Ford-Brennstoffzellenfahrzeuge nach Praxiseinsatz ohne Mängel bei HU

Gleich vier zukunftsweisende Ford Focus mit Brennstoffzellenantrieb kamen nach 3 Jahren Praxiseinsatz zur Hauptuntersuchung (HU) in die TÜV Rheinland-Servicestation in Köln-Poll. Dort überprüften die Kraftfahrt-Experten des TÜV Rheinland die seriennahen Prototypen im Rahmen der gesetzlichen Vorschriften auf ihre Verkehrssicherheit. Ergebnis: keine Beanstandungen! Die Sachverständigen attestierten allen vier High-Tech-Brennstoffzellenautos auch nach Fahrleistungen von bis zu 20.000 Kilometern einen einwandfreien technischen Zustand und klebten die gelbe HU-Plakette auf die Nummernschilder. Der nächste Check liegt in 2 Jahren an.

Im Mittelpunkt der Hauptuntersuchung stand, wie bei konventionellen Fahrzeugen, die Verkehrssicherheit – also etwa die Kontrolle von Antriebseinheit, Fahrwerk, Lenkung und Beleuchtung. Außerdem checkten die TÜV Rheinland-Ingenieure die Funktionsfähigkeit des regenerativen Bremssystems. Die Wasserstofftanks hatten die erForderliche Gas-Anlagen-Prüfung (GAP) durch den TÜV Rheinland bereits vor einigen Wochen bestanden. Sie darf zum Zeitpunkt der HU nicht länger als 12 Monate zurückliegen. Im Rahmen der HU wurde daher nur noch einmal mit einem speziellen Detektor überprüft, ob die Druckbehälter, in denen der Wasserstoff bei 350 bar gespeichert ist, möglicherweise undicht sind. Besonderes Augenmerk galt auch der Batterie, den Isolierungen der Leitungen sowie dem Elektromotor, da hier Spannungen von bis 300 Volt anliegen.

"Bereits seit Jahren unterstützen wir Ford bei der Entwicklung und Zulassung von Brennstoffzellen-Fahrzeugen und konnten deshalb bei der Hauptuntersuchung auf unser fundiertes Know-how zurückgreifen," erklärte Gerd Mylius, Leiter der Technischen Prüfstelle NRW beim TÜV Rheinland. "So sorgen wir in enger Kooperation mit Ford dafür, dass die europäischen Behörden zum richtigen Zeitpunkt, also wenn alle gesetzlichen Forderungen erfüllt sind, die Typgenehmigungen für die Fahrzeuge erteilen."

Da es sich bei den vier Ford Focus-Brennstoffzellenfahrzeugen um Elektroautos mit 0 Emissionen handelt, und aus dem Auspuff lediglich Wasserdampf und etwas warme Abluft entweicht, entfiel die im Rahmen der HU ebenfalls vorgeschriebene Abgasuntersuchung (AU).

Der Ford Focus Brennstoffzelle ist eine viersitzige Limousine auf Basis des Ford Focus I. Das Fahrzeug kombiniert eine leistungsstarke Brennstoffzelle mit einem zusätzlichen Energiespeicher, einer 250 Volt-Batterie. In der Summe ist der Ford Focus Brennstoffzelle ein Elektroauto mit einer Reichweite von über 300 Kilometern sowie sehr guten Handlingeigenschaften und Fahrleistungen. Der Ford Focus Brennstoffzelle bezieht den Hauptteil seiner Antriebsenergie aus gasförmigem Wasserstoff, der bei 350 bar an Bord gespeichert wird. In der Brennstoffzelle reagiert der Wasserstoff mit dem Luftsauerstoff. Dabei wird elektrische Energie (Strom) erzeugt. Der Strom treibt einen Elektromotor an, dieser das Fahrzeug – der Wirkungsgrad liegt deutlich über dem heutiger Benzin- oder Dieselmotoren.

Die vier vom TÜV Rheinland untersuchten Ford-Brennstoffzellenautos nehmen an der Clean Energy Partnership (CEP) in Berlin teil – dies ist ein von der Bundesregierung geförderter, zunächst bis Ende 2007 befristeter Praxis-Großversuch, bei dem vor allem die Alltagstauglichkeit und Wirtschaftlichkeit von wasserstoffbetriebenen Fahrzeugen (insgesamt 17 Autos unterschiedlicher Hersteller, darunter Ford) in der Praxis erprobt werden soll. Ford betreibt diese High-Tech-Autos in Berlin nicht selbst, sondern gibt sie auf Leasingbasis in Kundenhand. Ford betreibt weltweit eine Flotte von über 30 Brennstoffzellenfahrzeugen, die rund um die Uhr Messdaten aufzeichnen, die auf den unterschiedlichen Einsatzprofilen der Fahrzeuge und auf den individuellen Fahrstilen der Fahrer basieren. Diese Erkenntnisse fließen in vollem Umfang in die weitere Entwicklung der Ford-Brennstoffzellenautos ein.

Ford Focus Brennstoffzelle – Technische Daten

Brennstoffzelle
Typ	Ballard Mark 902
Maximale Leistung	72 kW / 92 PS
Kraftstoff	gasförmiger Wasserstoff
Gewicht	96 kg
Max. Betriebstemperatur	85º C
Betriebsdruck in Brennstoffzelle	2 bar
Batterie
250 Volt-Nickel-Metallhydrid (Leistung: 20 kW / 27 PS)
Antriebsstrang
Elektromotor	Drehstrom-Nebenschlussmotor
Max. Dauerleistung / Overboost	65 kW / 88 PS
Max. Drehmoment	230 Nm
Max. Wirkungsgrad	91%
Motorsteuerung / Umrichter
Typ	Drei-Phasen-Drehstrom
Max. Antriebsstrom	330 A
MINImale/Maximale/Nenn-Spannung	250 / 440 / 315 V
Gewicht	16 kg
Fahrzeugdaten
Länge	4.338 mm
Breite	1.758 mm
Radstand	2.615 mm
Leergewicht	1.600 kg
Achslastverteilung vorne/hinten	51% zu 49%v
Beschleunigung 0 auf 100 km/h	13,5 s
Höchstgeschwindigkeit	130 km/h (abgeregelt)
Tankinhalt	180 l (= 4 kg Wasserstoff bei 350 bar)
Reichweite	ca. 300 km
Emissionen	keine

Fakten zu den Ford-Brennstoffzellenfahrzeugen

Warum entwickelt Ford Brennstoffzellenfahrzeuge?

Autos wie der Ford Focus mit Brennstoffzellenantrieb tanken Wasserstoff und erzeugen keine Emissionen. Diese "grünen" Fahrzeuge entlasten somit die Umwelt. Allerdings sind sie bislang noch nicht marktreif.

Ford fährt daher mehrgleisig. Außer der Verbrauchs- und Emissionsoptimierung von Fahrzeugen mit konventionellen Benzin- und Dieselmotoren geht es insbesondere um die Entwicklung von Fahrzeugen mit "grünen" Antrieben. Ford setzt in diesem Zusammenhang in Europa gezielt auf Erdgas/Autogas und auf Bio-Ethanol und hat entsprechende Modelle auf den Markt gebracht.

Beispiele: Der Ford Focus und der Ford C-MAX sind sowohl mit Erdgas- als auch als Bio-Ethanol-Antrieb verfügbar. Der Vorteil dieser Autos liegt unter anderem in ihren vergleichsweise geringen CO₂-Emissionen. Gas- und Bio-Ethanol-Antriebe sind aus Sicht von Ford Brückentechnologien auf dem Weg zum Brennstoffzellenauto mit Null-Emissionen. Ziel ist es, Brennstoffzellenfahrzeuge zu einem bezahlbaren Verkaufspreis schnellstmöglich auf den Markt zu bringen.

Wie funktioniert der Ford Focus mit Brennstoffzellenantrieb?

Der Ford Focus mit Brennstoffzellenantrieb ist ein Elektrofahrzeug: Das Auto bezieht den Hauptteil seiner Antriebsenergie aus (gasförmigem) Wasserstoff, der an Bord des Fahrzeugs gespeichert ist. Ein kleiner Teil der Antriebsenergie wird bei Bedarf von einer Hochleistungsbatterie zugeliefert. Gibt der Fahrer "Gas", gelangt der Wasserstoff zusammen mit Sauerstoff aus der Luft in die Brennstoffzelle - sie ist die Energiequelle des Fahrzeugs. In der Brennstoffzelle reagieren der Wasserstoff und der Luftsauerstoff miteinander. Bei dieser Reaktion entstehen elektrischer Strom sowie Wasserdampf. Der Strom treibt einen Elektromotor an und dieser wiederum das Fahrzeug, der Wasserdampf wird über den Auspuff des Fahrzeugs abgeleitet.

Warum sind Brennstoffzellenfahrzeuge umweltfreundlich?

Bei der chemischen Reaktion in der Brennstoffzelle (Stromerzeugung) entsteht als einziges Reaktionsprodukt reines Wasser beziehungsweise Wasserdampf sowie Abwärme - aber keine schädlichen Abgase. Der Ford Focus Brennstoffzelle ist also ein Null-Emissions-Fahrzeug.

Was ist das Besondere an den Ford-Brennstoffzellenfahrzeugen?

Der Wirkungsgrad der im Ford Focus verwendeten Brennstoffzelle beträgt etwa 60 Prozent, wobei zeitweise Spitzenwerte von über 70 Prozent erreicht werden können. Inklusive des nachgeschalteten elektrischen Antriebssystems ergibt sich somit immer noch ein Gesamtwirkungsgrad von rund 50 Prozent - dies ist mehr als das Doppelte eines Verbrennungsmotors. Anders ausgedrückt: Während bei einem Verbrennungsmotor im Verkehrsalltag knapp 80 Prozent der in Form von Kraftstoff zugeführten Energie nutzlos "verpuffen", sind dies beim Ford Focus mit Brennstoffzellenantrieb nur 50 Prozent.

Wann bringt Ford Brennstoffzellenautos auf den Markt und was kosten sie?

Der Ford Focus mit Brennstoffzellenantrieb ist ein seriennaher Prototyp. Bis zur Serienreife sind noch einige Hürden zu nehmen: So muss zum Beispiel die Reichweite (bislang rund 300 Kilometer) weiter gesteigert, das Fahrzeuggewicht weiter gesenkt werden. Vor allem aber müssen die Systemkosten sinken, da insbesondere die Brennstoffzelle selbst, das Wasserstoff-Speichersystem und viele andere Systemkomponenten bislang für die Massenanwendung noch zu teuer sind. Auch die Umstellung der Fabriken auf die künftige Serienproduktion von Brennstoffzellenfahrzeugen erFordert hohe Investitionen. Außerdem fehlt es nicht nur in Deutschland bislang an einer Wasserstoff-Tankstellen-Infrastruktur und auch an ausreichenden Mengen von regenerativ hergestelltem Wasserstoff. Es sind also noch etliche technische und infrastrukturelle Fragen zu beantworten. Ein verbindlicher Markteinführungstermin lässt sich daher zurzeit genauso wenig benennen wie konkrete Verkaufspreise.

Was ist Wasserstoff?

Wasserstoff (Elementsymbol "H" für hydrogenium = griechisch für Wasserbildner) wurde 1766 durch den englischen Privatgelehrten Henry Cavendish entdeckt. Es ist das am einfachsten gebaute (es besteht nur aus einem Proton und einem Elektron), leichteste und häufigste Element im Universum. Wasserstoff ist in der Gasphase farb- und geruchlos sowie ohne Geschmack. In der Natur kommt Wasserstoff ausschließlich in gebundener Form vor, zum Beispiel als Wasser (H2O). Wasserstoff ist für alle Organismen essentiell.

Wie wird reiner Wasserstoff erzeugt?

Gasförmiger Wasserstoff lässt sich mittels Elektrolyse gewinnen, also durch die Aufspaltung von Wasser in seine chemischen Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff. Dazu muss elektrische Energie (Strom) zugeführt werden.

Wird dieser für die Elektrolyse benötigte Strom zum Beispiel durch Wind-, Wasseroder Sonnenkraft (Solarzellen) erzeugt, also durch erneuerbare (regenerative) Energiequellen, hat man eine vollständig "grüne", da absolut emissionsfreie Ökobilanz: Sowohl bei der Erzeugung des Kraftstoffs Wasserstoff als auch beim Betrieb der Brennstoffzellenfahrzeuge entstehen keine Emissionen. Wasserstoff ist daher unter Umweltaspekten und unter Berücksichtigung des gesamten "Lebenszyklus" ein idealer Kraftstoff und gilt somit als Energieträger der Zukunft.