Den höchsten Wirkungsgrad eines Einzelaggregates hat aus heutiger Sicht die mit Wasserstoff betriebene Brennstoffzelle. Sie verbindet die Vorteile des elektromotorischen Antriebs wie Geräuscharmut und lokale Emissionsfreiheit mit einer schnelleren Betankung sowie der größeren Reichweite und Leistungsfähigkeit. Außerdem bietet die Brennstoffzellentechnologie langfristig die aussichtsreichste Option, die CO2-Emissionen zu senken, sofern der Wasserstoff unter Nutzung regenerativer Primärenergiequellen hergestellt wird. Um einen Ausblick auf die weitere notwendige Entwicklung und die Chancen dieses alternativen Antriebs geben zu können, wurde das tatsächliche Potenzial von Brennstoffzellenfahrzeugen im Vergleich zu konventionell angetriebenen Fahrzeugen durch Simulationen und Messungen untersucht. Es konnte nachgewiesen werden, dass ein wasserstoffbetriebenes Brennstoffzellenfahrzeug gegenüber konventionellen Benzin- und Dieselfahrzeugen einen deutlich höheren Antriebswirkungsgrad 'tank-to-wheel' im NEDC aufweist (Brennstoffzelle: 36 %, 3-Liter-Fahrzeug: 26 %, Diesel: 21 bis 25%, Benzin: 17 bis 19%). Hinsichtlich des Verbrauchs im NEDC zeigt das simulierte Brennstoffzellenfahrzeug bei einem Gewicht von 1320 kg einen Verbrauchsvorteil von fast 50 % gegenüber einem benzingetriebenen, wesentlich leistungsstärkeren VW Golf (gleiche Fahrzeugklasse) und von noch knapp 30 % gegenüber einem VW Passat TDI (ähnliches Gewicht, nahezu doppelte Leistung). Sparsame herkömmliche Antriebe erreichen allerdings bessere Werte als der Brennstoffzelen-Antrieb. Hinsichtlich des Primärenergieverbrauchs verliert das Brennstoffzellenfahrzeug durch die energieaufwendige Wasserstoffherstellung und die Energieverluste bei der Speicherung seinen Vorteil gegenüber fossil betriebenen Fahrzeugen mit Kolbenmotor. Der Primärenergieverbrauch liegt im besten Fall auf dem Niveau von Ottomotoren. Vorteile für die Umwelt kann der Brennstoffzellenantrieb nur dann erbringen, wenn die Energieverluste und Emissionen bei der Treibstoffherstellung im Fahrbetrieb wieder kompensiert werden, so dass die gesamte Energiekette den globalen CO2-Gehalt der Atmosphäre nicht erhöht.
Die PEM-Brennstoffzelle als alternativer PKW-Antrieb
2005
254 Seiten, Bilder, Tabellen, Quellen
Hochschulschrift
Deutsch
Die PEM-Brennstoffzelle als alternativer PKW-Antrieb
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