Freudenberg Sealing Technologies und Quantron entwickeln ein Brennstoffzellensystem für LKW. (Bildquelle: FST)

Freudenberg Sealing Technologies und Quantron wollen LKW mit ein Brennstoffzellen betreiben. (Bildquelle: FST)

Die schweren 40-Tonnen-LKWs sind die Titanen der Autobahnen. Aufgrund ihres großen Ladevolumens erfreuen sie sich hoher Beliebtheit bei den Speditionen. Zwar haben in den vergangenen Jahren in dieser Gewichtsklasse modernste Technologien Einzug gehalten und Umweltfreundlichkeit, Sicherheit und Effizienz verbessert. Dennoch sind Verbrauch und Emissionen weiterhin hoch. Dies gilt insbesondere innerhalb der EU, wo Lastwagen 25 Prozent der gesamten CO2-Emissionen im Verkehrssektor verursachen. Während batterieelektrische Fahrzeuge durchaus in städtischen Gebieten effizient und umweltschonend eingesetzt werden können, ist die Brennstoffzellentechnologie der Erfolgsfaktor bei der emissionsfreien Logistik über lange Strecken und bei höheren Nutzlasten. Denn rein batteriegetriebene elektrische Nutzfahrzeuge sind unter anderem aufgrund der langen Ladedauer und begrenzten Reichweiten durch geringere Energiedichten für den alltäglichen Betrieb ungeeignet. Die Batterie verliert bei stockendem Verkehr oder Stau signifikant an Reichweite. Ein zusätzlicher, zeitintensiver Tankstopp ist wirtschaftlich ineffizient. Außerdem erfordert ein batterieelektrischer Antrieb Zugeständnisse bei der möglichen Zuladung.

Alternative zum Dieselantrieb

Bereits im vergangenen Jahr hatte das Freudenberg Sealing Technologies (FST) Entwicklungsprojekte für Busse und Kreuzfahrtschiffe mit Partnern wie FlixBus und der Meyer Werft gestartet. Jetzt will Freudenberg mit dem Nutzfahrzeugumrüster Quantron LKW-Lösungen in der Gewichtsklasse der 40-Tonner entwickeln und produzieren, um eine emissionsarme Alternative zum handelsüblichen Schwerlast-LKW mit Dieselantrieb zu schaffen. Es gilt, die Brennstoffzellensysteme in Dauerbetriebstests auf Funktionalität, Alltagstauglichkeit und Systemrobustheit zu überprüfen. Das Projekt wird vom Energieforschungsprogramm des Bayerischen Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie gefördert und ist eines der ersten Vorhaben, welches explizit die Entwicklung einer Brennstoffzelle für die Verwendung in schweren Nutzfahrzeugen unterstützt. Bereits Mitte 2021 soll ein erstes Testfahrzeug mit der neuen Antriebstechnologie auf den Straßen Bayerns unterwegs sein. Das Fahrzeug mit dem Namen Energon wurde Anfang August der Öffentlichkeit vorgestellt.

Klarer Fokus auf den Schwerlast-LKW

Brennstoffzellen für LKW müssen komplett andere Last- und Betriebsprofile abdecken als die für PKW: Ein PKW fährt durchschnittlich maximal eine Stunde pro Tag und steht die restlichen 23 Stunden. Deshalb sind PKW-Systeme auch nur für 5.000 bis 8.000 Betriebsstunden ausgelegt. LKW-Systeme hingegen erfordern mindestsens eine Lebensdauer von 35.000 Stunden. Denn Nutzfahrzeuge verdienen ihr Geld ausschließlich im verlässlichen Dauerbetrieb.

Durch den Fokus auf den Schwerlast-LKW beinhaltet das aktuelle Projekt weitere Innovationen. Dazu zählen beispielsweile die konsequente Nutzung lebensdaueroptimierender Materialkombinationen und die Entwicklung der Schnittstellen für eine bauraumoptimierte Anwendung in einem Nutzfahrzeug. Damit lassen sich Wartungs-, Reparatur- und Austauscharbeiten mit minimalem Aufwand jederzeit durchführen und dank Standardisierung ein maximales Fahrzeugspektrum bedienen.

„Ziel ist es, die Brennstoffzelle für eine lange Lebensdauer und reale Schwerlastprofile fit zu machen, den Diesel bei den Total-Cost-Of-Ownership (TCO) in den Schatten zu stellen und eine nachhaltige, emissionsfreie Alternative im Schwerlastverkehr auf den Markt zu bringen“, fasst es Dr. Manfred Stefener, Vice President Fuel Cell Systems bei Freudenberg Sealing Technologies zusammen.

Langjährige Erfahrung

Mitte der 1990er Jahre ist die Freudenberg-Gruppe bei der Erforschung alternativer Antriebskonzepte in die Entwicklung technisch anspruchsvoller Komponenten für Brennstoffzellen und Batterien eingestiegen. Das Unternehmen hat unter anderem serienreife Gas-Diffusions-Lagen (GDL), Befeuchter, Filterlösungen sowie Dichtungen für den Brennstoffzellen-Stack entwickelt. Anfang 2018 hat FST dieses Know-how mit der Akquisition des Brennstoffzellenherstellers Elcore strategisch ergänzt und kurze Zeit später durch seine Beteiligung am US-amerikanischen Batterieherstellers Xalt Energy auch in der Batterietechnik wichtige technologische Expertise erworben. „Lediglich zugekaufte Komponenten zusammenzubauen ist keine Lösung für Heavy-Duty-Brennstoffzellen der Zukunft in hohen Stückzahlen“, sagt Claus Möhlenkamp, CEO von Freudenberg Sealing Technologies. Stattdessen befasst sich das Unternehmen mit der Auslegung des Gesamtsystems und der gezielten Weiterentwicklung seiner Material- und Designkompetenzen auf Komponenten- sowie Systemebene. (sf)