Wasserstoff-Verbrennungsmotor: Die umweltfreundliche Alternative für Lkw und Busse

Die nächste Generation umweltfreundlicher Antriebe für schwere Nutzfahrzeuge nimmt konkrete Formen an. Ein internationales Konsortium unter Führung von Cummins Inc. hat einen 6,7-Liter-Wasserstoff-Verbrennungsmotor entwickelt, der speziell für mittelschwere Lkw und Busse konzipiert wurde. Diese innovative Technologie könnte einen entscheidenden Beitrag zur Dekarbonisierung des Transportsektors leisten, ohne auf die vertraute und bewährte Technik des Verbrennungsmotors verzichten zu müssen.

Wasserstoff als Kraftstoff der Zukunft

Das als „Projekt Brunel“ bekannte Entwicklungsvorhaben wird von der britischen Regierung mitfinanziert und vom Advanced Propulsion Centre UK (APC) unterstützt. Neben Cummins sind weitere namhafte Unternehmen wie Johnson Matthey plc, Phinia Inc. und Zircotec Ltd. beteiligt, die ihr spezifisches Know-how einbringen. Während Cummins die Grundlage des Motors bereitstellt, liefert Phinia eine innovative Wasserstoffeinspritztechnologie. Johnson Matthey steuert Katalysatoren bei, und Zircotec entwickelt eine spezielle Beschichtung, die den besonderen Anforderungen des Wasserstoffbetriebs gerecht wird.

Die Ergebnisse dieser Zusammenarbeit sind beeindruckend: Der neue H2-ICE (hydrogen fuelled internal combustion engine) erzielt im Vergleich zu konventionellen Dieselmotoren nach Euro VI-Norm eine Reduzierung des Kohlenstoffausstoßes um über 99 Prozent. Gleichzeitig werden extrem niedrige Stickoxidwerte erreicht, was die Technologie besonders umweltfreundlich macht.

Vielseitige Einsatzmöglichkeiten

Der 6,7-Liter-Motor ist primär für mittelschwere Fahrzeuge konzipiert, lässt sich aber auch in anspruchsvolleren Anwendungsbereichen wie im Bauwesen und in der Landwirtschaft einsetzen. Damit bietet er eine flexible Lösung für verschiedene Industriezweige, die ihre CO2-Bilanz verbessern möchten. Für noch schwerere Nutzfahrzeuge arbeitet Cummins bereits an einem 15-Liter-Wasserstoffverbrennungsmotor, der zukünftig das Portfolio ergänzen soll.

Jonathan Atkinson, Executive Director Product Strategy bei Cummins, unterstreicht die Bedeutung dieser Entwicklung: „Die Technologie der mit Wasserstoff betriebenen Verbrennungsmotoren wird weithin als praktikabler Weg zur Verringerung der Auswirkungen auf die Luftqualität angesehen.“ Er hofft zudem, dass Großbritannien das Potenzial dieser Technologie für Nutzfahrzeuge auch über die Jahre 2035 und 2040 hinaus anerkennen wird.

Wirtschaftliche Perspektiven

Die Investitionen in die Wasserstoff-Verbrennungstechnologie sind beträchtlich. Allein Cummins hat seit Mai 2022 mehr als 13 Millionen Pfund in die Entwicklung dieser Motoren investiert. Im Juli 2024 eröffnete das Unternehmen eine neue Antriebsstrang-Testanlage in Darlington (UK), die mit einem Konzept-Truck für Wasserstoffverbrennungsmotoren eingeweiht wurde. Am Standort Darlington beschäftigt Cummins rund 1.750 Mitarbeiter, was die wirtschaftliche Bedeutung dieser Technologie für die Region unterstreicht.

Matt Shillito, Senior Project Delivery Lead vom APC, betont: „Die Investitionen des Ministeriums für Wirtschaft und Handel bieten dem Vereinigten Königreich eine bedeutende Gelegenheit, eine hochwertige Produktionsbasis für H2-ICE zu schaffen.“ Diese Einschätzung verdeutlicht das wirtschaftliche Potenzial, das in der Wasserstoff-Verbrennungstechnologie steckt.

Verbrennungsmotor mit Zukunft?

Die Entwicklung des Wasserstoff-Verbrennungsmotors steht im Kontext der aktuellen Diskussion um die Zukunft des Verbrennungsmotors in Europa. Ab 2035 soll es in der EU keine Neuwagen mit konventionellem Verbrennungsmotor mehr geben. Dr. Adrian Rinscheid, Assistenzprofessor für Klimapolitik an der Universität St. Gallen, warnt in diesem Zusammenhang vor einem „Nokia-Effekt“ in der Autoindustrie: „Technologieoffenheit ist ein Risiko in der Marktdurchsetzungsphase.“ Er argumentiert, dass klare Zielvorgaben es den Herstellern erleichtern, „sich strategisch zu positionieren und Skaleneffekte zu erzielen.“

Dr. Max Müller, ein führender Ingenieur in der Automobiltechnik, sieht hingegen Potenzial in alternativen Antriebskonzepten: „Der Schlüssel zur Reduzierung der Emissionen liegt in der Entwicklung nachhaltiger Kraftstoffe.“ Die Wasserstoff-Verbrennungstechnologie könnte hier eine wichtige Rolle spielen, insbesondere im Bereich der schweren Nutzfahrzeuge, wo batterieelektrische Antriebe an ihre Grenzen stoßen.

Herausforderungen und Ausblick

Trotz der vielversprechenden Entwicklungen stehen der breiten Einführung von Wasserstoff-Verbrennungsmotoren noch einige Herausforderungen gegenüber. Dazu gehören der Aufbau einer flächendeckenden Wasserstoff-Infrastruktur und die Sicherstellung einer nachhaltigen Wasserstoffproduktion. Hildegard Müller, Präsidentin des Verbands der Automobilindustrie (VDA), fordert daher Strukturreformen: „Günstige Energiepreise und ein Ausbau der Infrastruktur sind entscheidend.“

Eine Studie des Instituts für Umweltforschung (IUF) unterstreicht einen weiteren Vorteil: „Mit synthetischen Kraftstoffen können bestehende Motoren weiterverwendet werden, was Ressourcen schont.“ Dies gilt auch für Wasserstoff als Kraftstoff, der in modifizierten Verbrennungsmotoren eingesetzt werden kann.

Die Entwicklung des 6,7-Liter-Wasserstoff-Verbrennungsmotors durch das Cummins-geführte Konsortium zeigt, dass die Verbrennungstechnologie noch lange nicht am Ende ist. Vielmehr könnte sie in Kombination mit nachhaltigen Kraftstoffen wie Wasserstoff einen wichtigen Beitrag zur Dekarbonisierung des Verkehrssektors leisten – insbesondere dort, wo batterieelektrische Antriebe an ihre Grenzen stoßen.