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Wasserstoff-Lkw und ihre künftige Rolle auf dem Transportmarkt

25.04.2024 10:32 Uhr | Lesezeit: 6 min
H2 Moleküle illustriert
Wasserstoff gilt auch bei Lkw-Antrieben als einer der Hoffnungsträger, um umweltfreundlicher zu werden
© Foto: picture alliance / Zoonar | Alexander Limbach

Wasserstoff-LKW stellen eine mögliche Alternative zu herkömmlichen Lastwagen dar. Welche Hersteller setzen auf die Technologie und wie funktioniert sie eigentlich?

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Funktionsweise eines Wasserstoff-Lkw

Wasserstoff-Lkw können auf zwei verschiedenen Wegen betrieben werden. Im ersten Fall erzeugt eine Brennstoffzelle aus einem energiehaltigen Gas Strom. Dafür wird das Gas (in diesem Fall Wasserstoff) mit Luft in Verbindung gebracht. Der darin enthaltene Sauerstoff reagiert mit dem H2 und erzeugt Wasserdampf sowie Strom.

Bei allen bisher gebauten Brennstoffzellen-Lkw wird die Energie in einer Pufferbatterie zwischengespeichert und je nach Bedarf an den Motor abgegeben. Eine direkte Nutzung aus der Brennstoffzelle ist zwar auch möglich, allerdings mit Problemen behaftet: Die Energie, die aus dem System generiert wird, kann unter Umständen schwanken und benötigt kurze Zeit, um zur Verfügung zu stehen. Bei hohen Energiebedarfen, etwa bei Kickdown-Manövern, setzen manche Antriebskonzepte auf eine gleichzeitige Stromlieferung von Batterie und Brennstoffzelle.

Ein Wasserstoff-Verbrennungsmotor arbeitet nach einem komplett anderen Prinzip. Hierbei handelt es sich meist um umgebaute CNG-Motoren auf Ottoprinzip, die also mit Hilfe einer Zündkerze den verdichteten Wasserstoff verbrennen. Dabei entstehen minimale CO2- und Stickoxidemissionen, jedoch erheblich weniger als bei Erdgas oder Diesel.

Egal wie das Gas genutzt wird – vorher muss es im Wasserstoff-Lkw gespeichert werden. Das funktioniert mit Hilfe von Drucktanks; im Moment sind meist Systeme mit 350 und 700 bar anzutreffen. Als einziger Lkw-Hersteller testet Daimler Truck offenkundig auch die Speicherung von flüssigem Wasserstoff, der bei -253 Grad tiefgekühlt wird. Auf diesem Weg lässt sich erheblich mehr „Strom mitführen“, da flüssiger Wasserstoff einen deutlich höheren Energiegehalt pro Kubikmeter aufweist.


Warum Wasserstoff für Lkw interessant ist

Wasserstoff (H2) ist das Element, das im Universum mitunter am häufigsten vorkommt. Auf der Erde ist es in der Regel in Verbindung mit anderen Stoffen vorhanden, z.B. Wasser (H2O). Eine Besonderheit ist, dass reiner Wasserstoff sehr energiehaltig ist und deshalb auch als Treibstoff für schwere Lkw in Frage kommt. Ein Kilogramm Wasserstoff hat in etwa den Brennwert von drei Kilogramm Diesel.

Im Verkehrssektor liegt ein großer Fokus auf dem Einsatz von Wasserstoff in der Brennstoffzelle. Hier wird das Gas mit Hilfe von Sauerstoff aus der Umgebungsluft in Strom umgewandelt. Mit der gewonnenen Energie kann dann der Lkw angetrieben werden. Zudem unternehmen manche Hersteller auch erste Versuche mit Wasserstoff-Verbrennermotoren.



Welche Lkw-Hersteller forschen an Wasserstoff-Lkw?

Alle großen europäischen Lkw-Hersteller führen Feldversuche mit Wasserstoff-Lkw durch. Hier sehen Sie, welche Technologie die OEMs offiziell in Betracht ziehen:

Brennstoffzelle:

  • Daimler Truck
  • Volvo Trucks
  • Renault Trucks
  • DAF Trucks
  • Scania
  • Iveco
  • Ford Trucks (in Kooperation mit Quantron)
  • MAN

H2-Verbrenner

  • DAF Trucks
  • Volvo Trucks
  • MAN

Eine detaillierte Übersicht finden Sie auch hier: Es gibt zudem einige kleine Unternehmen, die experimentelle Versuche oder Umrüstungen von bestehenden Diesel-Lkw auf Brennstoffzellenantriebe durchführen.

Hat Nikola einen Wasserstoff-Lkw?

Nikola Motors ist ein Startup aus den USA, das auch Wasserstoff-Lkw in Deutschland auf den Markt bringen wollte. Jenes Vorhaben, welches gemeinsam mit Iveco gestartet worden war, scheiterte aber und Nikola zog sich vom deutschen Markt zurück. Iveco sicherte sich allerdings einige Nutzungsrechte und Patente aus der Kooperation, weshalb die Elektro- und Wasserstoff-Lkw des italienischen Herstellers noch immer auf der Nikola-Technologie aufbauen.

Wie hoch ist der Verbrauch eines Wasserstoff-Lkw?

Das hängt stark von der Wasserstoff-Nutzung ab. Das Logistikunternehmen Gebrüder Weiss hat in der Schweiz einen Brennstoffzellen-Lkw im Einsatz, der als 19-Tonner rund 7,5 Kilogramm Wasserstoff auf 100 Kilometer verbrauchen soll. Das Textilunternehmen Mewa, das den Lkw ebenfalls in der Schweiz einsetzt, landet eigenen Angaben zufolge bei etwas über sechs Kilogramm H2 auf die gleiche Strecke.

Je schwerer der Lkw, desto höher der Verbrauch. Daimler Truck beispielsweise rechnet damit, dass sein Modell des GenH2, das 18 Kilogramm gasförmigen Wasserstoff speichern kann, eine Reichweite von 200 Kilometern zurücklegen kann. Der Verbrauch des 40-Tonners läge also bei rund acht Kilogramm pro 100 Kilometer, wenn man dem Fahrzeug noch ein wenig Restreichweite zugesteht.

Nachdem bislang kein Hersteller einen mit hohen Gewichten belastbaren H2-Verbrenner im öffentlichen Verkehr vorgestellt hat, gibt es für diese Technologie keine Erfahrungswerte. Der Umrüster Keyou hat einen Prototypen entwickelt, der als 18-Tonner rund sieben bis acht Kilogramm Wasserstoff auf 100 Kilometer verbrauchen soll. Allerdings ist hier zu beachten, dass es sich um einen sehr kleinen 7,3 Liter großen Motor und ein Vorserienmodell handelt. Ferner sind diese Werte, wie bei Daimler Truck auch, Unternehmensangaben.

Hyundai, Mewa, Wasserstoff
Der Textillogistiker Mewa setzt in der Schweiz den Wasserstoff-Lkw Hyundai Xcient Fuel Cell ein
© Foto: Mewa

Was kostet ein Wasserstoff-Lkw?

Kein Hersteller hat sich bislang zu dem konkreten Anschaffungspreis eines Wasserstoff-Lkw geäußert. Bekannt ist, dass der Kauf eines Brennstoffzellen-Lkw erheblich teurer als der eines Diesels sein wird, und dies wohl auch bleiben wird. Hintergrund dessen ist, dass die Entwicklung der Brennstoffzellenantriebe und der Einbau von großen Pufferbatterien sehr teuer ist. Einige Unternehmen setzen deshalb eher auf Pay-per-Use-Modelle, bei denen Kunden in einer monatlichen Rate den Wasserstoff-Lkw, den Service und Versicherungen bezahlen. Übrig bleiben dann nur noch die Treibstoffkosten.

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