Innovationen-Parade

BMW gibt mit Wasser Stoff – aber nicht nur

02.07.2015 00:01

"Im Grunde geht's ums Gasgeben", bestätigt Innovationen-Oberkommunikator Cypselus von Frankenberg. Das bezieht sich zwar vor allem auf die Wassereinspritzung, aber eigentlich auch auf die alternativen Antriebssysteme, die BMW gerade auf dem hauseigenen Testgelände in Miramas einem überschaubaren Kreis von Journalisten vorgestellt hat: Plug-in-Hybride mit i8-Technik und wasserstoffbetriebene Brennstoffzellenfahrzeuge.

Was alternative Antriebe mit Gasgeben zu tun haben? Ganz einfach: Autohersteller müssen mit ihren Flotten CO2-Emissionsziele erreichen. Je mehr Fahrzeuge mit blütenreiner Umweltweste verkauft werden, desto mehr kann man am anderen Ende der Palette auf fette Leistung setzen, etwa mit den sportlichen M-Modellen. Und natürlich weil es bei BMW grundsätzlich relativ dynamisch zugeht.

Plug-in-Hybrid: Der i8 fährt im Active Tourer "rückwärts"
Auch wenn der BMW i8 häufig als Elektroauto wahrgenommen wird: Er ist ein Plug-in-Hybrid mit intelligenter Steuerungstechnik, also ein Auto, dessen Verbrennungsmotor durch einen Elektroantrieb ergänzt wird. Diese Technologie mit quer eingebautem Dreizylindermotor, der "seine" Achse antreibt, und einer E-Maschine, die an der anderen Achse faktisch für Allradantrieb sorgt, kommt nächstes Jahr leicht adaptiert im BMW 2er Active Tourer. Anders als im i8 sitzt der Motor hier vorn, es werden also die Hinterräder elektrisch angetrieben.

BMW betankt die Testfahrzeuge an der eigenen mobilen Wasserstoff-Tankstelle.

(Bild: BMW)

Eine Tankfüllung dauert rund fünf Minuten.

(Bild: BMW)

Tanken ist kinderleicht und sauber.

(Bild: BMW)

Der aufgeschnittene Wasserstofftank.

(Bild: BMW)

Kaum zu glauben, dass er in den 5er GT passt.

(Bild: BMW)

Die Brennstoffzelle ist in etwa so groß wie ein V8-Motor.

(Bild: BMW)

Der Kofferraum des Forschungs-5ers

(Bild: BMW)

Insgesamt stehen 224 PS und 385 Nm zur Verfügung (davon 88 PS/165 Nm elektrisch; BMW i8: 231 + 131 PS). Die Gesamtleistung entspricht in etwa dem 225i xDrive, dem der eDrive genannte Plug-in-Hybrid auch preislich angepasst werden soll. In Deutschland, wohlgemerkt, was bedeutet, dass er in Österreich aller Voraussicht nach billiger wird. Mit einem Normverbrauch von rund 2 l/100 km bleibt er NoVA-frei, während für den Benziner satte zwölf Prozent fällig werden.

Weitere Vorteile des Alternativ-BMWs: Solange er zu Hause am Ladekabel hängt, kann er elektrisch vorgekühlt/beheizt werden, ohne dass die Akkus angezapft werden. Und er schafft bis zu 38 Kilometer rein elektrisch. Dabei kann er seine 150 kg Mehrgewicht natürlich nicht verleugnen, aber elektromotortypisch fühlt er sich dennoch relativ spritzig an, weil das Drehmoment sofort voll angreift. Und im Zusammenspiel beider Motoren geht es dann richtig zur Sache, was sich in einem 0-100-Sprintwert von nur 6,5 Sekunden ausdrückt. Eventuell gehen sich bis zum Serienstart 2016 sogar noch die 6,3 Sekunden des 225i xDrive aus. Beim Bremsen wird zunächst rekuperiert (Strom zurückgewonnen), bevor dann die normale Bremse nahtlos ergänzend eingreift.

Das Platzangebot leidet kaum unter Akku und Elektromotor, lediglich unterm Kofferraumboden fehlen 50 Liter.

Wasserstoff als seligmachender Sprit und Energiespeicher
Seit mehr als 30 Jahren forscht BMW am Wasserstoffauto, seit 15 Jahren in Verbindung mit der stromerzeugenden Brennstoffzelle, doch jetzt nimmt die Sache endlich konkrete Formen an, obwohl ein Serienstart nicht vor dem Jahr 2020 zu erwarten ist. "Wir müssen nicht überall die Ersten sein", betont Entwicklungsvorstand Klaus Fröhlich, und hat recht damit. Gerade beim Thema Wasserstoff bringt es nicht viel, unbedingt schon jetzt ein Serienauto anzubieten, schließlich ist die Infrastruktur der Versorgung derzeit noch nicht einmal als schlecht zu bezeichnen. Doch das wird sich in den nächsten Jahren ändern und - wenn es nach BMW geht - noch ganz andere Formen annehmen. Denn Wasserstoff eignet sich hervorragend als Zwischenspeicher für alternativ gewonnenen Strom (etwa aus Sonnen- und Windenergie), der zumeist zu Zeiten produziert wird, wenn er gar nicht gebraucht wird.

Zuletzt forschte BMW mit einem umgerüsteten BMW i8, seit 2013 gibt es eine Kooperation mit Toyota, aus der auch die aktuellen Forschungsfahrzeuge vom Typ 5er GT entstanden sind. Mit einem davon habe ich erfahren, wie unkompliziert der Umgang mit Wasserstoff inzwischen ist, der in einem Torpedo-ähnlichen Tank im Mitteltunnel untergebracht ist. Runtergekühlt auf bis zu minus 230 Grad Celsius, aber noch immer gasförmig (früher hat man ihn flüssig gespeichert, doch das war problematisch). Getankt wird mit einem dicken Rüssel, in rund fünf Minuten ist der Tank wieder voll. Je nach Speichertechnik (Kryogendruck-Tank bei 350 bar oder weniger kalt bei 700 bar) reicht eine Füllung für 800 oder nur 500 Kilometer.

Mit dem Wasserstoff wird in der Brennstoffzelle Strom erzeugt, der hier einen 180 kW/245 PS starken Elektromotor antreibt, mit allen Vorteilen dieser Antriebsart: spontaner Antritt, lokal emissionsfrei (es entsteht nur Wasserdampf), leise. Trotz des riesigen, supersicheren Tanks und der ganzen Technik gibt es praktisch keine Einbußen im Platzangebot.

Wassereinspritzung: Je mehr man Gas gibt, desto mehr spart man
Eine Technologie, die BMW nach und nach in allen Baureihen bringen will, macht Benzinmotoren stärker und/oder sparsamer: Die Wassereinspritzung ist zwar keine BMW-Erfindung und es gibt sogar Nachrüstkits zu kaufen, derzeit ist sie aber in keinem Serienfahrzeug zu finden.

Wenn ein Automotor (wegen defekter Dichtungen) unbeabsichtigt Wasser mitverbrennt (man erkennt das am weißen Abgasrauch) lässt das eine teure Reparatur erwarten. Umso unglaublicher mutet es für den Laien an, dass BMW nun absichtlich Wasser mit einspritzt, um den Wirkungsgrad von Verbrennungsmotoren zu erhöhen. Das steigert je nach Zielsetzung die Leistung oder senkt den Verbrauch - was sich interessanterweise kaum beim Normverbrauch, sondern vor allem im Alltagsbetrieb auswirkt.

Und so funktioniert es: Verdampfendes Wasser senkt die Temperatur im Brennraum. Dadurch wird die Klopfneigung des Motors (unkontrollierte Verbrennung) reduziert, was wiederum eine höhere Verdichtung ermöglicht. Im Testfahrzeug, einem 1er-BMW mit Dreizylinder-Turbo-Benziner wurde sie von 9,5 auf 11,0:1 erhöht, die Leistung stieg von 204 auf 218 PS, der Verbrauch sinkt um bis zu acht Prozent. Je nach Fahrweise kann es sogar mehr sein. Die Auswertung meiner teilweise flotten Testrunde ergab einen um 2,68 l/100 km gesenkten Durchschnittsverbrauch. Und im Vergleich mit Kollegen zeigt sich: Je mehr man Gas gibt, desto mehr spart man. Detail am Rande: Das Wasser muss man in der Regel nicht nachfüllen, es entsteht beim Gebrauch der Klimaanlage.

Anfang 2016 kommt der BMW M4 mit Wassereinspritzung auf den Markt, der momentan als Safety Car in der MotoGP mit 50 Mehr-PS bei im Vergleich zur Basis unverändertem Verbrauch unterwegs ist. Allerdings wird das Wasser hier ins Saugrohr eingebracht, während es beim 1er mit dem Sprit vermischt direkt eingespritzt wird. Der Wasseranteil im Gemisch kann dabei bis zu einem Viertel ausmachen. Wasser soll nach und nach die ganze Palette stärker und sparsamer machen.