Technologieoffen

BMW startet Wasserstoff-X5: So fährt er sich!

(Bild: Stephan Schätzl)

BMW gibt jetzt auch mit Wasserstoff Stoff: mit dem BMW X5 Hydrogen. Die Münchner starten mit der Produktion einer Kleinserie im Pilotwerk des Münchner Forschungs- und Innovationszentrums (FIZ). Die „Krone“ war in München bereits mit einem Prototypen unterwegs.

Ab Frühjahr 2023 sollen die Fahrzeuge in ausgewählten Regionen als eine Art Erfahrung-Sammelmaschinen zum Einsatz kommen. Das Ziel: BMW will „unseren Kunden ein attraktives Produktangebot machen, wenn die Wasserstoffwirtschaft flächendeckend Realität wird“, erklärt Entwicklungsvorstand Frank Weber. Er erachte „langfristig eine Mischung von batterie- und brennstoffzellenelektrischen Antrieben als sinnvoll. Zudem benötigt die Brennstoffzelle keine kritischen Rohstoffe wie Kobalt, Lithium oder Nickel, sodass wir mit unserer Investition in diese Antriebsart auch die geopolitische Resilienz der BMW Group stärken.“

Im Karosseriebau des Pilotwerks erhalten konventionelle X5 eine neue Bodengruppe, die die Aufnahme der beiden Wasserstoff-Tanks im Mitteltunnel und unter der Fondsitzbank ermöglicht. Die E-Maschine, die zusammen mit der Batterie im Bereich der Hinterachse sitzt, wird auch in den batterieelektrisch angetriebenen und Plug-in-Hybrid-Modellen von BMW eingesetzt. Die Brennstoffzellensysteme stecken unter der Fronthaube des BMW iX5 Hydrogen und werden seit August dieses Jahres im BMW-eigenen Wasserstoff-Kompetenzzentrum in Garching nördlich von München gefertigt.

Man merkt es dem Wasserstoff-BMW nicht an
Wäre er nicht so auffällig beklebt und hätte diese blauen Akzente rundherum, man würde dem BMW iX5 Hydrogen nicht ansehen, dass er seine Antriebskraft aus einer Wasserstoffbrennstoffzelle unter der Haube holt. Während der Fahrt auch nicht. Und auch nicht im Innenraum - und das ist das eigentlich Überraschende. Lautlos prescht der iX5 Hydrogen vorwärts. 374 PS aus dem Stand sind auch bei einem 2,5 Tonnen schweren SUV eine Ansage. Die Energie für den Antrieb wird durch die Reaktion von Wasserstoff mit dem Sauerstoff aus der Luft erzeugt, als Abfallprodukt entsteht reines Wasser. Die Wasserstoffautos, die ich bisher gefahren bin, bieten nicht gerade viel Platz. Vor allem der Toyota Mirai geht (sogar in seiner zweiten Generation!) höchst verschwenderisch mit seinen knapp 5 Meter Außenlänge um - im Innenraum ist nicht mehr Platz als in einem VW Polo, sogar Fahrer und Beifahrer sitzen beengt. Von der Rückbank ganz zu schweigen.

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Keine Einschränkungen durch den Antrieb
Ganz anders im BMW iX5. Hier entspricht das Platzangebot dem der Plug-in-Hybrid-Variante, es gibt für die Insassen keinerlei Einschränkung. Nur der Kofferraum ist etwas flacher als bei den Verbrennern, der Stauraum darunter entfällt bis auf ein kleines Fach komplett, weil da die Hochvoltbatterie sitzt. Die beiden 700-bar-Drucktanks sitzen unter den Rücksitzen sowie im Tunnel. Sie lassen sich in drei bis vier Minuten mit an die sechs Kilogramm Wasserstoff befüllen.

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Bald H₂ wie in Taucherflaschen
Künftig will man auch in kleineren Fahrzeugen ideale Platzverhältnisse anbieten. „Wir entwickeln die Tanks so weiter, dass sie in die Batteriekiste passen“, erläutert Jürgen Guldner, Leiter BMW Group Wasserstoff-Brennstoffzellen-Technologie und -Fahrzeugprojekte. „Das klingt komisch, aber der Codename des Projekts lautet: Das Runde muss ins Eckige.“ Tatsächlich werden statt zweier großer künftig mehrere kleine Tanks verwendet - vergleichbar mit Pressluftflaschen für Taucher -, die nebeneinander untergebracht werden.

Im Prinzip soll es so sein, „dass jedes unserer Fahrzeuge mit Elektroantrieb auch mit einer Wasserstoff-Brennstoffzelle betrieben werden kann. Batterieelektrik und Wasserstoffelektrik werden sich ergänzen. Es wird die gleiche Architektur sein, nur wird die Energie im einen Fall in Form von Molekülen gespeichert, im anderen Fall in Form von Elektronen“, schwärmt Guldner. So wäre auch ein Wasserstoff-i4 denkbar, konkret geplant ist er aber noch nicht.

Der Wirkungsgrad ist allerdings ein anderer. Während ein batterieelektrischer Antrieb auf über 90 Prozent kommt, sind es bei der Brennstoffzelle gut 60 Prozent - was aber doppelt so gut ist wie ein Verbrenner.

Die sogenannte „Neue Klasse“, BMWs neue Elektroauto-Architektur der Zukunft, auf der neue BMWs ab 2025 aufbauen sollen, wird jedenfalls auch für den Wasserstoffantrieb ausgelegt. Am Rande bemerkt: Es können hier laut Guldner auch künftig Verbrennungsmotoren eingesetzt werden.

Stärkster Pkw-Wasserstoffantrieb am Markt
Überhaupt ist Guldner mächtig stolz auf den Antrieb, denn die Brennstoffzellen an sich werden zwar von Kooperationspartner Toyota gebaut, aber „es steckt viel BMW-Engineering im Antrieb“. Die Münchner setzen sie Zellen zu einem sogenannten Stack zusammen, außerdem wird das Gesamtsystem samt Kühlung, Luftzufuhr und Kompressor im Haus entwickelt. Herausgekommen ist „die weltweit stärkste Brennstoffzelle für Pkw“. Sie leistet 125 kW/170 PS und lädt nicht nur die Hochvoltbatterie, sondern kann auch direkt den E-Motor speisen. Wird die ganze verfügbare Leistung abgerufen, kommen noch 150 kW aus der Batterie dazu - macht 275 kW/374 PS Systemleistung.

Der Elektromotor wird unter anderem auch im BMW iX oder auch im iX3 eingesetzt wird. In Schub- und Bremsphasen übernimmt er die Funktion eines Generators, der Energie in eine Leistungsbatterie einspeist. 

Gewappnet für die Zukunft
Eine Serienproduktion samt Verkauf an Endkunden ist derzeit nicht geplant, sagt Guldner. Dazu gebe es noch zu wenig Wasserstofftankstellen und zu wenig grünen Wasserstoff. Zunächst ist eine Kleinserie geplant, die nicht verkauft wird. „Wir wollen bereit sein, die Technologie beherrschen zu können, deshalb machen wir die kleine Flotte mit Erprobungsfahrzeugen, damit wir wissen, wie verhalten sich die Fahrzeuge im alltäglichen Gebrauch. Wir bereiten die Neue Klasse darauf vor und sind dann dadurch gewappnet, je nachdem wie sich die Märkte entwickeln.“ Er erwartet den Durchbruch der Wasserstofftechnologie noch in diesem Jahrzehnt. 

„Wir denken, dass für einen Teil unserer Kunden der Wasserstoffantrieb die bessere Elektromobilität, die bessere emissionsfreie Mobilität sein wird.“ Das seien Kunden die viel unterwegs sind, „die eine hohe Flexibilität brauchen, mobil sein wollen, ohne lange laden zu müssen, oder keinen Zugang zu einer E-Ladeinfrastruktur haben“. Die Zahl der Wasserstofftankstellen müsse natürlich deutlich erhöht werden. „Die EU-Kommission will, dass in ganz Europa alle 150 Kilometer eine Wasserstofftankstelle steht“, gibt sich Guldner zuversichtlich. Auch die Kosten für die Technologie sollen steil nach unten gehen, „weil - anders als beim Diesel - die Technik für Lkw und Pkw dieselbe ist“.

Auf Wasserstoff-Serienfahrzeuge von BMW werden wir also noch warten müssen - voraussichtlich gegen Ende des Jahrzehnts soll es so weit sein.