Brennstoffzellenfahrzeug (FCEV)
Elektrofahrzeug, das seinen Strom an Bord in einer Brennstoffzelle aus Wasserstoff erzeugt. Aus dem Auspuff kommt nur Wasserdampf.
Ein Brennstoffzellenfahrzeug speichert verdichteten Wasserstoff in Tanks aus Kohlefaser, bei Pkw meist mit 700 bar, bei Bussen und Lkw mit 350 bar. Ein PEM-Brennstoffzellen-Stack verbindet den Wasserstoff mit Luftsauerstoff zu Strom, der einen Elektromotor antreibt. Eine kleine Pufferbatterie deckt Lastspitzen ab und nimmt Bremsenergie auf.
Verbrauch Pkw: etwa 0.8–1.1 kg H2/100 km
Beispiel: Toyota Mirai, 5.6-kg-Tank, 650 km WLTP
Wirkungsgrad Brennstoffzellen-Stack: etwa 50–60% (Hu)
Vorteile: Tanken in 3–5 Minuten und mehr Reichweite bei schweren Einsatzprofilen. Nachteil: ein viel schlechterer Gesamtwirkungsgrad als beim BEV. Wer grünen Wasserstoff per Elektrolyse herstellt (etwa 65–70 % bezogen auf den Heizwert), ihn verdichtet (rund 10 % Energieaufwand) und in der Brennstoffzelle zurückverwandelt, kommt auf einen Wirkungsgrad vom Strom bis zum Rad von etwa 25–35 %, beim BEV sind es 70–80 %. Ein FCEV braucht pro Kilometer also etwa 2,5- bis 3-mal so viel Strom.
Der Markt kommt nicht in Gang: 2024 fuhren weltweit rund 90.000 Brennstoffzellenautos, vor allem in Korea, den USA (Kalifornien), China und Japan, und in Deutschland und Kalifornien schlossen 2023–2024 viele Wasserstofftankstellen. Das Interesse verlagert sich auf schwere Lkw, Busse und eventuell die Bahn, wo allerdings auch Batteriefahrzeuge konkurrieren. Der meiste Wasserstoff ist heute grauer Wasserstoff aus Erdgas.
Verwandte Begriffe
Alle Begriffe →- Brennstoffzelle
Elektrochemischer Wandler, der die chemische Energie von Wasserstoff oder einem anderen Brennstoff ohne Verbrennung direkt in Strom und Wärme umwandelt.
- Grüner Wasserstoff
Wasserstoff, der in einem mit Ökostrom betriebenen Elektrolyseur aus Wasser gewonnen wird, praktisch ohne direkte CO2-Emissionen.
- Batterieelektrisches Fahrzeug (BEV)
Fahrzeug, das ausschließlich von Elektromotoren angetrieben wird, die ihren Strom aus einer wiederaufladbaren Batterie an Bord beziehen; einen Verbrennungsmotor gibt es nicht.
- Well-to-Wheel-Emissionen
Treibhausgasemissionen eines Fahrzeugs aus Herstellung und Bereitstellung seiner Energie (Well-to-Tank) plus deren Nutzung im Fahrzeug (Tank-to-Wheel), je Kilometer.
- Grauer Wasserstoff
Wasserstoff aus Erdgas, hergestellt per Dampfreformierung ohne CO2-Abscheidung; heute der vorherrschende und billigste Herstellungsweg.
- Elektrolyseur
Elektrochemisches Gerät, das Wasser mit elektrischem Strom in Wasserstoff und Sauerstoff spaltet; die Kerntechnik der grünen Wasserstofferzeugung.