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05.05.2020

Auftrag: Den Diesel ablösen

Die Nikola Motor Company ist ein Start-Up, das Wasserstoffantrieb im Massenmarkt etablieren und dabei ein "Henne-Ei-Problem" lösen will. Nikola ist zuversichtlich: Die Zeit ist reif für die Brennstoffzelle. Das Tempo der klimafreundlichen Lkw-Bauer ist schon jetzt atemberaubend. Geht es nach ihnen, rollen bald 40-Tonner mit Wasserstoffantrieb über die Straßen in Europa und in den USA.

Sieht Jesse Schneider, stellvertretender Vorsitzender von Nikola, sich als Veteran oder Pionier? Die Frage ist rhetorisch, denn Schneider gehört zu den weltweit führenden Experten für Brennstoffzellentechnologie. Seit über 20 Jahren treibt er den Wasserstoffantrieb voran. Er hat für Unternehmen wie BMW und Mercedes gearbeitet und Standards für Brennstoffzellen und Ladeinfrastrukturen mitentwickelt. Seit 2018 leitet er beim Startup Nikola Motor Company in Phoenix (Arizona) den Bereich Hydrogen & Fuel Cell Technology. Trotzdem zögert Schneider nicht mit seiner Antwort: „Definitiv Pionier. Hier bei Nikola sind wir die Pioniere, die Class-8-Trucks mit Brennstoffzellen auf den Markt bringen. Und Nikola ist schnell unterwegs.“

Ein amerikanischer Class-8-Truck entspricht etwa einem 40-Tonner. Das 2015 gegründete Unternehmen verfolgt das ehrgeizige Ziel, dem Wasserstoffantrieb im Schwerlastverkehr zum Durchbruch zu verhelfen. Schon bald sollen Testflotten von Nikola-Trucks mit Brennstoffzellen durch Europa und die USA rollen. Das Start-up entwickelt drei schwere Brennstoffzellen-Lkw: Nikola One, Nikola Two und Nikola Tre. Zusätzlich wird der Nikola Tre in Kooperation mit CHN Industrial, der Muttergesellschaft von Iveco und FPT Powertrain, in einer batterieelektrischen Variante produziert.

Warum erst jetzt?

Startklar für emissionsfreien Transport: Der Nikola Two hat eine Reichweite bis zu 1.200 Kilometer.

Schon vor Jahrzehnten wurde die Brennstoffzelle als Antrieb der Zukunft gepriesen. Warum hat sie Diesel und Benzin nicht schon längst abgelöst? „Es braucht viel Zeit, eine umwälzende
Technologie zu entwickeln“, sagt Schneider. „Die erste Revolution, die wir bei leichten Nutzfahrzeugen auf dem Weg zur emissionsfreien Mobilität erlebt haben, war der batterieelektrische
Antrieb. Aber je mehr Masse und Reichweite von einem Fahrzeug gefordert werden, desto sinnvoller wird die Brennstoffzelle.“ Im emissionsfreien Fernverkehr seien Batterie und Brennstoffzelle nicht vergleichbar. So hat die batterieelektrische Version des Nikola Tre eine Reichweite von bis zu 400 Kilometern, während die Brennstoffzellenversion mit 60 
Kilogramm Wasserstoff bis zu 800 Kilometer weit kommt.

Viele Vorteile von Wasserstoff liegen auf der Hand: Er ist etwa zehnmal schneller getankt als eine Batterie geladen, als  Antriebsstoff ist er zudem leicht und ermöglicht größere Reichweiten. Noch vor wenigen Jahren folgte an dieser Stelle das große Aber: Der Energieaufwand, um Wasserstoff per Elektrolyse aus Wasser zu gewinnen, galt als zu teuer, zudem als nicht nachhaltig, wenn der benötigte Strom aus fossilen Energieträgern wie Kohle stammt. Doch das wachsende Bewusstsein für den Klimawandel und die globalen Anstrengungen, die CO2-Emissionen zu begrenzen, beschleunigen den Ausbau erneuerbarer Energien aus Sonne, Wind und Wasserkraft. Eine grüne Wasserstoffproduktion ändert die Vorzeichen für die  Bewertung der Brennstoffzellentechnologie. „Die Kosten für erneuerbare Energien sind drastisch gesunken“, sagt Schneider,  „heute kostet die Kilowattstunde zwischen zwei und vier Cent.“

Ein Kunde bestellt ein paar hundert Lastwagen, dann errichten wir die Tankstationen für diese Flotte.

Jesse Schneider, EVP Hydrogen & Fuel Cell Technology

Ist die Zeit nun also reif für den Wasserstoffantrieb? „Ja, auf jeden Fall“, urteilt Schneider. „Es gibt verschiedene Faktoren, die Wasserstoff schneller zum Durchbruch verhelfen, als wir dachten.“ Das seien zum einen die ökologischen Aspekte, die Unternehmen weltweit motivieren, ihren CO2-Fußabdruck zu reduzieren, zum anderen gesetzliche Vorgaben wie Europas Klimaschutzziele für 2030. Diese fordern von bestimmten Wirtschaftszweigen, ihre CO2-Emissionen um 30 Prozent gegenüber 2005 zu senken. „Viele Lkw-Hersteller stellen sich darauf ein, dass Umweltauflagen wie das Zero-Emission-Vehicle-Mandat (ZEV) in Kalifornien bald nicht nur für leichte Nutzfahrzeuge, sondern auch für Schwerlaster gelten. Das treibt die Wasserstofftechnologie im Fernverkehr voran.“ Experten rechnen damit, dass 2030 in Europa und US-Staaten mit ZEV-Mandat zehn bis 13 Prozent der schweren Lkw mit Wasserstoff betrieben werden.

H2-Truck-Stop: Ein Netz von 700 Wasserstoff-Tankstellen will Nikola in den USA aufbauen.

Neben der Technik sei auch der Sinneswandel eine Herausforderung für die Transformation, meint Schneider. Er verweist auf das Henne-Ei-Dilemma: Was muss zuerst da sein, Infrastruktur oder die Fahrzeuge? „Aktuell gibt es in den USA knapp 100 Wasserstofftankstellen, ebenso in Europa. Damit kann man nicht mit fossilen Treibstoffen konkurrieren, nicht mal mit Batterieladestationen. Lange blieben die Investitionen in Wasserstoff aus. Aber jetzt wird investiert, und das macht den Unterschied“, sagt Schneider. Das Umdenken habe begonnen. „Kunden wollen ihre Fracht emissionsfrei transportieren. Aber sie wollen keine Kompromisse eingehen.“ 

Zeit ist Geld für Spediteure, die es nicht in Kauf nehmen können, dass stundenlange Batterieladezeiten den Transport unterbrechen oder dass Akkus die Ladekapazität mit vielen Tonnen Eigengewicht belasten. Bei einem Class-8-Elektrotruck ist allein die Batterie sieben Tonnen schwer. Mit Wasserstoff kann man schnell tanken und die gleiche Reichweite erzielen. Wird er aus regenerativen Energien erzeugt, bleibt die Well-to-Wheel-Kette (von der Energiequelle bis zum Rad) für Fahrzeug und Infrastruktur emissionsfrei.

Die Nikola-Strategie: Alles aus einer Hand

Nikola will das Henne-Ei-Dilemma mit einem smarten Geschäftsmodell lösen, das gigantische Investitionen erfordert: „Was das Henne-Ei-Dilemma betrifft, serviert Nikola das Omelett: Wir liefern die Wasserstofftankstellen parallel mit den Fahrzeugen“, erklärt Schneider. Ein Leasingmodell soll die Gesamtbetriebskosten für die Kunden planbar halten, denn sie zahlen einen Festpreis pro Meile, Zugmaschine, Treibstoff und Wartung inbegriffen. 

Wasserstoff soll direkt an den Stationen mit Strom aus erneuerbaren Energien sowie zusätzlichem Strom aus dem Netz hergestellt und in Quantitäten von zehn Tonnen gespeichert werden. Das Unternehmen will sauberen Strom sowohl in eigenen Solarfarmen generieren als auch überschüssigen Strom von Wind- und Wasserkraftanbietern zukaufen.  

Mit gleicher Leistung und Reichweite ersetzen unsere Brennstoffzellen den Diesel eins zu eins.

Jesse Schneider, EVP Hydrogen & Fuel Cell Technology

Für die Trucks gibt es nach Angaben des Unternehmens schon über 14.000 Vorbestellungen – 800 davon für den Brauereikonzern Anheuser-Busch InBev. Das Netz von Wasserstofftankstellen soll entlang der großen amerikanischen Truckrouten wachsen, zunächst vor allem in Kalifornien. 

Das Start-up setzt auf Kooperation mit CNH Industrial sowie dem deutschen Automobilzulieferer Bosch. Der Partner für die Infrastruktur der Wasserstofftankstellen ist Nel ASA, Solarpanele für die Stromerzeugung soll Hanwha liefern. Anfang März verkündete Nikola die Fusion mit der Beteiligungsgesellschaft VectoIQ und den geplanten Gang an die Börse, wo das Unternehmen als NKLA gelistet werden soll.

Vision: Größtes Wasserstoffnetzwerk der Welt

Blick ins Cockpit eines Nikola-Trucks: Die meisten Fahrfunktionen werden digital über ein Touchscreen-Display gesteuert.

Für leichte Trucks ist die Brennstoffzellentechnologie schon so weit ausgereift, dass eine Tankfüllung nur fünf Minuten dauert und für 300 bis 500 Kilometer reicht. Jetzt geht es um die Schwergewichte. „Nikola ist dabei, eine Hardware für Brennstoffzellen zu entwickeln, die mit Diesel in Leistung, Tankzeit und Reichweite konkurrieren kann.“ In Zahlen: 300 Kilowatt, aufgetankt in 15 Minuten, ausreichend für 800 Kilometer. 

Ab 2023 soll der Nikola Tre am Start sein, zusammen mit Wasserstofftankstellen in den USA und in Europa. Schneider umreißt den Zeithorizont: „2021 wollen wir in der Lage sein, ein bis zwei Tonnen Wasserstoff aus Elektrolyse zu gewinnen. 2022 wollen wir die Kapazität auf acht Tonnen vervierfachen. Innerhalb eines Jahrzehnts planen wir mehrere Hundert Wasserstofftankstellen in den USA. Jede wird mindestens 200 Fahrzeuge bedienen können.“ Die Zukunftsvision von Nikola-CEO Trevor Milton ist das weltweite größte Netz von Wasserstofftankstellen. 

Im Januar 2020 hat der Hydrogen Council stark sinkende Kosten für die Wasserstoffproduktion prognostiziert. Schneider ist überzeugt, dass dies den Einsatz der Brennstoffzelle beschleunigen wird. „Wenn es gelingt, den Preis auf fünf, sechs Dollar pro Kilogramm zu senken, kann Wasserstoff mit fossilen Treibstoffen konkurrieren.“ Schneider ist überzeugt: „Die Brennstoffzelle ist weit genug entwickelt, um in Leistung und Reichweite mit dem Diesel gleichzuziehen. Wir ersetzen den Diesel eins zu eins!“

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