Brennstoffzellen-Lkw: Ein Jahr im Dauertest

Beim Nutzfahrzeughersteller Daimler Truck geht die Entwicklung der Brennstoffzellentechnik in die nächste Phase. Zusammen mit den Praxispartnern Air Products, Amazon, Holcim, Ineos sowie Wiedmann & Winz werden fünf Vorserienmodelle der Mercedes-Benz GenH2 Trucks im Transport-Tagesgeschäft getestet.

Die Kunden bekommen damit frühzeitig die Möglichkeit, während einer circa einjährigen Erprobungsphase praxisnahe Erfahrungen im Transport mit Brennstoffzellen-Lkw zu sammeln. Auf der anderen Seite gewinnt das Daimler-Truck-Entwicklungsteam Daten aus dem Einsatz der mit Flüssigwasserstoff angetriebenen Lkw unter realen Bedingungen. Die Erkenntnisse sollen in die weitere Entwicklung bis hin zur Serienreife gegen Ende des Jahrzehnts einfließen.

Verschiedene Einsatzfälle

Die fünf GenH2 Trucks werden in Deutschland auf spezifischen Routen und in verschiedenen Anwendungsfällen im Fernverkehr eingesetzt, beispielsweise im Transport von Baustoffen, Seecontainern oder auch Flaschengasen. Dabei verbleiben die Fahrzeuge während der Erprobung in der direkten Betreuung und Verantwortung des Herstellers. Betankt werden sie an dafür vorgesehenen Flüssigwasserstoff-Tankstellen (sLH2) in Wörth am Rhein (Rheinland-Pfalz) und im Raum Duisburg (Nordrhein-Westfalen).

Die Brennstoffzellen-Lkw sind auf ein Gesamtgewicht von 40 Tonnen ausgelegt und können bis zu 25 Tonnen Zuladung befördern. Das Brennstoffzellensystem liefert eine Leistung von 300 Kilowatt (2 mal 150 Kilowatt), eine eingebaute Batterie stellt zeitlich begrenzt zusätzlich bis zu 400 Kilowatt zur Verfügung. Das Speichervermögen der Batterie ist mit 70 Kilowattstunden vergleichsweise gering, da die Batterie nicht für den Energiebedarf, sondern hauptsächlich zur situativen Leistungsunterstützung der Brennstoffzelle hinzugeschaltet wird.

Leistungsfähiger Antrieb

Dies geschieht beispielsweise bei Lastspitzen während der Beschleunigung oder wennes darum geht voll beladen bergauf zu fahren. Gleichzeitig ermöglicht die vergleichsweise leichte Batterie mehr Zuladung und wird durch Brems- und überschüssige Brennstoffzellenenergie aufgeladen. Kernelement der Betriebsstrategie für die Brennstoffzelle und die Batterien ist ein Kühl- und Heizsystem, welches alle Komponenten auf einer passenden Betriebstemperatur hält. Dies ermöglicht eine möglichst hohe Langlebigkeit. Die beiden Elektromotoren sind in einer Vorserienversion auf insgesamt 2 mal 230 Kilowatt Dauer- und 2 mal 330 Kilowatt Maximalleistung ausgelegt. Das Drehmoment liegt bei 2 mal 1.577 Newtonmeter beziehungsweise 2 mal 2.071 Newtonmeter.

Wichtig ist der Aggregatzustand des Wasserstoffs

Die zwei Flüssigwasserstoff-Edelstahltanks mit einem Fassungsvermögen von je 44 Kilogramm fassen ausreichend Kraftstoff für eine Reichweite, die laut Hersteller bei 1.000 Kilometern und mehr liegen soll. Flüssiger Wasserstoff hat im Vergleich zu gasförmigem Wasserstoff eine deutlich höhere Energiedichte. Dadurch erhöht sich die Reichweite im Vergleich zu einem Antrieb, der gasförmigen Wasserstoff verwendet, deutlich. Sowohl die Leistungsfähigkeit als auch die Reichweite des GenH2 Trucks entsprechen denen eines konventionellen Diesel-Lkw.

Der Transportaufwand von Flüssigwasserstoff lässt sich deutlich reduzieren, zudem bieten Flüssigwasserstofftanks gegenüber gasförmigem Druckwasserstoff Vorteile bei Kosten und Gewicht.