Batterieelektrofahrzeuge (BEVs) dominieren die Landschaft des emissionsfreien Fahrens.
Regierung, Hersteller und Zulieferer geben Milliarden von Pfund aus, um die Technologie zu entwickeln und einzuführen. Wöchentlich werden mehr BEVs gestartet und mehr Ladestationen installiert.
BEVs sind jedoch nicht die einzige emissionsfreie Option - und für einige sind sie auch nicht die beste Option.
Wasserstoff-Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge (FCEVs) sitzen seit vielen Jahren im Hintergrund. Hyundai brachte 2013 das erste im Handel erhältliche Modell auf den Markt - den ix35. Der Hersteller entwickelt FCEV-Systeme jedoch seit 1998, als er ein spezielles Forschungs- und Entwicklungszentrum eröffnet.
Während die Technologie in Bezug auf Fahrzeugverfügbarkeit und Infrastruktur weit hinter BEV zurückbleibt, sind Analysten wie KPMG der Ansicht, dass sie eine wichtige Rolle für die Zukunft des Straßenverkehrs spielen werden.
Wie BEVs produziert die Technologie keine Auspuffemissionen, bietet aber auch viel schnellere Betankungszeiten: Eine Wasserstofftankstelle kann in fünf Minuten eine Reichweite von rund 500 Kilometern bereitstellen, während ein 150-kW-Schnellladegerät eine Stunde benötigt, um dasselbe zu tun.
Die Experten der Transportbranche sind allgemein der Meinung, dass die FCEV-Technologie in größeren Fahrzeugen wie Lastkraftwagen und Bussen besser funktioniert, während BEVs für die Mehrheit der Pkw-Nutzer geeignet sind.
Aktuelle Markttrends unterstützen dies. Derzeit sind in Großbritannien nur zwei FCEVs erhältlich - der Toyota Mirai und der Hyundai Nexo. Laut der Go Ultra Low-Kampagne gibt es 30 BEVs, wobei diese Zahl schnell zunehmen wird.
Dennoch hat das Potenzial des FCEV die Aufmerksamkeit der Regierung auf sich gezogen, da es die Verkehrsemissionen senken will: Das Amt für emissionsarme Fahrzeuge verfügt über einen Fonds in Höhe von 23 Mio. GBP, um die Einführung von Wasserstofffahrzeugen und den Ausbau der Infrastruktur zu beschleunigen.
Ein Nutznießer ist die kombinierte Behörde der Stadt Liverpool, die Anfang dieses Jahres mit 6,4 Mio. GBP für ein Busprojekt ausgezeichnet wurde, bei dem eine neue Wasserstofftankstelle und möglicherweise bis zu 25 Wasserstoffbusse auf den Straßen der Region eingesetzt werden sollen.
Inzwischen hat London 20 FCEV-Busse bestellt, die im nächsten Jahr ihre Arbeit aufnehmen sollen.
"Je größer das Fahrzeug, desto mehr Wasserstoff macht Sinn"
„Je größer das Fahrzeug, desto mehr Wasserstoff macht Sinn“, sagt Callum Smith, Business Development Officer bei ITM Power, das in Großbritannien sieben Wasserstofftankstellen betreibt und sechs weitere im Bau sind.
„In ungefähr 10 Minuten kann man einen Wasserstoffbus tanken. In einem Batterie-Elektrobus können Sie fast die Hälfte der Batterie allein für die Heizung verwenden, während die Brennstoffzelle keinen Kompromiss in Bezug auf die Entfernung eingeht. Diese werden 250 Meilen erhalten, während Sie eine Reichweite von 100 Meilen mit dem Batterie-Elektrobus betrachten. “
Während Beispiele wie dieses zeigen, warum klar ist, dass Wasserstoff für größere Fahrzeuge geeignet ist, ist es möglicherweise weniger offensichtlich, warum der Kraftstoff für Personenkraftwagen relevant ist.
„Ich denke, Wasserstoff wird in schwereren Fahrzeugen und nicht-automobilen Anwendungen wie der Schifffahrt von großer Bedeutung sein“, sagt Tom Callow, Leiter Kommunikation und Strategie bei BP Chargemaster.
„Was ich mir nicht so recht vorstellen kann, ist die Frage, wie ein Wasserstoff-Pkw zu einem überzeugenderen Angebot wird als ein reines Elektrofahrzeug, das keine echte Nische ist - ein Nischenprodukt vom Typ 3%. Die Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge, die Akkukapazität und alles andere beschleunigen sich in einem solchen Tempo, wie ich es mir wirtschaftlich nicht vorstellen kann. “
Das Argument ist jedoch nicht, dass FCEV BEV in allen Anwendungen ersetzen sollte, sondern es, abhängig von den Benutzeranforderungen, ergänzen sollte.
„Für kleinere Fahrzeuge und geringere Entfernungen sind BEVs perfekt“, sagt Paul Marchment, Senior Business Manager bei der Leasinggesellschaft Arval, die eine Reihe von Wasserstoff-Roadshows durchgeführt hat, um das Bewusstsein für die Technologie zu schärfen.
„Sie schließen sie an, fahren ins Büro und da die meisten Menschen nur 32 km pro Tag fahren, passen Elektroautos zu ihnen. Für die gelegentlich längere Reise können sie einen Plug-in-Hybrid in Betracht ziehen.
„Wenn Sie zu den Fahrzyklen kommen, die viel Distanz und viel Zeit erfordern, funktioniert Wasserstoff, weil es so einfach zu tanken ist.
"Ich kann meinen Toyota Mirai in etwa vier Minuten aus dem Nichts füllen. Mit 4,5 kg Wasserstoff komme ich auf ungefähr 500 km und die einzige Emission ist Wasser. Was soll ich also nicht mögen?"
Offensichtliche Antworten sind der derzeitige Mangel an Verfügbarkeit und Kosten von FCEVs und die begrenzte Infrastruktur für die Betankung.
Beide Szenarien werden sich jedoch in Zukunft ändern, so Jon Hunt, Manager für alternativen Kraftstoff bei Toyota.
„Bis 2025 werden alle großen Automobilhersteller eine Brennstoffzelle auf dem Markt haben“, sagt er. „Zwischen 2025 und 2030 werden Sie eine Beschleunigung bemerken. Auch hier ist es nicht überall, sondern nur in bestimmten Bereichen üblich: Kalifornien hat Mandate, aber auch den Wunsch, sich zu ändern, und Märkte wie Großbritannien auch.
"Nach 2030 werden Sie diesen wahren Schub spüren, der nicht nur von der Einführung neuer Autos abhängt, sondern auch einfach deshalb, weil Sie mit keiner anderen Lösung die durchschnittlichen Emissionsanforderungen erfüllen können."
Toyota und Hyundai machen es vor
Toyota und Hyundai sind führend in der Entwicklung von FCEVs, während Honda mit seinem FCX Clarity auch Erfahrung mit dieser Technologie hat.
BMW wird voraussichtlich 2022 einen FCEV einführen, während Hyundai im vergangenen Jahr mit Audi einen Cross-Licensing-Vertrag über die Brennstoffzellentechnologie geschlossen hat. Der deutsche Hersteller kündigt an, die Entwicklung der Wasserstoff-Brennstoffzellentechnologie durch die Neugründung seines h-tron zu intensivieren Programm.
Es heißt, dass ein Audi FCEV mit begrenztem Volumen im Rahmen eines Leasingprogramms bis 2021 angeboten werden könnte. Die Serienfertigung der Modelle soll in der zweiten Hälfte des nächsten Jahrzehnts erfolgen.
Audi äußerte sich besorgt über die Beschaffung natürlicher Ressourcen für die Batterieproduktion und bezweifelte, dass Elektroautos die immer höheren Kundenerwartungen erfüllen könnten, um zu erklären, warum in Wasserstofftechnologie investiert wurde.
Renault wird im nächsten Jahr FCEV-Versionen seiner Kangoo ZE- und Master ZE-Batterie-Elektrofahrzeuge auf den Markt bringen, die die Reichweite der BEV-Modelle um das Dreifache steigern und dabei nur einen Bruchteil der Zeit zum Auftanken benötigen.
Mit der Technologie wird die Reichweite des Master ZE im Master ZE Hydrogen von 75 Meilen auf 218 Meilen erhöht, und der Kangoo ZE Hydrogen bietet 230 Meilen, ein Anstieg von 87 Meilen.
„Diese Fahrzeuge bieten Profis die gesamte Reichweite, die sie für ihre Langstreckenreisen benötigen, und zeichnen Ladezeiten auf“, sagt Denis Le Vot, SVP-Allianz der Business Unit Renault-Nissan LCV.
Die Fahrzeugkosten werden ebenfalls sinken. Die beiden im britischen Einzelhandel erhältlichen FCEV kosten fast 70.000 GBP, aber es wird nicht mehr lange dauern, bis der Preis für Wasserstoffautos stärker im Einklang mit herkömmlichen Fahrzeugen fällt.
"Es ist schwierig zu prognostizieren, weil es vom Volumen abhängt, aber wir haben ziemlich deutlich darauf hingewiesen, dass man Mitte der 2020er Jahre eine Preisparität mit konventionellen Autos haben wird", sagt Hunt.
Dies liegt daran, dass die Kosten für die Komponenten nicht höher sind als die Materialkosten für ein herkömmliches Auto. FCEVs erfordern nicht die gleichen Abgasreinigungssysteme, die Menge an Platin im Kraftstoff ist nicht viel anders als in einem Dieselkatalysator und es gibt keine Öle.
"Insgesamt könnte man auf der Skala einen niedrigeren Preis erzielen - aber es ist die Skala, die man braucht", sagt Hunt.
„Wir sind im Allgemeinen ein bisschen über den Kaufpreis verunsichert. Auf dem Flottenmarkt sind die Betriebskosten wichtiger und der Restwert des Fahrzeugs (RV) ist der größte Teil davon.
„Das Interessante an Brennstoffzellen ist, dass Ihre Betriebskosten niedrig sein können, da im Brennstoffzellensystem nur ein Wartungsteil vorhanden ist, bei dem es sich um einen Entionisierungsfilter handelt, den Sie in Ihrem Warmwassersystem zu Hause haben und der alle 30.000 ausgetauscht werden muss Meilen.
„Wenn Sie sich die Wartung ansehen und Ihr Wohnmobil in Betracht ziehen, hat das Brennstoffzellensystem einen Eigenwert, da die Komponenten im Brennstoffstapel selbst so konstruiert sind, dass sie sich nicht abnutzen und immer noch die gleiche Arbeit leisten wie bei der Herstellung .
„Sie können es in einen anderen Antriebsstrang einbauen, Sie können es für die stationäre Stromversorgung verwenden, Sie können 100% davon recyceln. Sie haben also einen Wert in der Komponente, der beibehalten wird, und das bedeutet, dass Ihr Wohnmobil einen Boden hat, weil er immer hat ein Markt.
„Sie entsorgen Ihr Auto mit Verbrennungsmotor, wenn die Wartung des Motors, des Getriebes oder anderer Komponenten zu teuer wird. Sie werden dasselbe mit einem BEV tun, wenn sich der Akku auf einen Punkt verschlechtert, an dem er nicht mehr verwendet werden kann.
"Das wird bei einem FCEV einfach nicht passieren."
Zukünftige Markteinführungen werden zwar die Zahl der FCEVs in Großbritannien erhöhen, derzeit sind es jedoch nur wenige - zusammengenommen 150 mit Wasserstoff betriebene Fahrzeuge von Mirai, Nexo und Hyundai ix35 sowie eine Handvoll Busse.
Henne-Ei-Situation
Dies schafft eine Henne-Ei-Situation, wenn es darum geht, die Tankinfrastruktur bereitzustellen und zu erweitern, sagt Smith. Momentan gibt es nur 17 öffentlich zugängliche Tankstellen.
Phil Killingley, stellvertretender Leiter des Büros für emissionsarme Fahrzeuge, fügt hinzu: „Die Einführung von Wasserstofftankstellen kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Sie können das Land zerstreuen und hoffen, dass die Fahrzeuge vorbeikommen, oder, da das Fahrzeugangebot relativ begrenzt ist, eine hohe Auslastung der Stationen mit eigenen Flotten anstreben, und dies ist der letzte Ansatz, den wir in Großbritannien gewählt haben. “
Wasserstoff hat den Vorteil, dass Stationen vor Ort erneuerbare Energien nutzen können, um Wasserstoff durch Elektrolyse zu erzeugen. Dies bedeutet, dass sie nicht nur umweltfreundlich sind, sondern auch nicht an ein breiteres Betankungsnetz oder -netz angeschlossen werden müssen.
Die Infrastruktur wird jedoch niemals mit der von BEVs mithalten können, da ein Großteil des Nachfüllbedarfs auf die Gebühren für Privat- und Geschäftskunden entfällt.
Alternativ kann Wasserstoff durch industrielle Prozesse erzeugt und zu den Stationen transportiert werden.
Fünf der Stationen von ITM befinden sich in der Region London und werden von Flotten genutzt, darunter die private Vermietungsfirma Green Tomato Cars (siehe Fallstudie, Seite 30), die rund 50 Mirai-Modelle betreibt, und die Metropolitan Police mit 21.
"Unsere Stationen basieren darauf, wer eine Flotte hat, die sie will", sagt Smith. „Zum Beispiel gibt es eine Lücke im Netzwerk zwischen Sheffield und Aberdeen, und wir könnten leicht eine Station darin platzieren. Wenn es jedoch keine Flotte gibt, die es nutzen könnte, wäre es kein Projekt, mit dem wir weitermachen würden. "
Smith sagt, ein großartiges Beispiel für die Einführung von Wasserstofftankstellen sei das Busprojekt in Birmingham, das im ersten Quartal nächsten Jahres eröffnet wird, um 20 Wasserstoffbusse mit Kraftstoff zu versorgen.
"Der Grund, warum unser Projekt in Birmingham so wichtig ist, ist, dass es sich auf diese Busflotte konzentriert, und wir können dann sagen, dass wir auch eine öffentliche Tankstelle darauf setzen", fügt er hinzu.
„So denke ich, wird die Tankinfrastruktur zunächst ausgebaut.“
Wie sicher sind Brennstoffzellenfahrzeuge?
„Viele Leute sagen, Wasserstoff wird explodieren und Wasserstoff hat eine hohe Energiedichte, aber wenn man es sicher schafft, macht es gute Arbeit und ist super sicher“, sagt Sylvie Childs, Senior Product Manager bei Hyundai .
Sein Nexo war der erste FCEV-Crashtest von Euro NCAP und erreichte die maximale Fünf-Sterne-Sicherheitsbewertung.
"Das Rating sollte Bedenken hinsichtlich der Leistung von Fahrzeugen mit Wasserstoffbrennstoffzellen bei einem Crash zerstreuen", sagt Matthew Avery, Forschungsdirektor bei Thatcham Research.
"Mit dem Nexo hat Hyundai erfolgreich gezeigt, dass Fahrzeuge mit alternativen Kraftstoffen kein
Risiko für die Sicherheit von Autos darstellen müssen."
Toyota hat für Mirai einen ähnlich gründlichen Sicherheitsansatz gewählt: Jedes der für seinen Wasserstofftank ausgewählten Materialien wurde ausgewählt, um den Kraftstoff sicher zu halten. Die mit Kohlefaser umwickelten, mit Polymer ausgekleideten Tanks absorbieren die fünffache Crashenergie von Stahl.
Bei einer Kollision wird das Wasserstoffsystem abgeschaltet, um zu verhindern, dass das Gas zu potenziell beschädigten Systemen außerhalb des Tanks gelangt.
https://www.fleetnews.co.uk/fleet-management/...gen-electric-vehicles |
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