Priusfreunde.de

Letzten Freitag hatte Toyota Deutschland die Vertreter von zehn deutschen Internetforen anlässlich der Verleihung des "Toyota Community Award" in die Zentrale nach Köln und das Fahrsicherheitszentrum Grevenbroich eingeladen. Auch ich war mit dabei und werde demnächst noch an anderer Stelle darüber berichten.

Einer der zahlreichen Programmpunkte war ein Vortrag (Powerpoint-Präsentation) von Dirk Breuer, Pressesprecher Technik Toyota Deutschland. Das Thema war der FCV als nächste Stufe nach dem Hybrid, überschrieben mit "Toyota Brennstoffzellen Hybrid - Die nächsten Schritte zu nachhaltiger Mobilität."

Der komplette Vortrag kann bei uns heruntergeladen werden, vielen Dank an Herrn Breuer für die freundliche Genehmigung! Es handelt sich um eine 8,3 MByte große Datei für Powerpoint 2007, also Format .PPTX. Hier geht es direkt zum Download:

- www.priusfreunde.de/portal/index.php?opt...gid=202&Itemid=4

Wer keine Lust zum Download hat oder keine geeignete Software zur Darstellung, kann die 20 Powerpoint-Bilder auch anschauen, siehe folgende Beiträge.

Sie sind dann aber natürlich nicht animiert und ohne begleitende Erklärung durch den Vortragenden teilweise nicht völlig zu verstehen. Ich schreibe daher über das jeweilige Bild noch einige Erklärungen dazu, soweit sie mir im Gedächtnis geblieben sind.

Es ist ratsam, während der Lektüre nicht vorschnell auf ANTWORTEN zu klicken, sondern zunächst die gesamte Präsentation / alle Bilder und Erklärungen bis zum Ende durchzulesen. Zwischendurch werden nämlich immer wieder Fragen aufgeworfen, die dann im weiteren Verlauf ganz oder teilweise beantwortet werden. Aber natürlich nicht alle und nicht immer zufriedenstellend - das Thema bietet reichlich Raum für eine rege Diskussion.

Grüße, Egon

15 Jahre nach dem Prius I feierten die Entwickler den durchschlagenden Erfolg, Resultat auch des hartnäckigen und konsequenten Festhaltens an der Idee.



Die aktuelle hybride Modellpalette.

Den Gesamtwirkungsgrad (Well-to-Wheel) sieht man bei Toyota beim Wasserstoff-Hybrid als am besten an. Unstrittig ist aber, dass reine Elektro-Fahrzeuge durch den konkurrenzlos guten Wirkungsgrad des E-Motors zumindest in der Tank-to-Wheel-Betrachtung deutlich besser abschneiden.



Dieses Bild wurde vom Referenten mit der lakonischen Bemerkung präsentiert: "Typisch japanisch - die Achsen haben keine Einheiten".



Die Herstellungskosten sind unter anderem deshalb gesunken, weil man einen Weg gefunden hat, die für die Funktion notwendige permanente Befeuchtung einer Schicht innerhalb des Brennstoffzellen-Stacks durch das ohnehin anfallende Wasser zu gewährleisten. Das ist erheblich weniger aufwändig als die bisherige externe Befeuchtung. Darüber hinaus ist der Stack bei gesteigerter Leistung kleiner und leichter geworden.

Ich habe mich bei Herrn Breuer nach der voraussichtlichen Lebensdauer einer Brennstoffzelle (also des Stacks) erkundigt. Er meinte sinngemäß: Mindestens ein Autoleben nach US-Zyklus, das sind 100.000 Meilen (160.000 Kilometer). Die Leistung werde auch danach nur ganz allmählich abnehmen, was bis zu einem ziemlich weit entfernten Level keine Auswirkungen auf die Fahrleistungen habe.



Noch ein Detail am Rande: Sie arbeitet nicht völlig lautlos, sondern hat je nach Leistungsabgabe ein Arbeitsgeräusch, das als angenehm beschrieben wurde.



Der Tank wurde als sicher beschrieben. An Bord des Autos befänden sich eine ganze Kaskade von Sensoren, die jedes Leck aufspüren und in einem solchen Fall (wie auch bei einem Unfall) die Ventile direkt am Tank schließen. Bei einer massiven Beschädigung würde der Wasserstoff durch seinen hohen Druck und seine physikalischen Eigenschaften sehr schnell nach oben strömen - wenn brennend, dann mit einer meterhohen senkrechten Stichflamme.



Zum Testen war die Brennstoffzellen-Einheit in den letzten zwei Jahrzehnten bereits in diverse SUVs und andere Versuchsträger verbaut. Es war Toyota aber klar, dass man für die Serienproduktion schon deshalb ein neues Auto entwickeln muss, weil man die Technik darin vernünftig unterbringen möchte. Es war Absicht, das Auto so futuristisch zu gestalten, dass es sofort als Wsserstoff-Fahrzeug erkennbar ist.



Herr Breuer wies ausdrücklich darauf hin, dass der Wasserstoff-PKW keineswegs das einzige und auch nicht das erste Wasserstoff-Fahrzeug des Konzerns sei.

Jetzt folgt die komplexeste Grafik. Im Original, also in der Powerpoint-Präsentation, werden die einzelnen Kreisläufe nach und nach eingeblendet und zu jedem Entwicklungsschritt gibt es Erläuterungen.

Die Grundidee bei allem ist, dass sich die Wasserstoffproduktion auch als Zwischenspeicher für gerade nicht benötigten Strom eigne. Herr Breuer erklärte, derzeit würden 130 Prozent der aktuell benötigten Strommenge produziert, um auf Bedarfsschwankungen zeitnah reagieren und so permanente Verfügbarkeit garantieren zu können.

Den zuviel produzierten Strom könne man zur Herstellung von Wasserstoff verwenden und im Bedarfsfall auch wieder abgeben, um damit Strom zu erzeugen. So habe ich es jedenfalls verstanden und ich bitte um Nachsicht, falls es nicht exakt dem entspricht, was gesagt wurde. Zur Erinnerung: Alles, was ich hier schreibe, ist ein reines Gedächtnisprotokoll.

Klar ist, dass Toyota überhaupt nicht daran denkt, ein Wasserstoff-Netz aufzubauen. Man nannte derzeit 15 frei zugängliche H2-Tanketellen in Deutschland, die selbstverständlich nicht ausreichen. Man werde aber andere Anbieter bei der Entwicklung der Infrastruktur unterstützen

An den kurz- oder mittelfristigen Durchbruch von Elektro-Autos glaubt man bei Toyota nicht, und zwar überhaupt nicht. Zu klein und zu langsam die Fortschritte bei der Batterietechnik, zu klein die Reichweite, wenn es bezahlbar bleiben soll. Eine Bemerkung lautete sinngemäß: Alle rufen nach reichweitenstarken, großen Elektroautos, aber nur eine sehr kleine Minderheit möchte sie auch bezahlen.

Toyota sieht EV-Mobile daher auf absehbare Zeit nur im Kurzstrecken- und Kleinstwagensegment sowie als Nischenmodelle. Ansonsten sieht man Benzin-Elektro-Hybride noch für längere Zeit als erste Wahl, Plugin-Hybride als Ergänzung dazu und die Brennstoffzelle als Zukunftstechnik. Nicht gefehlt hat ein Hinweis, dass alles Notwendige vorhanden sei, um schnell reine EV-Mobile produzieren zu können, wenn es der Markt verlange - siehe auch weiter oben bei "Hybrid-Baukasten". Man glaubt aber nicht, dass das in absehbarer Zeit passiert.

Es war deutlich herauszuhören: Mit einem zeitnahen Durchbruch des H2-Antriebs auf dem Massenmarkt rechnet man genau so wenig wie mit dem der reinen Elektro-Autos. Der Zeithorizont für den H2-Antrieb liegt eher bei 2020 als bei 2015.



Eine wichtige Bemerkung lautete: Wir haben hier das klassische Henne-Ei-Problem, wie fast immer bei der Einführung neuer Technologien. Wir haben uns entschlossen, ein Ei zu legen und hoffen, dass andere die Henne liefern.



ENDE

Grüße, Egon

Nachdem ich das gestern Nacht eingestellt und heute Morgen erneut durchgelesen habe, möchte ich noch einige Hinweise ergänzen, damit es auch richtig rüberkommt.

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15 Jahre nach dem Prius I feierten die Entwickler den durchschlagenden Erfolg, Resultat auch des hartnäckigen und konsequenten Festhaltens an der Idee.
Dieser Punkt leitet den Vortrag ein, weil Toyota sich darüber im Klaren ist, dass auch der Erfolg der Brenstoffzellen-Technologie im PKW eines sehr langen Atems bedarf.

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Darüber hinaus ist der Stack bei gesteigerter Leistung kleiner und leichter geworden. Diese Abbildung ist nicht maßstabsgetreu! Das heißt, die Zelle ist wesentlich kleiner geworden, nämlich viel mehr, als man auf dem zugehörigen Bild erkennen kann.

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Noch ein Detail am Rande: Sie arbeitet nicht völlig lautlos, sondern hat je nach Leistungsabgabe ein Arbeitsgeräusch, das als angenehm beschrieben wurde.
Herr Breuer beschrieb den Sound unter Last einerseits als V6-ähnliches Arbeitsgeräusch, andererseits als Fauchen.

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Bei einer massiven Beschädigung würde der Wasserstoff durch seinen hohen Druck und seine physikalischen Eigenschaften sehr schnell nach oben strömen - wenn brennend, dann mit einer meterhohen senkrechten Stichflamme.
Der Gedanke an eine meterhohe Stichflamme ist nicht sehr verlockend, wenn man auf dem Tank sitzt.

Man sollte deshalb ergänzen, dass diese Wasserstoff-Tanks nicht mit beispielsweise Erdgas-Tanks vergleichbar sind, sondern erheblich stabiler und schwerer sind. Das müssen sie auch, weil viele Wandungen und Beschichtungen notwendig sind, um den enormen Innendruck auszuhalten und die winzigen Gasmoleküle am Diffundieren zu hindern.

Eine auf diesen Behälter einwirkende Kraft, die tatsächlich groß genug ist, ihn zu knacken, würde wahrscheinlich das gesamte Fahrzeug zerstören.

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Es war deutlich herauszuhören: Mit einem zeitnahen Durchbruch des H2-Antriebs auf dem Massenmarkt rechnet man genau so wenig wie mit dem der reinen Elektro-Autos. Der Zeithorizont für den H2-Antrieb liegt eher bei 2020 als bei 2015.
Wobei die Markteinführung 2015 erfolgen wird, wie angekündigt. Es glaubt nur niemand an einen riesigen Erfolg von Anbeginn an, dafür wird schon die ungenügende Wasserstoff-Infrastruktur sorgen. Ein sehr langer Atem ist bei Toyota für das Projekt fest eingeplant, auch hier wieder der Vergleich zum Elektro-Benzin-Hybriden.

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Grüße, Egon

Vielen Dank Egon !
Dein Engagement ist beispiellos.
Sehr interessante Sache, die sich da auftut.
Ich wünsche dem Konzern einen langen Atem bei der Durchsetzung seiner Ziele.

Auch ich danke dich, Egon, für wieder einmal ein sehr gut verfassten Bericht. Es freut mich immer deine Beiträge zu lesen!

Jan

Danke für deinen Bericht, Egon. Sehr interessante Sache, die Hintergründe quasi aus erster Hand erklärt zu bekommen!

Hallo Egon,
dem aufmerksamen Leser ist sicherlich nicht entgangen, wann Du den Bericht geschrieben hast....
und wie lange die Präsentation gebraucht hat um sie ins Forum zustellen.
Schlappe 3 Minuten. 01:45 - 01:48 Uhr.
Jedoch ahnt jeder Priusfreund wieviel Zeil vorher...

Es stimmt also doch.
Ich verbreite seit Jahren das Gerücht, dass Du im Forum wohnst.
Und ?
Wer hatte recht ?

Spaß beiseite:
danke Dir.

Eugen

Wenn nebenan eine Wasserstofftankstelle ist und das Fauchen genügend dezent, der Preis mit EV vergleichbar ist, würde ich so ein FCV kaufen.

Ernst

Auch ich kann mich den Danksagungen nur anschließen und deinen Einsatz bewundern. Ich hoffe, dass wir uns in Lüneburg sehen werden.


Gruß Yaris Gerd

@Egon,
danke für die Info.

Interessant finde ich dass es bei der H2-Lagerung jetzt wieder nur noch um 700bar geht, ein Druck wie 7000 m unter dem Meer (1 bar entspricht 10 m Wassersäule) direkt 10 cm unter dem Hi...rn ist mir emotional doch nicht so geheuer, da ja auch nicht jedes U-Boot so tief tauchen kann. Aber besser als die kürzlich immer wieder gehörten 875 bar (8750 m unter dem Meer). Auch scheint die Technik gut zu sein Edelstahltank mit Carbonfaser umwickelt (vermutlich sehr gut recyclingfähig ) Insofern glaube ich dass die Technik hält, zumindest in 99,99% aller Unfälle.

Was ich lustig fand war die Angabe des Prius-Wirkungsgrades von 40%, naja gerundet vielleicht im Sweet Spot, aber trotz Computersteuerung incl cvt-Getriebe wohl deutlich von einem Durchschnittswert entfernt. Insbesondere wenn man mit dem Wert eines ebenfalls genannten Benzinmotors (23%) vergleicht, der fast nur die Hälfte hat. Im realen Benzinverbrauch spiegelt sich das so nicht wieder. Das bedeutet aber auch dass der angegebene Wirkungsgrad von 65% bei der Brennstoffzelle wohl nur beim Sweet Spot erreicht wird und ebenso keinen Durchschnitt darstellt.

Was mich aber stört ist (einige werden es erraten) der Wirkungsgrad einer erdgasbasierten H2-Herstellung. Die 67% können erreicht werden wenn man den Anlagenausgang und die dort üblichen 10-25 bar vergleicht. Was aber fehlt ist der Strombedarf der Anlage. Die Kompression auf 700bar, die Lagerung, LKW-Beladung, LKW-Transport und die Lagerung an der Tankstelle fehlen vollständig und das ist auch der Grund warum H2 nur in Kleinstmengen (200kg - 380 kg pro 40-tonner LKW) transportiert wird.

Auch das das Wort "Membrantrennprozess" ist zumindest für mich irritierend, denn um etwas zu trennen brauche ich erst mal 2 oder mehr Teile. Erdgas ist aber ein einziger Stoff bei dem 1 Kohlenstoffatom und 4 Wasserstoffatome absolut fest verbunden sind. Und die Atome kriege ich nicht durch eine Membran getrennt, das passiert mit sehr viel Hitzeenergie (=zusätzliches zu versteuerndes Heizerdgas) in einem Steamreformer. Dannach habe ich CO2, CO und H2. Diese Stoffe werden dann durch eine Membran (DWA=Druckwechseladsorbtionsanlage oder PSA=Pressure Swing Absorber) getrennt, falls man nicht wie in der Chemie auch das CO-Molekül benötigt. Nur dann baut man eine Coldbox (nichts anderes als eine Trennkolonne in einem haushohen Kühlschrank, vorher wird aber das CO2 herausgewaschen, denn ab -64°C würde sonst der Kühlschrank vereisen). Eine PSA hat jeder der aus einem wasserstoffreichen Strom reinen Wasserstoff gewinnen will, das wird seit jahrzehnten so gemacht, benötigt halt etwas Energie um den H2 durch den "Kaffeefilter" zu drücken, ist aber viel billiger als die Reinigung mittels Coldbox.

Was ich aus Folie 7 entnehme ist nur das Schönreden der Wasserstoffproduktion.

Und auf die H2-Elektrolyse wird nicht eingegangen, denn damit sich ein Investor für den Bau einer solchen Anlage interessiert müßte er Geld vom Stromerzeuger bekommen für seine Stromabnahme. Das ist zwar nicht undenkbar, denn in der Nacht wird Überflußstrom durch negative Preise (€/MWh) ganz normal "entsorgt". Aber ich bezweifele dass ein Stromproduzent das vertragsmäßig tut. Und ein Windrad wird eher heruntergeregelt.

Gruß alupo

PS: ich beteilige mich aber aus "Liebhaberei" seit einigen Jahren an der H2-Elektrolyse indem ich von Greenpeace Energy sogenanntes "Windgas" beziehe und damit im Preis bereit bin 0,4 cts/kWh mehr zu bezahlen. Das werden aber sicher nicht viele Autofahrer machen...