrogen Station", dann könnte die Zukunft besser heute als morgen beginnen. Der Tankstutzen wird angesetzt und verriegelt, in zwei Minuten wird der Wasserstofftank mit einem Druck von 350 bar befüllt. Dann kommt man im Mazda Premacy HRE Hybrid, der auf dem Mazda 5 basiert, immerhin 200 Kilometer weit. Sobald der Wasserstoff zur Neige geht, schaltet der Mazda auf Benzin um. Denn der Kraftspender des Versuchsfahrzeugs ist ein Wankelmotor, der sowohl Wasserstoff als auch Benzin verbrennen kann.

Der Wankel dient dabei allerdings nur als mobiles Stromaggregat und ist nicht mit der Antriebsachse verbunden. Den Vortrieb des japanischen Öko-Vans übernimmt stets ein Elektromotor. Wenn der Wankelmotor mit Wasserstoff läuft, entsteht lokal – also ohne den Energieaufwand für die Wasserstoffproduktion einzubeziehen – als "Abgas" nur Wasserdampf und kein CO2.

Mazda-Ingenieur Tomoaki Saito erklärt die Funktionsweise des komplex aufgebauten Hybrid-Vans: Das System besteht aus einem Wankelmotor, verbunden mit einem Generator und einem Wechselrichter. Dazu kommen der elektrische Fahrmotor, eine Lithium-Ionen-Batterie unter den Rücksitzen und schließlich die beiden Wasserstofftanks im Kofferraum.

Beim Anfahren bekommt der elektrische Fahrmotor seine Energie von den Batterien, während der Fahrt wird sie vom Wankelmotor erzeugt. Dessen Treibstoff kommt entweder aus dem Wasserstoff- oder dem Benzintank. Beim Beschleunigen greift die Batterie dem Wankelmotor unter die Arme und liefert dem Elektromotor dadurch mehr Power. Beim Bremsen wird Energie zurückgewonnen, und im Stand lädt der Generator die Batterien auf.

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Weniger Energie als Benzin
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Vertraut und gleichzeitig für ein Elektroauto ungewohnt ist der ständige Motorenlärm, den der hoch drehende Wankelmotor produziert. Bei Vollgas wird der Wankel lauter, obwohl die Räder nur per Elektromotor angetrieben werden – je höher die Motordrehzahl, desto mehr Energie kann der Generator dem elektrischen Fahrmotor bereitstellen.

Für die Verbrennung von Wasserstoff eignet sich der Wankelmotor besser als Hubkolbenmotoren und Mazda sieht in ihm auch sonst Vorteile gegenüber der Brennstoffzelle. Zwar benötigen beide Energielieferanten Wasserstoff, aber der Wankel kann alternativ auch mit Benzin betrieben werden und lässt sich mit deutlich geringeren Kosten produzieren.

Es gibt aber auch erhebliche Nachteile – nicht nur den winzigen Kofferraum, der im Mazda Premacy hinter den beiden abgedeckten Wasserstofftanks noch übrig bleibt. Ein Manko ist der geringere Energiegehalt: "Man könnte sagen, Wasserstoff liefert bei der Verbrennung einfach nicht soviel Kalorien wie Benzin", umschreibt Saito das Problem.

Das merkt man vor allem in Mazdas zweitem Wasserstoff-Versuchsträger auf RX8-Basis. Das Auto hat nicht die Hybrid-Architektur des Premacy, sondern wird allein vom Wankelmotor angetrieben. Im Vergleich zum Benziner-Wankel fährt sich der Wagen im H2-Betrieb jedoch saft- und kraftlos, braucht fast 16 Sekunden für den Spurt von 0 auf 100 km/h. Das zusätzliche Gewicht der Wasserstofftanks ist dabei keine große Hilfe.

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Wo kann man tanken?
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Noch hat zudem kein Land der Welt ein nennenswertes Netz von Wasserstofftankstellen. In Deutschland gibt es nur eine Handvoll Stationen, in Japan immerhin 12. In Norwegen, das zwar Erdöl exportiert, seinen eigenen Energiebedarf aber fast ausschließlich mit Wasserkraft deckt, hat im Mai ein kleiner "Hydrogen Highway" eröffnet. Der besteht aus fünf Tankstellen auf einer 600 Kilometer langen Strecke zwischen Oslo und Stavanger.

Rund 50 Wasserstoffautos sollen bereits unterwegs sein. Der Wasserstoff wird für die einzelnen Tankstellen unterschiedlich gewonnen, zum Beispiel aus Erdgas oder Biomasse. Der Wasserstoffpreis am Hydrogen Highway wird aber nur durch Subventionen auf dem Niveau des Benzinpreises gehalten.

60 Partner nehmen an dem Projekt teil, einer davon ist die Firma Rothor Advanced Power aus Stavanger. "Bislang gibt es in Norwegen nur wenige Wasserstoff-Autos. Wir hoffen natürlich, dass es mehr werden. Bis 2015 soll zum Beispiel in mehreren Schritten eine Flotte von 350 Wasserstoff-Bussen aufgebaut werden", berichtet Rothor-Chef Thor Henning Olsen. Allerdings habe die Wirtschaftskrise die aufstrebenden Pläne zurückgeworfen, ärgert sich der Norweger: "Wenn Firmen sparen, dann oft an der Forschung und Entwicklung. Doch wie dämlich ist das – die Zukunft startet schließlich heute."

Auch bei Mazda liegt ein Großserien-Wasserstoffauto in weiter Ferne. Zunächst einmal plant der kleine Konzern für die nähere Zukunft: Bis 2015 soll der Benzinverbrauch Schritt für Schritt um 30 Prozent reduziert werden. Ab August steht der Mazda3 mit Start-Stopp-Automatik beim Händler. In den kommenden Jahren sollen Bremsenergie-Rückgewinnung, Leichtbau, ein Direktschaltgetriebe sowie eine neue Motorengeneration bei Dieseln und Benzinern den Verbrauch weiter drücken. Im kommenden Jahrzehnt plant Mazda eine Art Baukastensystem, mit dem vom elektrischen Fahrzeug mit reinem Batterie-Betrieb über Plug-In-Hybride bis zum Wasserstoff-Hybriden verschiedene Konzepte denkbar sind.

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Fotos: Hersteller

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