Machen Autos mit Hybridantrieb den Brennstoffzellenfahrzeugen Konkurrenz?

Auf den Automärkten in Europa, Japan und den USA grassiert das Hybridfieber: Seit der japanische Autohersteller Toyota sein Modell „Prius“ auf den internationalen Markt gebracht hat, schnellen die Verkaufszahlen dieser Fahrzeuge, die sowohl mit einem Elektro- als auch mit einem Verbrennungsmotor ausgerüstet sind, enorm in die Höhe. Die Technologie wird vielfach als Brücke zum Brennstoffzellenauto angesehen. Doch könnte der Einstieg der Automobilkonzerne in die Hybridtechnik die Entwicklung von Brennstoffzellenfahrzeugen auch verzögern, schätzen Marktbeobachter.

Bei einem Hybridfahrzeug wie dem Toyota „Prius“ stammt die gesamte Energie aus einem gewöhnlichen Benzin-Verbrennungsmotor. Dieser treibt das Fahrzeug vorwärts, dient aber gleichzeitig dazu, über einen Generator einen Akku mit hoher Kapazität aufzuladen. Dieser Akku versorgt einen Elektromotor mit Energie, der für zusätzlichen Vortrieb sorgt. Durch das hohe Drehmoment des Elektromotors erreicht das Fahrzeug trotz der vergleichsweise geringen Leistung des Verbrennungsmotors sehr gute Beschleunigungswerte. Zudem kann der Verbrennungsmotor durch eine geschickte Steuerung länger im Bereich seines optimalen Wirkungsgrads laufen. Ein weiterer Vorteil ist schließlich, dass die beim Bremsen freiwerdende Energie zum Aufladen des Akkus verwendet werden kann, was den Verbrauch im Stadtverkehr stark senkt.

Solche Fahrzeuge könnten bei den Autokäufern die Akzeptanz von Elektroantrieben steigern und damit den gleichfalls elektrobetriebenen Brennstoffzellenautos den Weg in den Markt ebnen, lautet eine gängige Argumentation vieler Beobachter des Marktes. Auch technologisch könnten Hybridautos die Entwicklung von Brennstoffzellenkonzepten voranbringen, da sie mit vielen ähnlichen Komponenten arbeiten. Dazu gehören beispielsweise Akkus, Elektromotoren oder Bremssysteme. Wie der sich nun abzeichnende Boom von Hybridfahrzeugen sich jedoch tatsächlich auf die Entwicklung von Brennstoffzellenautos auswirken wird, ist noch offen. Sicher ist: Da Brennstoffzellenautos voraussichtlich erst nach 2010 auf den Markt kommen, werden Hybridautos die nächsten Jahre bei umweltfreundlicheren Fahrzeugen eine Vorrangstellung einnehmen.

Dieser Argumentation liefern nun auch Wissenschaftler des amerikanischen Massachusetts Institute of Technology (MIT) neue Nahrung: In einer im Fachmagazin „Science“ veröffentlichten Studie vergleichen sie die Umweltbilanzen von konventionellen Autos mit Verbrennungsmotor, Hybridfahrzeugen und Brennstoffzellenautos. Dabei kommen sie zu dem Schluss, dass Brennstoffzellenfahrzeuge im Stadtverkehr keine Vorteile gegenüber Hybridautos bieten, sofern der für die Brennstoffzellen benötigte Wasserstoff aus fossilen Energieträgern reformiert werden muss. In dem zugrundegelegten Fahrzyklus kommen Brennstoffzellen- und Hybridfahrzeuge auf etwa den gleichen Gesamtwirkungsgrad von etwa 27 Prozent. Zum Vergleich: Ein Auto mit gewöhnlichem Verbrennungsmotor erreicht nur etwa 13 Prozent.

In einem Fahrzyklus, in dem der Stadtverkehr keine so große Rolle mehr spielt, verschiebt sich jedoch das Verhältnis der Wirkungsgrade zugunsten der Brennstoffzelle. Der Grund: Hybridfahrzeuge bieten bei Überlandfahrten mit konstanter Geschwindigkeit nur geringe Einsparpotenziale. Der auf den Primärenergieverbrauch bezogene Wirkungsgrad des Brennstoffzellenfahrzeugs steigt zudem in dem Moment deutlich an, in dem der Wasserstoff direkt verfügbar ist und daher nicht mehr durch Reformierung gewonnen werden muss. Aus diesen Ergebnissen ihrer Berechnungen schließen die Forscher, dass Hybridfahrzeuge mit ihrer schon heute verfügbaren Technik gezielt gefördert werden sollten und die effektiveren und saubereren Brennstoffzellenautos eine eher langfristige Zukunftsoption sind.

Diese Empfehlung deckt sich auch mit den Zahlen eines vom amerikanischen National Research Council (NRC) gezeichneten Szenarios: Demnach wird der Absatz von Hybridfahrzeugen in den kommenden Jahren steil ansteigen, bis diese Technologie 2024 ihren maximalen Marktanteil von rund 60 Prozent erreicht. Im gleichen Maße wird der Anteil herkömmlicher Autos mit Verbrennungsmotor sinken. Brennstoffzellenautos werden nach den Vorhersagen nicht vor 2015 auf den Markt kommen, 2024 jedoch erst einen Marktanteil von etwa 5 Prozent erreicht haben. Erst danach steigt ihr Marktanteil steil an, bis sie gegen 2038 auch die Hybridfahrzeuge vom Markt verdrängt haben. Herkömmliche Autos mit Verbrennungsmotor wird es nach den Schätzungen nach 2033 nicht mehr geben.

Dieses Szenario findet jedoch auch Skeptiker: Verbrennungsmotoren könnten durchaus auch über 2038 hinaus noch ihre Berechtigung haben, zitiert das Fachmagazin „Fuel Cell Review“ den Ford-Manager Philip Chizek. Diese Fahrzeuge laufen dann allerdings nicht mehr mit Benzin, sondern mit einem Wasserstoff-Verbrennungsmotor. Der Marktanalyst Dan Benjamin rechnet dagegen damit, dass der für alle Verbrennungsmotoren unerreichbar hohe Wirkungsgrad der Brennstoffzelle dieser Technik schließlich zum Durchbruch verhelfen wird.