Da gehen sie wieder. Toyota hat wegen seines Engagements für wasserstoffbetriebene Personenkraftwagen eine ständige Flut von Schlingen und Pfeilen erlitten, aber das Unternehmen kommt immer wieder zurück, um mehr zu erfahren. Toyota hat nach der Einführung seines Corolla Sport Anfang dieses Jahres gerade seinen neuen GR Yaris auf der Rennstrecke vorgestellt, und beide sind mit einem grünen H2-Verbrennungsmotor ausgestattet.
Toyota an Wasserstoffskeptiker: Lalalalala, ich kann dich nicht hören
Um es klar zu sagen, der GR Yaris und der Corolla Sport sind nicht einfach Rennversionen von Toyotas viel geschmähtem Mirai-Brennstoffzellenauto. Es handelt sich um Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor, nicht um Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge. Anstatt mit Chemie einen elektrischen Strom aus Wasserstoff zu gewinnen, machen es die Yaris und Corolla auf die altmodische Art: Sie verbrennen ihn.
“Die Wasserstoffbetriebener experimenteller GR Yaris und der Corolla Sport verfügen beide über denselben 1,6-Liter-Reihen-3-Zylinder-Turbomotor G16E-GTS, der im preisgekrönten GR Yaris zu finden ist, jedoch mit einem modifizierten Kraftstoffversorgungs- und Einspritzsystem für den Einsatz mit Wasserstoff als Kraftstoff“, erklärt Toyota.
Abgesehen davon stützt sich Toyota auf den Mirai, um das Verbrennungsunternehmen zu unterstützen.
„Der Wasserstoffkraftstoff, die Kraftstofftanks und der Betankungsprozess des Experiments [GR Yaris] Fahrzeug sind die gleichen wie im Mirai, dem kommerziell erhältlichen Flaggschiff von Toyota mit Brennstoffzellen-Elektroantrieb“, sagt Toyota.
Warum – oder warum nicht – Wasserstoff in einem Auto verbrennen?
Warum eigentlich? Die kurze Antwort kommt von Paul Ronney, einem Professor für Luft- und Raumfahrt und Maschinenbau an der Viterbi School of Engineering der University of California:
„In erster Linie sind Verbrennungsmotoren günstig in der Herstellung und können leicht auf Wasserstoff umgerüstet werden. Wie bei Brennstoffzellen ist das Hauptabfallprodukt Wasser, nicht Kohlendioxid. Im Gegensatz zu Benzin verbrennt Wasserstoff auch unter „kraftstoffarmen Bedingungen“, wo viel mehr Sauerstoff als Kraftstoff vorhanden ist. Das ist gut für die Kraftstoffeffizienz und reduziert auch die Stickoxidemissionen erheblich“, erklärte Professor Ronney in einem USC-Interview 2019.
Wenn Sie die Sache mit den NOx-Emissionen bemerkt haben, ist das ein Problem, das einer Lösung bedarf. NOx-Emissionen treten nicht auf, wenn Wasserstoff in Gegenwart von reinem Sauerstoff verbrennt, aber sie sind tatsächlich ein Problem bei der Verbrennung von Wasserstoff in der Umgebungsluft.
Toyota scheint zu erkennen, dass Wasserstoff-Verbrennungsmotoren erst dann massentauglich werden, wenn unter anderem das NOx-Problem gelöst ist. Dennoch argumentiert das Unternehmen, dass es sich lohnt, in die Technologie zu investieren und an der Lösung der Probleme zu arbeiten, anstatt sie von der Hand zu weisen.
Toyota hat tatsächlich einen Plan…
Das Bild wird schärfer, wenn man bedenkt, dass Brennstoffzellenautos nur die Spitze des Eisbergs in Toyotas Masterplan zur Elektrifizierung der Weltwirtschaft mit Wasserstoff-Brennstoffzellen sind. Schließlich ist Toyota ein Hersteller, und wenn globale Dekarbonisierung das A und O ist, dann müssen Fabriken in Angriff genommen werden, nicht nur die Autos, die aus ihnen herauskommen. Dabei zielen die neuen Rennwagen eher darauf ab, den weltweiten Wasserstoffmarkt zu entsaften und weniger auf den Verkauf von Wasserstoff verbrennenden Verbrennungsmotoren.
„Toyota hat seine Bemühungen zur Erreichung der CO2-Neutralität verstärkt, indem es beispielsweise die Verwendung von Wasserstoff durch die Popularisierung von FCEVs und zahlreichen anderen Brennstoffzellen-betriebenen Produkten fördert“, erklärt Toyota. „Durch die weitere Verfeinerung seiner Wasserstoff-Motoren-Technologien durch den Motorsport will Toyota die Verwirklichung einer noch besseren wasserstoffbasierten Gesellschaft anstreben.“
…Und es ist grün.
Toyota hämmert praktisch seit Ewigkeiten an der Idee einer wasserstoffbetriebenen Gesellschaft herum, aber im Kontext der drohenden Klimakatastrophe macht es keinen Sinn – oder zumindest bis vor kurzem nicht.
Auf der anderen Seite emittieren Wasserstoff-Brennstoffzellen nur Wasser, sodass ihre Verwendung zum Antrieb von Gebäuden und Fahrzeugen einen großen Beitrag zur Reinigung der städtischen Luftverschmutzung leisten würde.
Es ist die Lieferkette, die die Arbeiten vermasselt. Derzeit erfolgt die weltweite Versorgung mit Wasserstoff fast ausschließlich aus Erdgas und in geringerem Maße aus Kohle.
Autsch!
Hier kommt der „noch bessere“ Teil ins Spiel. Im Rahmen der Wasserstoff-ICE-Rennwagen-Förderung setzt Toyota auf den aufstrebenden Markt für grünen Wasserstoff, der sich hauptsächlich auf Wasserstoff bezieht, der durch Elektrolyse aus Wasser gewonnen wird, wobei erneuerbare Energien den Strom liefern.
Der grüne H2-Winkel entstand im vergangenen Juli, als Toyota den Corolla beim 5-Stunden-Super-Taikyu-Langstreckenrennen in Autopolis antrat.
Zur Unterstützung seiner Vision der „Wasserstoffgesellschaft“ betonte Toyota, dass grünes H2 lokal für den lokalen Verbrauch produziert werden kann.
Toyota machte auch deutlich, dass die Hintergrundgeschichte die grüne H2-Produktion fördert.
„Durch den Einstieg in ein wasserstoffbetriebenes Fahrzeug, das grünen Wasserstoff verwendet, der lokal in Kyushu produziert wird, beabsichtigt Toyota, die Wasserstoff-zentrierten Partnerschaften mit anderen Industrien in Kyushu weiter zu stärken“, erklärte Toyota und fügte hinzu, dass das Unternehmen „zur Nutzung und“ beitragen wird Produktion von grünem Wasserstoff, eine größere Energieauswahl und damit ein Beitrag zur Verwirklichung der CO2-Neutralität.“
Grüner Wasserstoff steigt in Japan
Wenn man die Sprache auswertet, scheint es, dass Toyota darauf achtet, keine energiepolitischen Federn im Inland zu zerzausen, da Japan erwägt, sein Atomprogramm nach der Katastrophe von Fukushima wieder aufzunehmen.
Das Unternehmen ist auch vorsichtig damit, ausländische Handelspartner zu verärgern, die die Wirtschaft in einem Land am Laufen halten, das für mehr als 80 % seines Energiebedarfs von importiertem Öl, Gas und Kohle abhängig ist.
Jetzt, da grüner H2 Realität ist, hat Toyota jedoch eine Gelegenheit erkannt, das Konzept der Wasserstoffgesellschaft aggressiver als Motor der emissionsfreien wirtschaftlichen Entwicklung zu präsentieren, wobei Kyushu als Vorzeigeobjekt dient.
Im vergangenen Sommer lieferte Toyotas eigener Toyota Motor Kyushu etwa 20 % der grünen H2-Versorgung des Unternehmens für die beiden Rennwagen durch ein Elektrolysesystem mit Solarenergie.
Weitere 30 % stammen von der Bau- und Ingenieurfirma Obayashi Corporation, die ein früher grüner H2-Anwender war. Bereits 2018 engagierte sich das Unternehmen mit Neuseeland, um Erdwärme einsetzen als Teil einer Port-Säuberung, und seitdem liefen die Dinge reibungslos.
Im vergangenen April kündigte Obayashi die Bildung einer internen „Green Energy Division“ an. Außerdem startete das Unternehmen ein zweites grünes H2-Projekt in Neuseeland und startete in Kyushu in der Stadt Kokonoe-machi eine geothermische Elektrolyse.
Die dritte Quelle ist FH2R, und hier wird es interessant. FH2R steht für Fukushima Hydrogen Energy Research Field. es ist Japans grünes H2-Schaufenster, das den Business Case für die Wasserstoffgesellschaft demonstrieren soll. Die 10-Megawatt-Anlage wird von Japans NEDO (New Energy and Industrial Technology Development Organization) in Zusammenarbeit mit Toshiba ESS, Tohoku Electric Power und der Iwatani Corporation unterstützt, was noch interessanter ist, wenn man bedenkt, dass das Kerngeschäft von Iwatani Erdgas ist.
Die FH2R-Anlage wurde praktisch im Hinterhof des stillgelegten Atomkraftwerks Fukushima errichtet und nutzt Sonnenenergie für ihr Elektrolysesystem. Der Bau begann 2018 und die Anlage war im März 2020 betriebsbereit.
Teil des Plans ist es, mit FH2R die Nutzung erneuerbarer Energien in der Region zu maximieren, ohne auf Batteriespeicher angewiesen zu sein.
Der andere Teil besteht darin, grünes H2 auf dem lokalen Markt zu verkaufen. Das Problem besteht darin, dass die Nachfrage nach grünem Wasserstoff noch nicht gewachsen ist und dies nicht tun wird, bis die Kosten sinken und/oder die Regierungspolitik Anreize für die Nutzung von grünem H2 setzt.
Hier kommen Projekte wie die Wasserstoff-Rennwagen von Toyota ins Spiel. Es handelt sich um Werbeprojekte, nicht um unterm Strich, also sind die Kraftstoffkosten kein Hindernis.
Durch die Werbebrille betrachtet, nimmt Toyotas weltweites Cheerleading für straßenzugelassene Brennstoffzellenautos eine neue Farbe an. Wenn Japan grünes H2 zum Brennstoff seiner Wahl werden möchte, reichen heimische Quellen nicht aus. Das Land wird auf Importe angewiesen sein, was bedeutet, dass die Kosten für grünes H2 weltweit gesenkt werden müssen.
Als Hersteller hat Toyota das große Ganze im Blick, und das bedeutet, sowohl seine Fabriken als auch seine Fahrzeuge zu dekarbonisieren. Je mehr sie redet, desto mehr Interesse an Wasserstoff weckt sie auf dem Weltmarkt und desto besser verbessern sich die Aussichten, das Angebot zu erhöhen und die Preise zu drücken.
Das ist schön und gut, wenn grünes H2 fossile Quellen ersetzt. Biogas, Abwasser, Industrieabgase und Kunststoffabfälle werden ebenfalls als nicht-fossile Quellen ins Gespräch gebracht, aber die Interessenvertreter von Erdgas sind in höchster Alarmbereitschaft, um Möglichkeiten zu finden, ihren Anteil am Weltmarkt zu halten.
Ansonsten sollte jeder, der denkt, dass Toyota bei Brennstoffzellenautos irgendwann den Mund hält, wahrscheinlich noch einmal darüber nachdenken.
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Foto: Experimenteller GR Yaris Rennwagen mit freundlicher Genehmigung von Toyota.
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