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Ein Erlkönig, der mit einem Stromanschluss betankt wird.
Ein Erlkönig, der mit einem Stromanschluss betankt wird.
Interview: Alternative Antriebe – Elektrisch ist BMW bereits. Und sonst?
Ein Erlkönig, der mit einem Stromanschluss betankt wird.
Interview

Interview: Alternative Antriebe – Elektrisch ist BMW bereits. Und sonst?

Alternative Antriebe stehen auf der Agenda aller großen Autobauer. Noch sorgen Reichweite und Aufladezeit bei den Elektromotoren für lange Gesichter. Nach wenigen Stunden Laufzeit müssen die Akkus der batterieelektrischen Fahrzeuge für mehrere Stunden an die Steckdose. Anders verhält es sich bei Brennstoffzellen im Auto. Der Strom, der aus dem Wasserstoff erzeugt wird,  steht in wenigen Minuten zur Verfügung. Wie steht es bei BMW um diesen alternativen Antrieb? Ein Interview mit Manfred Poschenrieder, Pressesprecher BMW Group, Efficient Dynamics.

YooCorp: Im Dezember letzten Jahres brachte Toyota mit dem Mirai das erste serienmäßige Brennstoff-Zellen Auto auf den Markt. Ab April 2015 wird er auch in Deutschland erhältlich sein. BMW plant für 2020 den ersten Serien-Brennstoffzellen-BMW. Warum erst fünf Jahre später?

Poschenrieder: Wir setzen mit den Modellen der Marke BMW i gerade ein Zeichen, wie wir uns die Freude am Fahren unter verschärften Rahmenbedingungen vorstellen und sind damit – auch vor dem Hintergrund der baldigen Übertragung der eDrive Technologie in unsere Kernmarkenmodelle – sehr gut aufgestellt, um die ambitionierten zukünftigen CO2 Ziele weltweit zu erreichen.

Die Kooperation mit Toyota, die auf die gemeinsame Entwicklung der zentralen Komponenten des Brennstoffzellenantriebs wie der Brennstoffzelle oder den Tank ausgerichtet ist, ist Ausdruck unseres verstärkten Engagements in der Entwicklung alternativer Antriebe für langfristig gänzlich emissionsfreies Fahren. Im Moment ist es für BMW noch zu früh, um über mögliche Fahrzeuge und Einsatzzeiträume zu sprechen.

Wir beschäftigen uns aber sehr intensiv damit, wie ein kundenwertes Brennstoffzellenfahrzeug mit BMW-Genen aussehen kann. Dabei können wir auf die Erfahrung aus der Entwicklung von optimierten Elektrofahrzeugen wie dem i3 oder dem i8 genauso zurückgreifen wie auf die Ergebnisse unserer Forschung zur Brennstoffzelle und zu innovativer Speicher- und Betankungstechnik.

Wasserstoff-Brennstoffzellen Elektrofahrzeuge bieten das Potenzial, lange Distanzen lokal emissionsfrei mit sehr kurzen Tankzeiten zurücklegen zu können. Ähnlich unserer BMW i Modelle empfiehlt sich auch für Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeuge eine spezifische Architektur, um die kundenwerten Eigenschaften bestmöglich darzustellen. Aufgrund der spezifischen Anforderungen und auch die mittelfristig noch relativ hohen Kosten dieser Technologie ist die Nutzung in mittleren bis größeren Fahrzeugen sehr wahrscheinlich. Aber auch heutige langstreckentaugliche Autos sind weitestgehend mittlere bis größere Modelle.

Wir sind übrigens schon Betreiber einer der größten Flotten von Wasserstofffahrzeugen im kommerziellen Einsatz: In unserem Werk in Spartanburg haben wir die Erweiterung unserer Flotte von Brennstoffzellenflurfahrzeugen von 100 auf 230 Fahrzeuge entschieden. Die Betankungsinfrastruktur dafür wird ebenfalls ausgebaut und in Zukunft die Betankung von etwa 100 H2-PKW pro Tag ermöglichen. Jedes dieser Fahrzeuge erreicht mit einer Tankfüllung in etwa die Reichweiten heutiger Fahrzeuge. Wir überlegen auch, das Erfolgsmodell auf andere Standorte der BMW Group, beispielsweise Deutschland zu übertragen.

Wir setzen entsprechend bereits auf die Wasserstoff Brennstoffzellentechnologie, dort, wo das heute schon sinnhaft umsetzbar ist. An der Weiterentwicklung der Technologie für den Einsatz im PKW arbeiten wir intensiv. Nicht zuletzt fehlt derzeit beispielsweise noch eine entsprechende Tankstellen-Infrastruktur.

Aktuell arbeiten wir an der Validierung innovativer Komponententechnologien, z.B. zu Tank und Brennstoffzelle. Dafür werden wir in absehbarer Zeit auch Testfahrzeuge einsetzen. Die Ergebnisse der Validierung werden uns dann dazu dienen, die Serienreife zu bewerten. Serienreife Komponenten erwarten wir nicht vor 2020.

Zukünftige Umweltbilanz von Brenstoffzellen

YooCorp: Bisher ist die Energiebilanz der Brennstoffzelle sehr negativ. Nur etwa 40 Prozent der eingesetzten Energie wird genutzt. Umweltfreundlich sieht anders aus. Ist das Problem generell mittelfristig lösbar für die Autobauer?

Poschenrieder: Der Well-to-Wheel Wirkungsgrad eines Brennstoffzellen-Elektrofahrzeugs hängt entscheidend von der Herkunft des Wasserstoffs ab, wie dies in ähnlicher Form auch für das Batterieelektrofahrzeug gilt, bei dem Strom aus verschiedenen Quellen zur Verfügung gestellt werden kann. Bei Verwendung konventioneller Primärenergiequellen, wie z.B. Erdgas oder Kohle erreicht das Brennstoffzellenelektrofahrzeug wegen des hohen Wirkungsgrads der Wasserstoffherstellung über Dampfreformierung (ca. 70%) einen vergleichbaren Wirkungsgrad wie das batterieelektrische Fahrzeug.  Bei Verwendung von grünem Strom aus dem erneuerbaren Energiesystem als Kraftstoff ist das Batterieelektroauto in der Gesamtkette effizienter als alle Fahrzeuge inkl. Brennstoffzellenelektrofahrzeug, da durch die Wandlung von Strom in den Kraftstoff Wasserstoff und in der Fahrzeugbrennstoffzelle zurück in Strom für den Elektromotor Umwandlungsverluste entstehen. Damit ist das Batterieelektroauto energetisch optimal, sofern es aus regenerativ hergestelltem Strom direkt geladen werden kann. Da langfristig Überschussstrom aus der regenerativen Energiewirtschaft, der nicht direkt verbraucht oder in elektrochemischen Speichern wie zum Beispiel Batterien von Elektroautos gespeichert werden kann, mit hoher Wahrscheinlichkeit in gasförmiger Form gespeichert und damit in Wasserstoff umgewandelt werden kann, ist die Verfügbarkeit von grünem Wasserstoff für den Betrieb von Brennstoffzellenelektrofahrzeugen zu betriebswirtschaftlich sinnvollen Bedingungen aber langfristig wahrscheinlich.

YooCorp: Mit dem i3 belegt BMW aktuell den zweiten Platz bei den zugelassenen Elektroautos in Deutschland. Dennoch: Die größte Nachfrage nach Elektrofahrzeugen gibt es in den USA, Japan und China und den höchsten Marktanteil haben Elektroautos derzeit in den Niederlanden und in Norwegen (Quelle: Electric Vehicle Index (EVI), McKinsey). Woran mangelt es in Deutschland-, und wie kann der Absatz gefördert werden?

Poschenrieder: Das ist über weite Strecken auch eine Kulturfrage. Generell sind Gesellschaften, die neue Technologien eher als Möglichkeit begreifen, der schnellen Verbreitung von Elektromobilität zuträglicher als diejenigen, die sich dem Fortschritt eher von der Bedenken-Seite nähern. Der schon international gebräuchliche Begriff „The German Angst“ findet nicht zuletzt deshalb in Deutschland seinen Ursprung. Darüber hinaus ist die Förderung der Rahmenbedingungen für den Durchbruch von Elektromobilität wesentlich: Länder, die EV temporäre Sondernutzungsrechte auf ÖPNV Fahrspuren oder in Stadtzentren offerieren, oder durch Incentivierung bei der Anschaffung und Besteuerung von EV die Kaufentscheidung fördern, liegen regelmäßig vorn. Und schließlich ist auch die Zusammenarbeit zwischen Fahrzeughersteller, Infrastrukturbetreibern und Energieversorgern im Blick auf Standardisierung und Preispositionierung von öffentlichem Laden ein wesentlicher Erfolgsfaktor für höhere Absatzchancen von batterieelektrischen Fahrzeugen.

YooCorp: Die International Energy Agency (IEA) rechnet damit, dass 2050 nahezu 80 Prozent aller verkauften Pkw Plug-in-Hybrid-, Elektro- oder Brennstoffzellenfahrzeuge sein werden (50 Millionen Elektrofahrzeuge). Wie hoch könnte der Anteil der Fahrzeuge von BMW dabei ausfallen?

Poschenrieder: Eine Prognose in die ferne Zukunft wäre alleine deshalb unseriös, weil nahezu alle Rahmenbedingungen dahingehend unbekannt sind. Die ACEA geht im Jahr 2020 von möglichen 3-8% Elektromobilität aus. Abhängig von den politischen Rahmenbedingungen insbesondere innerhalb der EU Mitgliedsstaaten teilen wir diese Meinung, dass im Jahr 2020 vollelektrische Fahrzeuge und Plug-in Hybride zusammen etwa diesen Anteil bei neu zugelassenen Fahrzeugen erreichen können. Auf einzelne Länder – beispielsweise dem deutschen Markt – wurde eine Prognose noch nicht konkretisiert. Speziell in Europa ist die Unterstützung der EU-Institutionen, um Anreize und Stabilität für E-Mobilität zu schaffen, ein wesentlicher Faktor. Bestehende Herausforderungen bei den Kosten von Elektrofahrzeugen sollten durch intelligente Maßnahmen beispielsweise im Steuerrecht begegnet werden.

Generelle Antriebstechnologien der BMW Group mit Ausblick 2020

YooCorp: Wer wird das Rennen in den nächsten 20 Jahren machen: Hybrid, Mildhybrid, Vollhybrid, Plug-in-Hybrid, Ranger Extender Elektrofahrzeug, Batteriebetriebenes Elektrofahrzeug oder Brennstoffzellenfahrzeug?

Poschenrieder: 2013 war ein wichtiges Jahr für die Elektromobilität. Wir glauben, dass wir mit dem BMW i3, einem völlig neu entwickelten und auf den Elektroantrieb zugeschnittenen Fahrzeug, eine überzeugende Antwort auf die Frage nach dem Fahrzeug der Zukunft gefunden haben. Der BMW i3 – seit Ende 2013 im Markt verfügbar – findet in der häuslichen Umgebung, aber auch an der wachsenden öffentlichen Ladeinfrastruktur Möglichkeiten zur Wiederaufladung. Unsere Erfahrung mit den im Jahr 2009 gestarteten MINI E und BMW ActiveE Flotten zeigt außerdem, dass Kunden von Elektrofahrzeugen den alltäglichen Mobilitätsanspruch sehr gut bewältigen können. Dabei bietet das Fahrzeug auch Fahrspaß, ein zukunftsweisendes Design und eine Vielzahl von weiteren Innovationen. Der BMW i3 ist eine Antwort auf die Frage, wie wir Emissionen in Ballungsräumen reduzieren können.

Wir stellen uns technologisch bewusst breit auf, um zu den verschiedenen Anforderungen der Zukunft weltweit maßgeschneiderte Lösungen bieten zu können. In Zukunft wird es verschiedene Antriebe für verschiedene Zwecke/Anforderungen geben – revolutionäre alternative Antriebe und evolutionäre konventionelle Antriebe, bzw. Mischformen (vollelektrische Fahrzeuge mit/ohne Range Extender, Plug-in Hybride, Hybride, konventionelle Antriebe, Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeuge).

Deshalb entwickeln wir alle Antriebsarten gleichermaßen weiter und stellten in 2014 auf verbrennungsmotorischer Seite die ersten TwinPower Turbo Drei- und Vierzylindermotoren einer völlig neuen und höchst flexiblen Efficient Dynamics Motorenfamilie vor. Diese neuen Hi-Tech Motoren basieren alle auf der gleichen TwinPower Turbo Technologie und bieten die Grundlage für zukünftige Gesetzesvorgaben.

Der rein batterieelektrische Antrieb bietet emissionsfreies elektrisches Fahren mit kleineren bis mittleren Fahrzeugen in der Stadt, aber auch in ländlichen Regionen für Kunden, deren tägliche Fahrten in der Regel um die 100 Kilometer betragen.

Batterieelektrische Fahrzeuge mit Range Extender oder Plug-in Hybrid Fahrzeuge ermöglichen sehr emissionsarmes Fahren auch auf der Langstrecke.

Der Brennstoffzellenantrieb, der auf einen dem Batteriefahrzeug nahezu identischen Elektroantrieb zurückgreift, aber wegen der im Vergleich zur Batterie hohen Speicherdichte von Wasserstoff grundsätzlich hohe Reichweiten und eine schnelle Wiederbetankbarkeit erlaubt, kann die Elektromobilität mit Batterie langfristig ergänzen, insbesondere in größeren Fahrzeugen mit dem Anspruch an hohe Reichweiten. Bis Brennstoffzellenfahrzeuge die Marktreife von Batteriefahrzeugen wie dem i3 erreicht haben, müssen wir allerdings noch einige Herausforderungen bewältigen.

Unabhängig von heutigen Lösungen entwickeln wir konsequent alternative intelligente Antriebs- und Energiemanagementkonzepte weiter.

YooCorp: Bisher scheitert der großflächige Markteintritt der alternativen Antriebe an der Infrastruktur und den Lademöglichkeiten. Wie engagiert sich BMW bisher in diesem Bereich?

Poschenrieder: In wichtigen Wasserstoff-Initialmärkten, wie z.B. Japan, Kalifornien/USA und Europa mit Schwerpunkt Deutschland, Großbritannien und Skandinavien gehen wir davon aus, dass die laufenden Infrastruktur-Initiativen bis ca. 2020 zur Verbreitung eines initialen Wasserstoff-Tankstellennetzes führen werden. Im Gegensatz zu beispielsweise Japan, das als Inselstaat praktisch keinen grenzübergreifenden Verkehr sicher stellen muss, ist die Sicherstellung eines grenzübergreifenden Tankstellennetzes in Europa weitaus anspruchsvoller. Die BMW Group beteiligt sich daher als Kompetenzpartner aktiv an wichtigen Initiativen zur Befähigung und Beplanung einer Wasserstoffinfrastruktur wie der H2 Mobility und der CEP in Deutschland und ist ebenfalls aktives Mitglied des Fuel Cell Hydrogen Joint Undertaking der EU.

YooCorp: Fahrzeuge von BMW bestechen vor allem durch ihre hohe Motorisierung. Könnten Elektromotoren dieses wesentliche Kaufkriterium in Gefahr bringen? 

Poschenrieder: Fahrzeuge der BMW Group zeichnen sich vor allem durch die „Freude am Fahren“ aus. Wir bieten innovative Fahrzeuge und haben mit den BMW i3 und BMW i8 Modellkonzepten die Fahrzeugindustrie revolutioniert. Trotz der vergleichbar hohen Leistungswerte lagen die Emissionswerte der BMW Group mit einem CO2-Durchschnittwert von 133g/km (Stand: 2013) unter den Werten der Wettbewerber, auch unter den Werten von Herstellern, die in der Regel kleinere Fahrzeuge mit kleinvolumigen Motoren anbieten.

eDrive symbolisiert Efficient Dynamics in Reinkultur. Der elektrische Motor arbeitet einerseits sehr effizient mit einem extrem hohen Wirkungsgrad von bis zu 96%. Andererseits passt der Elektroantrieb durch sein äußerst direktes Ansprechverhalten und das hohe Drehmoment aus dem Stand ideal zum dynamischen Charakter der BMW Fahrzeuge.

Es handelt sich also nicht um einen Widerspruch, sondern um eine optimale Ergänzung.