Nach der Entscheidung der EU, dass ab 2035 nur noch klimaneutrale Neuwagen verkauft werden dürfen, scheint der Verbrennungsmotor keinerlei Zukunft mehr zu haben. Doch Unternehmen wie Porsche oder Toyota schreiben den Verbrennungsmotor trotz des sogenannten „Defacto-Aus“ für den Verbrenner noch nicht ab.
Eine Möglichkeit, den altehrwürdigen Verbrennungsmotor (fast) emissionsfrei betreiben zu können, ist die Verwendung von E-Fuels. Die synthetischen Kraftstoffe sind zwar noch lange nicht soweit, flächendeckend eingesetzt zu werden. Dennoch arbeiten erfolgversprechende Initiativen an der Forschung und Weiterentwicklung. Eine andere Möglichkeit ist die Verwendung von Wasserstoff als Kraftstoff. Eine uralte Idee.
Erstmals setzte 1807 der Franzose François Isaac de Rivaz ein Auto mit Wasserstoff-Verbrennungsmotor ein. Fast 200 Jahre - 2000, um genau zu sein - später baute BMW 15 Prototypen eines Fahrzeugs mit Wasserstoff-Motor auf Basis der BMW 7er-Baureihe. 2013 machte Aston Martin Schlagzeilen, als die Briten einen Sportwagen mit Wasserstoff-Hybridsystem – also einem System, das sowohl mit herkömmlichem Kraftstoff als auch reinem Wasserstoff betrieben werden kann, beim 24-Stunden-Rennen auf dem Nürburgring einsetzten.
Vor allem im Nutzfahrzeugbereich wird weltweit an und mit Wasserstoff betriebenen Verbrennungsmotoren gearbeitet. Doch im Pkw-Bereich konnte die Technologie nie überzeugen. Es blieb bei sporadischen Entwicklungs- und Testprojekten. Doch der immense politische Druck auf verbrennungsmotorische Antriebe könnte jetzt zum Turbo werden. Denn mit Porsche und Toyota haben nun zwei Dickschiffe des internationalen Automobilbaus entsprechende Wasserstoff-Projekte vorgestellt.
Porsche testet Wasserstoff-Verbrennungsmotor auf dem Nürburgring
Derzeit werde hauptsächlich an Wasserstoffmotoren für Nfz mit einer relativ geringen spezifischen Leistung von rund 50 kW pro Liter Hubraum gearbeitet, heißt es bei Porsche. „Für den Personenwagen-Bereich ist das zu wenig. Darum haben wir als Studie einen Wasserstoff-Verbrennungsmotor entwickelt, der Leistung und Drehmoment auf dem Level aktueller Hochleistungs-Ottomotoren bieten soll. Gleichzeitig war unser Ziel, einen geringen Verbrauch zu erreichen und die Emissionen auf Umgebungsluftniveau zu halten“, sagt Vincenzo Bevilacqua, Fachreferent Motorsimulation bei Porsche Engineering. „Ausgangspunkt unserer Untersuchungen war ein existierender 4,4-Liter-Achtzylinder-Ottomotor – oder besser ausgedrückt: sein digitaler Datensatz, denn wir haben die gesamte Studie virtuell über Simulationen durchgeführt.“
Mit einer Leistung von rund 440 kW liegt der Wasserstoffmotor auf dem Niveau des ursprünglichen Verbrennungsmotors. Hauptsächlich das Turboladersystem musste verändert werden, um eine saubere Verbrennung zu gewährleisten. Der mit 2,65 Tonnen extrem schwere Prototyp der Luxusklasse umrundete die 20,8 Kilometer lange Nürburgring-Nordschleife in immerhin 8:20 Minuten. Langsam war der Porsche also nicht unterwegs. Doch wichtiger als die Rundenzeit waren andere Ergebnisse.
Wasserstoff im Motorsport
„Wie sich zeigte, unterschreiten die Stickoxidemissionen die derzeit diskutierten Grenzwerte der Euro-7-Norm deutlich und liegen über den gesamten Drehzahlbereich nahe null“, so Matthias Böger, Entwicklungsingenieur Motorsimulation bei Porsche Engineering „Wir haben durch die Studie wertvolle Erkenntnisse im Hinblick auf die Entwicklung von Hochleistungs-Wasserstoffmotoren gewonnen und unsere virtuelle Entwicklungskette um Modelle und Methoden speziell für Wasserstoff ergänzt“, erklärt Bevilacqua. Ein Learning: Die Kosten für einen Wasserstoffantrieb in der Serienproduktion könnten mit denen eines Ottomotors vergleichbar sein.
Auch Toyota arbeitet aktuell an einem Wasserstoff-Projekt: Im Rahmen der Rallye-Weltmeisterschaft (WRC) startete in Belgien zuletzt ein Toyota GR Yaris „H2“ mit Wasserstoff-Verbrennungsmotor zu ersten Demonstrationsfahrten. Der neue Antrieb wurde für den GR Corolla H2 entwickelt, der unter anderem in der asiatischen Langstrecken-Meisterschaft Super-Taikyu bereits an den Start ging. Auch hier ist das Ziel, im besonders anspruchsvollen Motorsport-Umfeld Erkenntnisse für einen möglichen Serieneinsatz zu generieren.
Im Sinne des Verbrennungsmotors bleibt zu hoffen, dass es nicht bei diesen beiden Projekten bleibt…
