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Das Boot – autonom dank Brennstoffzelle

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General Motors hat eins. Opel hat eins. Mercedes hat irgendwann das Zählen aufgegeben, weil es so viele hat, und Toyota hat es zur Serienreife perfektioniert. Das Wasserstoffauto.

Der Wasserstoffantrieb wird seit den 90ern von führenden Vertretern der Automobilindustrie immer wieder als DIE disruptive Technologie schlechthin gefeiert - salonfähig wurde er allerdings nie. Dr. Udo Winter, damals Chefentwickler für die Brennstoffzelle bei Opel, sprach einst in einem Interview davon, 2004 ein technisch ausgereiftes Fahrzeug entwickelt zu haben, und kurz darauf die Markteinführung zu planen. Dazu gekommen ist es nie.

Dabei liegen die Vorteile gegenüber der akkubasierten Elektromobilität auf der Hand: Mehr Reichweite, kein/weniger Bedarf an seltenen Erden zur Akkuproduktion, keine Emissionen, unendlich verfügbarer Energieträger und vieles mehr: die Liste ist lang. Die Skepsis der Verbraucher und Politiker konnte der Wasserstoff dennoch nie gänzlich überwinden. Zu hoch sei der Investitionsbedarf in ein flächendeckendes Tanksystem, zu gefährlich die Technologie, zu gering der Wirkungsgrad. Diese Punkte treffen interessanterweise ebenso auf akkubetriebene Fahrzeuge zu.

Um dem Image als Rohrkrepierer, das Wasserstoff als Antrieb seither umgibt, auf die Sprünge zu helfen, hat sich ein französisches Ingenieurs-Team zusammengesetzt und den "Energy Observer" entworfen. Ziel war es ein Wasserfahrzeug zu bauen, das gänzlich autark und ohne Emissionen fahren kann. Gefördert wurde das Projekt durch die Europäische Union, das französische Umweltministerium und zahlreiche Privatunternehmen, darunter auch der Autobauer Toyota. Derart ausgestattet mit Kapital und Know-how konnte der "Energy Observer" nach relativ kurzer Bauzeit 2017 in See stechen. Das fertige Gefährt ist ein beeindruckendes Stück Ingenieurskunst auf Basis eines ehemaligen Renn-Katamarans. Das 30 Meter lange und 12,8 Meter breite Gefährt führt ein komplettes System zur eigenständigen Energiegewinnung an Bord, das alleine bereits 2,1 Tonnen wiegt.

Die autarke Herstellung von Wasserstoff zur Fortbewegung benötigt eine Vielzahl unterschiedlicher Systeme. Zunächst muss Strom für die Elektrolyse erzeugt werden, um aus Wasser den gewünschten Wasserstoff zu gewinnen. Hierfür liefert ein Mix aus 130 Quadratmetern an Photovoltaik-Paneelen und zwei Windturbinen die benötigte Energie. Bei starkem Windaufkommen kann ein Drachen für zusätzlichen Schub benutzt werden.

In einem ersten Schritt wird Meerwasser angesaugt und durch eine Umkehrosmose-Anlage von unerwünschten Partikeln befreit. Das so gereinigte Wasser wird daraufhin per Elektrolyse in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten. Die für den Antrieb benötigte Menge wird dann direkt in eine Brennstoffzelle geliefert, die genug Saft für zwei 41.000-Watt-Elektromotoren bereitstellt. Überschüssiger Treibstoff kann mithilfe eines Kompressors in Hochdrucktanks, oder - falls dieser bereits in elektrischer Form vorliegt -, in 400V Batterien eingelagert werden.

Das Ziel dieses immensen Konstruktionsaufwandes bestand darin, ein mobiles Laboratorium zu schaffen, mit dem die emissionsfreie Energiegewinnung getestet werden kann. Wenn möglich wird die Verwendung bestehender Systeme in Block-Einheiten - ähnlich der bereits eingesetzten Blockheizkraftwerke - getestet, um Modul-Systeme zu entwickeln, die auch in anderen Betriebsarten eingesetzt werden können.

Der Praxiseinsatz der "Energy Observer" hat es in sich. In knapp sechs Jahren sollen in mehr als 100 Zwischenstopps die wichtigsten Seehäfen von 50 Ländern befahren werden. Aktuell hat die Crew 17.973 nautische Meilen zurückgelegt und bereits in 25 Ländern angelegt.

Allein die für die Photovoltaik-Module benötigte Fläche schließt die potentielle Benutzung eines ähnlichen Systems für kommerzielle Zwecke aus. Das ist aber auch gar nicht das erklärte Ziel der "Energy Observer". Primär geht es um die Auslotung von Grenzen der Wasserstofftechnologie in Verbindung mit Partnersystemen und das Aufdecken von Schwachstellen im Dauerbetrieb unter Extrembedingungen. Sicherlich werden die zur Anwendung kommenden Systeme in Zukunft kompakter und mobiler werden, wodurch Auf- und Ab-Skalierungen möglich werden. Und vielleicht wird die Vision von Dr. Udo Winter eines Tages dann doch noch Wirklichkeit werden.