Toyota Mirai: Elektroauto für die Langstrecke

Das neue Elektroauto Toyota Mirai besitzt die Alltagstauglichkeit eines traditionellen Pkw. Mit der Stromversorgung aus Brennstoffzellen weist es dabei durch das elektrische und schadstofffreie Fahren den Weg in die Zukunft. Mit der Reichweite von 500 Kilometer und der Tankdauer eines konventionellen Pkw ist das Brennstoffzellen-Auto sowohl eine Alternative zu Batterie-elektrischen als auch zu Plug-in-Hybrid-Pkw. Toyota präsentierte jetzt in München den Mirai, der ab September in Deutschland für 78.580 Euro an ausgewählte Leasing-Kunden gehen soll. Zu den Verkaufs-bremsenden Faktoren gehört der Preis, der schon höher liegt als bei einem Batterie-Stromer. Ein weiterer Negativpunkt: das noch fehlende Tankstellenetz für den Brennstoff Wasserstoff (H2).

Die Konkurrenz

Mit der Serienfertigung des Mirai hat Toyota Mitte Dezember 2014 in Japan die Ära der Brennstoffzellen-Autos gestartet. Hyundai baut schon seit 2013 mit dem SUV iX35 eine Kleinserie von elektroangetriebenen, Brennstoffzellen- gespeisten „Fuel Cell“-Fahrzeugen (FCell). Daimler gilt bei der Technologie als Pionier und wollte auch bereits in diesem Jahr eigentlich den Mercedes B-Klasse F-Cell auf den Markt bringen. Technisch ist auch alles startklar, aber wegen des nicht ausreichenden Netzes an H2-Tankstationen wurde der Start auf 2017 verschoben. Das gilt für andere Hersteller ebenso. Auch wenn in Deutschland zu den bisher 23 öffentlichen Wasserstoff-Tankstellen bis Ende des Jahres weitere fünf Stationen dazukommen sollen.

Von der Nachfrage überrascht

Dagegen wurde Toyota von der relativ hohen Nachfrage nach dem Mirai in Japan überrascht. Für die 4,89 Meter lange und 1,82 Meter breite Business-Limousine, die sich in der Klasse von Audi A6, BMW 5er und Mercedes E-Klasse bewegt, lagen schon nach einem Monat Produktionsaufnahme laut Hersteller bereits rund 1.500 Bestellungen vor, immerhin 40 Prozent von Privatkunden. Hatte Toyota anfangs mit einer Jahresproduktion von 400 Einheiten gerechnet, sollen dieses Jahr 700 Mirai ausgeliefert werden. 2016 sind schon 2.100 Einheiten geplant und ab 2017 sogar jährlich 3.000 Einheiten. Alle werden in Handarbeit im Werk Motomashi montiert, derzeit drei Fahrzeuge am Tag, nächstes Jahr täglich neun.

Grundsätzlich ein Hybrid

Grundsätzlich gehört der Mirai, obwohl alle Antriebskomponenten elektrisch arbeiten und kein Verbrennungsmotor an Bord ist, zu den Hybrid-Autos. Er hat eine Wasserstoff-Brennstoffzelle, die den Strom liefert. Zusätzlich aber ist auch wie bei jedem Hybrid-Auto eine Hochvolt-Batterie zur Stromspeicherung etwa aus der Bremsenergie-Rückgewinnung an Bord, hier sind es Nickel-Metallhydrid-Akkus.

Der Elektromotor

Der Elektromotor als Frontantrieb hat eine Systemleistung von 113 kW/154 PS, verfügt aus dem Stand heraus über ein maximales Drehmoment von 335 Newtonmeter und ermöglicht in dem leer 1.925 Kilogramm schweren Mirai eine Spitzengeschwindigkeit von 178 km/h. So bietet die viersitzige Limousine der oberen Mittelklasse identische Fahrleistungen wie vergleichbare Pkw mit Verbrennungsmotor; und das bei einer dreifach bis vierfach höheren Reichweite als heutige Batterie-Elektroautos.

Die Reichweite

Die hohe Reichweite sichert der gasförmige Wasserstoff, der sich als Energieträger dafür besser eignet als die Hochvolt-Batterie. Das H2 wird in zwei kohlefaserverstärkten Kunststoff-Drucktanks bei 700 bar gespeichert. Die H2-FCell wandelt die im Wasserstoff enthaltene chemische Energie direkt in Strom um. Denn in den Brennstoffzellen reagiert der gasförmige Wasserstoff (H2) und der Sauerstoff (O2) aus der Umgebungsluft zu Wasser(dampf) und liefert den Antriebsstrom. Autos fahren damit lokal ohne Schadstoff- und CO2-Emissionen.

Der Erfolg der Brennstoffzellen

Der Erfolg der Brennstoffzellen als idealer Energielieferant für den Elektroantrieb im Auto wäre aus ökologischer Sicht zu wünschen. Fast vollständig CO2-neutral gelingt dies, wenn regenerative Energiequellen wie Windkraft und Solarenergie zur Gewinnung von Wasserstoff genutzt werden. Denn die herbe Seite des Charmes von H2 ist, dass das am häufigsten auftretende chemische Element auf Erden nicht wie die Primär-Energieträger Mineralöl, Erdgas und Kohle direkt vorkommt, sondern als Sekundär-Energieträger erst erzeugt werden muss."Wir werden in der Energiewende an Wasserstoff als Energieträger nicht vorbeikommen", sagte Werner Diwald, Vorstandsvorsitzender des Deutschen Wasserstoff- und Brennstoffzellen-Verbandes (DWV).

„Power-to-Gas“

Auf der Toyota-Veranstaltung in München betonte Diwald, dass „der Überschuss an Windkraft der Treiber für die H2-Produktion aus Elektrolyse ist“. Allein die 18 in Deutschland zur Erprobung bestehenden und im Aufbau befindlichen kleinen sogenannten „Power-to-Gas“-Anlagen kommen auf eine Jahresproduktion von 75 Tonnen H2. Bei einer durchschnittlichen Jahresfahrleistung von etwa 12.500 Kilometer könnten damit jährlich schon rund 600.000 H2-Bennstoffzellen-Autos fahren, denn ein Kilogramm H2 reicht für 100 Kilometer Fahrtstrecke.

Die Zukunft

Die laufenden Initiativen von Industrie und Bundesregierung bei H2 greifen, so Diwald. „Ende 2016 werden wir bereits 50 H2-Tankstellen haben.“ Reine Batterie-Elektroautos wären ideal für Städte, so der Experte, sind aber auf Strecken bis 500 Kilometer wegen des häufigeren „Nachtankens“ den Brennstoffzellen-Hybrid-Pkw unterlegen. „Am Ende zählen die 20 Minuten, die das H2-Auto schneller von der Tankstelle weg ist.“