Auto

Erstes Wasserstoff-Bike in Serie

Gib Stoff mit Wasserstoff

Immer mehr Fahrräder fahren elektrisch mit Batterien. Zu dieser Technologie gibt es eine interessante Alternative: Eine französische Firma entwickelte das erste Wasserstoff-Bike in Serie.

Pragma industries
Aus Biarritz berichtet
Freitag, 09.02.2018   05:34 Uhr

"Möchten Sie einen Earl Grey?", fragt Pierre Forté, stellt ein Becherglas auf den Tisch und grinst. Mithilfe einer Teezange versenkt der Chef von Pragma Industries den Beutel auf dem Boden. In dem Glas sprudelt es. Forté hält ein Feuerzeug an die Oberfläche: ein leises Verpuffen, weiter nichts. Ein Earl Grey? Wohl eher nicht.

"Das ist Hydrolyse", erklärt der 40-Jährige die chemische Reaktion. Forté studierte Luft- und Raumfahrttechnik, arbeitete anschließend bei einem der weltweit führenden Produzenten für Geschäftsflugzeuge, bevor er das Potenzial von kompakten Brennstoffzellen als Stromlieferanten erkannte. 2004 gründete er Pragma Industries im französischen Biarritz, ein kleines Ingenieurbüro mit heute sieben Mitarbeitern.

Video: Produktion von Wasserstoff im Glas

Foto: SPIEGEL ONLINE

"Damit können wir an Bord eines Fahrrads Wasserstoff erzeugen", sagt Forté und deutet auf das Päckchen, das er zuvor im Glas versenkt hatte. Dessen Inhalt beschreibt er als eine Mischung von Stoffen, die hauptsächlich auf Silicium, Aluminium oder Magnesium basieren. Ihm schwebt ein "Nespresso-System" vor, eine Kapsel, die für den Verkauf im Supermarkt geeignet sei, in die Hardware eines Fahrrades passt und dort Wasserstoff erzeugt, der mit Sauerstoff in einer Brennstoffzelle reagiert. Dabei entsteht Strom, der einen Elektromotor antreibt. Bis 2020 soll das Wasserstoff-Bike für Endverbraucher auf dem Markt sein.

Wasserstoffbikes nur als Flottenlösung interessant?

Wasserstofffahrzeuge gelten als Alternative zu batterieelektrischen Modellen. Bei Fahrrädern kommt die teure Technologie noch kaum zum Einsatz - Pragma Industries gehört zu den Vorreitern. In der Autoindustrie blicken vor allem Toyota und Daimler auf jahrzehntelange Erfahrung zurück. Mit der Limousine Mirai stellten die Japaner das erste Serienmodell vor. Vorteil von Brennstoffzellenfahrzeugen sind eine größere Reichweite im Vergleich zu batterieelektrischen Modellen und die Möglichkeit, in wenigen Minuten den Tank zu füllen, statt mehrere Stunden an der Steckdose zu laden.

Bei Fahrrädern testete unter anderem Linde, der deutsche Gasproduzent, eine Pilotserie von 100 sogenannten H2-Bikes. Auch das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) forscht in Stuttgart an einer Brennstoffzellen-Technologie für Fahrräder. Pragma Industries sieht sich einen Schritt weiter.

Zwar befindet sich das Bike mit der On-Board-Wasserstofferzeugung noch im Forschungsstadium, doch die Franzosen bezeichnen sich selbst als ersten Hersteller eines Wasserstofffahrrades in Serie - dem Alpha Bike, von dem sie im vergangenen Jahr 60 Stück an Flottenbetreiber verkauften. Nachteil von Alpha: Der Wasserstoff muss wie beim Auto noch an einer Tankstelle nachgefüllt werden. Damit eignet sich das Fahrrad nur für öffentliche Einrichtungen, Fahrradverleiher oder Firmen, die für mindestens 75.000 Euro immer noch eine Zapfsäule zum 7500 Euro teuren Fahrrad dazu kaufen müssen.

Für Hannes Neupert, Fahrradexperte des Testinstituts ExtraEnergy, ist das einer der Knackpunkte, weshalb er aktuell nicht an den durchschlagenden Erfolg von Wasserstoffbikes glaubt: "Für batteriebetriebene Fahrräder ist jede Steckdose eine Tankstelle, bei Wasserstoff ist das problematisch. Aktuell ist diese Technologie interessant in Pedelec-Flotten", sagt er. Doch "der Wettbewerb zwischen Batterie und Brennstoffzelle ist noch nicht entschieden. Für beide Technologien gibt es, langfristig gesehen, sinnvolle Anwendungen", so Neupert.

Menschen fürchten sich vor Wasserstoff

"Restricted Area" - Sperrgebiet, steht an einer der Firmentüren in dem wellblechartigen Kastenbau in Nähe des Flughafens. Forté, der von Alter, Größe und legerer Eleganz dem französischen Staatspräsidenten

  • Emmanuel Macron ähnelt, winkt herein.
  • In der kühlen Halle parken verschiedene Fahrradmodelle - darunter gelbe Räder des staatlichen Postunternehmens La Poste. Auf dem Gepäckträger der schweren Transporträder lastet - fest montiert - eine Gasflasche.

    SPIEGEL ONLINE

    Fahrräder von La Poste

    "Das war der Beginn unseres Projektes", sagt Christophe Bruniau, zuständig für Verkauf und Vertrieb des Unternehmens, und lässt seinen rechten Arm Richtung Fahrräder schweifen. Bruniau trägt eine auffällige Brille mit blauem Rand. Dann erzählt er von La Poste und den Problemen der Briefausträger, die Pedelecs mit herkömmlichen Lithium-Ionen-Akkus fuhren. Weil die Reichweite der Batteriepacks für eine durchschnittliche Tour von vier Stunden nicht ausreichte, suchte das Staatsunternehmen nach einer anderen Lösung. Pragma Industrie rüstete einen Teil der Flotte auf Wasserstofftechnik um. Das Versuchsprojekt laufe noch, erklärt Bruniau.

    Für Firmenchef Forté gibt es bei den Fahrrädern schon jetzt Nachbesserungsbedarf - auch ohne Auswertung der Ergebnisse. Ihm missfällt vor allem das Design. Um die Akzeptanz der neuen Bike-Technologie zu steigern, müsse die Technik unsichtbar sein. Zu groß seien die Vorbehalte gegenüber Wasserstoff, glaubt Forté und sieht als Grund die Hindenburgkatastrophe von 1937. Warum sich der Wasserstoff damals entzündet hat, ist nach wie vor unklar. Crashtests im Auftrag der Autoindustrie legen nahe, dass von Wasserstoff eher eine geringere Gefahr ausgeht als beispielsweise von Benzin.

    Fahrrad besitzt Zündschlüssel

    Auf eigene Faust und ohne Auftraggeber in der Hinterhand gab er deshalb bei einem freiberuflichen Designer das Alpha-Bike in Auftrag. Als Ergebnis präsentierte dieser ein stabiles Damenrad mit breitem Rahmen und einem Knick im Unterrohr, das beim Reifenhersteller Michelin produziert wird. Aus der Distanz ähnelt der Untersatz einem stilisierten Schwan - oder eher dem hässlichen Entlein, das sich in nächster Entwicklungsstufe noch mausern muss. Die Unterbringung der hochkomplexen Technik forderte bei der Gestaltung ihren Tribut.

    Zwar schaffte es das Entwicklungsteam die Schlüsselkomponenten in der Größe von Küchenutensilien zu gestalten - so ist der Stapel mehrerer hintereinander angeordneter Brennstoffzellen, der sogenannte Stack, nicht voluminöser als eine Kaffeetasse, die Gasflasche nicht länger als eine Nachfüllkartusche für Kohlensäure zum Aufsprudeln von Leitungswasser. Doch im Vergleich zu einem Lithium-Ionen-Akku müssen gleich mehrere Komponenten im Rahmen untergebracht werden. Dazu gehört auch noch eine kleine Pufferbatterie, die immer dann zum Einsatz kommt, wenn der Radfahrer viel Leistung vom zugekauften Brose-E-Mittelmotor abfordert.

    Den Akku-Speicher würde Forté gern durch Supercaps ersetzen, die dank einer hohen Leistungsdichte schnell größere Energiemengen wieder abgeben können. Die aktuelle Reichweite des Rades geben die Franzosen mit 100 Kilometern an. Gute batteriebetriebene Pedelecs kommen auf eine ähnliche Distanz bei schwacher E-Unterstützung. Doch im Unterschied zu stundenlangem Laden an der Steckdose, dauert der Tankvorgang beim H2-Rad etwa zwei Minuten. Erfolgt die Herstellung des Wasserstoffs mit erneuerbaren Energien, fällt auch die schlechte CO2-Bilanz des Kraftstoffs flach. Die Bedienung des Bikes beim Fahren erfolgt intuitiv - mit wenigen kleinen Unterschieden zu herkömmlichen Pedelecs. Am Unterrohr besitzt das Alpha nicht nur einen kleinen Tankdeckel, sondern tatsächlich eine Art Zündschlüssel und einen Notausschalter, der bei Störungen die Wasserstoffzufuhr stoppt.

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    Fahrrad mit Zündschlüssel

    Für Forté stellt die Fahrradproduktion vor allem ein Vehikel dar, die Herstellung von kompakten Brennstoffzellen schnell zu industrialisieren. Zum Batterien-Business verhält sich die Produktion der Wasserstoff-Technologie nämlich noch so wie ein Start-up zu Konzernen wie VW: Gut 70.000 sogenannter Stacks werden weltweit produziert, erklärt Forté, im Vergleich zu Milliarden von Lithium-Ionen Akkus. Deshalb könne man auch nicht die Kosten einer serienmäßigen Brennstoffzellenproduktion beziffern. Forté gibt die Herstellungskosten mit fünf bis acht Euro je Watt an, bei einer Leistung von 150 Watt läge der Stack von Pragma bei mindestens 750 Euro in der Produktion.

    Mischung zur Wasserstoff-Erzeugung in Nespresso-Kapseln

    Laut einer Studie von Navigant Research sollen ab 2023 40 Millionen Pedelecs jährlich verkauft werden, nach China ist Westeuropa der wichtigste Absatzmarkt. Der Großteil davon wird in Privatbesitz übergehen und nicht an Flottenkunden. Will das Brennstoffzellen-Bike in naher Zukunft auf dem Markt eine Chance haben, muss es ein System liefern, das ohne Infrastruktur auskommt - also Wasserstoff dank Nespresso-System statt Abwarten und Teetrinken.

    insgesamt 78 Beiträge
    Edgard 09.02.2018
    1. Endlich...
    ... kommt diese zukunftsweisende Technologie auf breiterer Front zum Einsatz. Das Fraunhofer-Institut hat 2016 eine Studie über eine Solarzelle verfasst die Wasserstoff direkt erzeigt - mit einem Wirkungsgrad von über 20%. Da [...]
    ... kommt diese zukunftsweisende Technologie auf breiterer Front zum Einsatz. Das Fraunhofer-Institut hat 2016 eine Studie über eine Solarzelle verfasst die Wasserstoff direkt erzeigt - mit einem Wirkungsgrad von über 20%. Da relativiert sich die Frage nach teurer Infrastruktur schon etwas. Unser nächstes Auto ist dann auch hoffentlich ein autonomes mit Brennstoffzelle und Radnabenmotoren; der Wasserstoff vo unserem Hausdach in der Bretagne und dem Windrad - und der speist dann auch das Mini-Blockkraftwerk für Strom und Heizung. Energieversorger war dann gestern.
    stefan7777 09.02.2018
    2. Was für ein unendlicher Blödsinn
    Wasserstoff zu transportieren, lagern, tanken ist sehr aufwendig und somit teuer. Die Drucktanks verlieren Wasserstoff, weil er durch die Wände diffundiert. Jede Umlagerung/-tankung ist energieaufwendig, weil Druckpumpen und [...]
    Wasserstoff zu transportieren, lagern, tanken ist sehr aufwendig und somit teuer. Die Drucktanks verlieren Wasserstoff, weil er durch die Wände diffundiert. Jede Umlagerung/-tankung ist energieaufwendig, weil Druckpumpen und extrem aufwendige Technik beteiligt sein müssen. Verluste in der kompletten Kette von Produktion bis Verbrauch. Im Vergleich dazu ist der Umgang mit drucklosen Flüssigkeiten wie Benzin ein Kinderspiel. Im Vergleich zum Benzin, ist aber Strom noch simpler, da ein Netz vorhanden ist. Ich mutmaße, es geht hier nur um die Pfründe der Tankstellenvereinigung und den Motorenbau, den es in Zukunft in dieser Form nicht mehr brauchen wird.
    macks68 09.02.2018
    3. Na endlich.
    Ich hoffe stark, dass sich Wasserstoff in allen Fahrzeugen durchsetzt. Die Batterietechnologie ist es einfach noch nicht. Lange Ladezeiten - fast unmöglich oder viel zu kostspielig umzusetzende Infrastruktur und der Strom kommt - [...]
    Ich hoffe stark, dass sich Wasserstoff in allen Fahrzeugen durchsetzt. Die Batterietechnologie ist es einfach noch nicht. Lange Ladezeiten - fast unmöglich oder viel zu kostspielig umzusetzende Infrastruktur und der Strom kommt - zum großen Teil - aus Kohle- und Kernkraftwerken. Die Produktion der Li-Zellen, ist mit extremen CO2-Mengen "erkauft". Reden wir über Strom in 30 Jahren mal, dann ist eine Batterie mit 400 km Reichweite evtl in 5 Minuten voll und nicht größer als ein Schuhkarton. Die wenigsten Menschen haben ein Eigenheim & Grund, sich über eine schlechte Infrastruktur "hinweg" zu setzen...
    spon_4458004 09.02.2018
    4. Fragen über Fragen
    Leider fehlen die relevanten Informationen; wie funktioniert die Wasserstofferzeugung, wie werden die "Nespresso"-Kapseln erzeugt und entsorgt und wie sieht die Energiebilanz aus?
    Leider fehlen die relevanten Informationen; wie funktioniert die Wasserstofferzeugung, wie werden die "Nespresso"-Kapseln erzeugt und entsorgt und wie sieht die Energiebilanz aus?
    observerlbg 09.02.2018
    5. Tolle Ideen, aber bisher unbezahlbar
    Immer die gleiche Frage: kann das in absehbarer Zeit massentauglich werden? Wird also die notwendige Infrastruktur geschaffen? Und sinkt der Preis der Fahrzeuge dann auf ein "erträgliches" Niveau? Gut, für die ersten [...]
    Immer die gleiche Frage: kann das in absehbarer Zeit massentauglich werden? Wird also die notwendige Infrastruktur geschaffen? Und sinkt der Preis der Fahrzeuge dann auf ein "erträgliches" Niveau? Gut, für die ersten Benzintankstellen, die das neue Produkt von Daimler und Benz massentauglich machen konnten fanden sich schnell Anbieter, die ein provitables Geschäft witterten. Die Konkurenz, Pferdedroschkenbetreiber, hatten keine starke Lobby. Heute aber gefährden derartige Neuerungen mächtige Geschäftsbereiche. Will sagen: in jeder Ecke lauern heute Wölfe, die ihr Revier mit aller Macht verteidigen. Da helfen nur extreme Finanzmittel wie die von Elon Musk.

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