Strom ohne Mechanik

Der Prototyp ist im Frühsommer dieses Jahres fertiggeworden. Gleich danach ist die dieselbetriebene Brennstoffzelle, die Eberspächer gemeinsam mit einigen Partnern entwickelt hat, in die Felderprobung beim Lkw-Hersteller Volvo Trucks gegangen. Allerdings: Das System zur motorunabhängigen Stromgewinnung zielt in erster Linie auf den US-amerikanischen Truckmarkt. In etwas abgespeckter Form ist aber auch ein Einsatz in Europa sehr wahrscheinlich. Anfang Juli hat Eberspächer seinen Prototyp am Stammsitz in Esslingen bei Stuttgart der Fachpresse präsentiert. Das revolutionäre an dieser Brennstoffzelle ist, dass sie mit Diesel funktioniert, einem Betriebsstoff, der ja sowieso im Lkw vorhanden ist. Ganz im Gegensatz zu flüssigem Wasserstoff, der ja bei den bekannten Brennstoffzellen zum Einsatz kommt. Dessen Probleme aber seine Lagerung und sein Preis sind.

Der technologische Clou in diesem System ist der sogenannte Reformer, der aus dem Kraftstoff Diesel das wasserstoff- und kohlenmonoxidhaltige Brenngas erzeugt. Auch Reformer gibt es schon länger, jedoch eben keine, die mit Diesel arbeiten. Meist kam in der Vergangenheit Methanol dafür zum Einsatz. In dem Reformer werden mittels Heizungs- und Abgastechnologien (beides Kernkompetenzen von Eberspächer) aus Luft und Diesel das Brenngas hergestellt. Das Brenngas wird dann in die Festoxid-Brennstoffzelle geleitet, wo mittels elektrochemischem Prozess unter der Zufuhr von Luft Strom erzeugt wird. Als Abgas entstehen Wasser und Kohlenstoffdioxid.

Die Brennstoffzelle setzt nach Aussage von Andreas Kaupert, Director Advanced Development bei Eberspächer, rund 70 Prozent des eingesetzten Diesels um, die restlichen 30 Prozent münden in ein Abgas. Dieses Abgas werde nochmals verbrannt und mit der damit entstehenden Wärme wird die Luftzufuhr beheizt.
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Der Einsatzzweck dieser dieselbetriebenen Brennstoffzelle ist klar umrissen. Sie soll sogenannte verbrennungsmotorische APUs (Auxiliary Power Unit) in den USA ersetzen. Diese kleinen Generatoren basieren auf einem Dieselmotor und versorgen die US-amerikanischen Trucker mit ausreichend Strom, während das Fahrzeug steht. Auf diese Anwendung ist der erste Prototyp von Eberspächer zugeschnitten. Die maximale Leistung der Brennstoffzelle beträgt drei Kilowatt. Die Serienreife wird für Ende 2017 angepeilt. Das Wartungskonzept steht noch nicht endgültig, aber Austauschteile werden sehr rar gesät sein. Kaupert nannte Kraftstofffilter, Luftfilter, Verdichter und eventuell Sensoren.

Kompakter für europäische Lkw

Nach Europa könnte das System nach Aussage von Dr. Klaus Beetz, Geschäftsführer von Eberspächer Climate Control Systems, bereits im Jahre 2018 kommen. Dann allerdings in einer kompakteren Bauform, weil die europäischen Lkw deutlich kleiner sind, und mit weniger Leistung. Für Europa könnte die Leistung bei etwa einem Kilowatt liegen.

Die Vorteile des Systems liegen zum einen in den geringeren Emissionen und dem geringeren Kraftstoffverbrauch für die Stromerzeugung. Ein wesentlicher Punkt ist: Man überspringt zur Stromerzeugung die Mechanik des Motors. Ein weiterer Vorteil des Systems ist, dass der Motor sich allein auf den Vortrieb beschränken kann. Dadurch könnte man zum Beispiel die Leerlaufdrehzahl reduzieren und die Auslegung des Motorkennfeldes optimieren. Des Weiteren könne damit die Elektrifizierung im Lkw voranschreiten. Viele bislang mit dem Antriebsmotor mechanisch gekoppelten Verbraucher wie Kühlwasser- und Hydraulikpumpe oder das Druckluftsystem könnten zukünftig elektrisch betrieben werden – mit Strom aus der Brennstoffzelle. Das ist vor allem für europäische Lkw interessant.

Thomas Pietsch