Mercedes Citaro Fuelcell Hybrid Zoom

Mercedes Citaro Fuelcell Hybrid: Revolutionäre Zelle

Emissionsfrei und flüsterleise – so beschreibt Mercedes seinen Brennstoffzellen-Hybrid-Bus auf Basis des Citaro. In ihm werkeln Zellen der zweiten Generation und liefern Strom für die Radnabenmotoren.

"Wir suchen einen Kraftstoff, der ähnliche Folgekosten aufweist wie herkömmlicher Diesel", erklärt Markus Wiedemann, Bereichsleiter Kraftfahrzeug-Werkstätten der Stuttgarter Straßenbahnen (SSB). Seit fast zehn Jahren betreibt der ÖPNV-Anbieter eine ganzheitliche CO2-Bilanzierung des Fuhrparks, testet dieselelektrische Hybridbusse genauso wie alternative Kraftstoffe, um den ­ÖPNV möglichst ressourcenschonend zu betreiben.

Qualität des ÖPNV darf nicht leiden

Allein Klimagase wie CO2 und Schadstoffe wie Stickoxide und Rußpartikel einsparen, das reicht laut Wiedemann nicht. Die alternativen Kraftstoffe und Antriebe müssten zudem unauffällig im Tagesbetrieb mitlaufen. Die Qualität des ÖPNV dürfe nicht leiden. Das würden die Kunden nicht akzeptieren. "Zur Praxistauglichkeit zählt auch, dass nur einmal pro Tag getankt werden muss", erklärt Wiedemann.

Nimmt man all diese Anforderungen zusammen, dann führe das zum Brennstoffzellen-Hybridbus, erklärt Wiedemann. Ein solches Fahrzeug bietet Daimler mit dem Mercedes Citaro Fuelcell Hybrid an. Dieser Bus speist seinen Elektroantrieb mit im Wasserstoff gespeicherter Energie. Der Strom wird in Traktionsbatterien zwischengepuffert und versorgt die Radnabenmotoren an der ZF-Achse, die auch schon im dieselelektrischen Hybridbus Verwendung finden. So fährt das Fahrzeug emissionsfrei, zumindest dann, wenn der Wasserstoff nachhaltig erzeugt wird, etwa aus regenerativen Energien.

Dach des Citaro trägt 396 Brennstoffzellen

Je 396 in Reihe miteinander geschaltete Brennstoffzellen sind auf dem Dach des Mercedes Citaro Fuelcell Hybrid untergebracht. Die Zellen stammen aus einer Kleinserienproduktion und werden auch in der Fuelcell-B-Klasse verwendet. Gleichteile sind ein wesentlicher Baustein, um Kosten zu senken. Alle anderen Komponenten wie elektrifizierte Nebenverbraucher und Achsen sowie Traktionsbatterien leiht sich der Solowagen beim dieselelektrischen Hybrid-Gelenkbus Citaro G Blue-Tec Hybrid. Auch der Wechselrichter stammt aus dem langen Bruder, somit kann auch der Brennstoffzellen-Bus Brems­energie zurückgewinnen. Fehlt eigentlich nur noch die Plug-in-Funktion des dieselelektrischen Hybridbusses, sodass sich die Batterie auf dem Betriebshof vorkonditionieren ließe.

Es hat sich also mit der zweiten Generation des Brennstoffzellen-Citaro einiges getan. Nur das Blechkleid ist im Vergleich mit der ersten Generation das Gleiche geblieben und hat den optischen Sprung in die Euro-6-Welt nicht mitgemacht. Die Brennstoffzellen-Technologie hat dagegen an Entwicklungsreife zugelegt. Mercedes verspricht nun fünf Jahre oder 12.000 Betriebsstunden Lebenszeit der Zelle. Der Wirkungsgrad soll sich auf 51 bis 58 Prozent verbessert haben, was es den Ingenieuren ermöglichte, auf zwei Wasserstoff-Tanks zu verzichten. Dem H2-Bus reichen nun für eine Tagestour sieben Druckspeicher mit insgesamt 35 Kilo Wasserstoff. Insgesamt steht der Neue rund eine Tonne leichter auf der Waage – im Stadtbus ein wichtiger Aspekt der Alltagstauglichkeit.

Batterie bietet beim Anfahren 160 kW Leistung

Zwischen Druckspeicher und Klimaanlage residiert die Lithium-Ionen-Batterie mit respektablen 27 Kilowattstunden Kapazität, die die Radnabenmotoren speist. Insgesamt 120 kW Dauerleistung und 160 kW Spitzenleistung zum Anfahren sollten selbst im hügeligen Stuttgart ausreichend Antriebsleistung bereitstellen, zumal das volle Drehmoment ab der ersten Umdrehung anliegt.

Der Zwölf-Meter-Solobus wiegt leer zwar immer noch mehr als sein konventionelles Pendant. Das bedeutet weniger Stehplätze, aber es seien immer noch vier Fahrgäste pro Quadratmeter möglich. "Absolut Ausreichend", lautet das Urteil von Steffen Raff vom Unternehmensbereich Kfz-Werkstätten der SSB. Auch die Reichweite von 300 Kilometern pro Tag sei praxistauglich. Der Preis für Wasserstoff dagegen bemisst sich mit 90 Cent pro 100 Gramm nicht an den echten Kosten, sondern dürfte ein politischer sein.

Betriebshof steht vor weitreichenden Veränderungen

Die Technologie könnte bei Serienreife weitreichende Auswirkungen auf den Betriebshof haben. "Wir brauchen auf jeden Fall mehr Zapfsäulen und breitere Fahrspuren für die Busse. Auch eine Notstromversorgung für die Zapfsäulen muss her, um den ÖPNV jederzeit ausfallsicher zu gestalten. Dazu gehört auch eine elektrische Ladestruktur.
Zwei der H2-Busse gehören schon zur Flotte, Nummer drei und vier sollen bis Mitte des Jahres folgen. Praxistauglichkeit sollen sie zunächst auf Linie 79 zwischen dem Stuttgarter Flughafen und Plieningen unter Beweis stellen. Dort wird einer werktags halbtägig verkehren. Die Tour bietet sich an, am Airport ist eine H2-Tankstelle vorhanden. Ein weiterer Bus geht in Fellbach auf Linie 67.

"Unkalkulierbare Risiken durch die neuartige Technologie erfordern Reservebusse, um die Verfügbarkeit sicherzustellen", erklärt Raff. Solche Tests sind kein billiger Spaß – nicht nur, weil die Busse noch teure Einzelstücke sind. "Einen Kaufpreis gibt es nicht", sagt Wiedemann, "nur Projektkosten." Für einen Bus müsse man demnach 1,6 Millionen Euro veranschlagen. 40 bis 45 Prozent der Investition stammen aus Fördermitteln, 50 bis 55 Prozent bringen die SSB auf, also knapp eine Million pro Bus. "Nun erheben wir während des Tests noch die Betriebskosten", erklärt Wiedemann. Auf rund drei Jahre ist die Erprobung angesetzt.

Eines aber ist Raff und Wiedemann heute schon klar. "Wir werden eine Vielfalt an Antriebslösungen parallel betreiben müssen", sagt Wiedemann. Für jeden spezifischen Einsatz müsse der passende Antrieb gefunden werden. Für die Busexperten Raff und Wiedemann steht zudem fest, dass es in absehbarer Zeit städtische Umweltzonen geben wird, in denen ein emissionsfreier Antrieb Pflicht ist. Dann käme ein serienreifer Hybrid-Brennstoffzellenbus gerade recht.

400 Tankstellen bis 2023

Die sechs Partner der "H2-Mobility"-Initiative Air Liquide, Daimler, Linde, OMV, Shell und Total wollen bis zum Jahr 2023 in Deutschland rund 400 öffentlich zugängliche Wasserstoff-Tankstellen errichten. Heute sind es gerade mal 15. Bereits in den nächsten vier Jahren sollen es schon 100 sein. Die Partner haben sich das Ziel gesetzt, zwischen den Ballungsräumen mindestens alle 90 Autobahnkilometer eine H2-Tankstelle anzubieten. Die Initiative rechnet mit einem Investitionsbedarf von 350 Millionen Euro. Eine entsprechende Grundsatzvereinbarung haben die Partner im Jahr 2013 unterzeichnet.

Thomas Rosenberger lastauto omnibus Chefredakteur

Autor

Foto

Thorsten Wagner

Datum

4. August 2014
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