Der Toyota Mirai entsteht, Auto für Auto, in Handarbeit. In einer eigenen Halle schraubt ein kleines Team von besonders geschulten Mitarbeitern jedes der Wasserstofffahrzeuge nach Kundenwünschen zusammen. Hier ein Mirai für Kalifornien mit dem Lenkrad auf der linken Seite, dort einer für Großbritannien mit dem Lenkrad rechts. „Noch handelt es sich nicht um ein Massenprodukt in dem Sinne, wie wir sonst Autos produzieren“, sagt Yoshikazu Tanaka. „Aber das ist erst der Anfang der Mobilität der Zukunft.“

Auf Tanakas Visitenkarte steht „Chefingenieur“, doch andere sagen: Er ist der Vater des Mirai – des ersten in Serie hergestellten Autos mit Brennstoffzellenantrieb. Das Fahrzeug soll einmal Urvater einer ganzen Reihe kommerziell tragfähiger Produkte werden, die auch ohne Subventionen am Markt gute Gewinne abwerfen.

Japan geht den Weg des Wasserstoffs, des „Suiso“, wie das farblose Gas in der Landessprache heißt. In einem industriepolitischen Kraftakt wollen Regierung und Großunternehmen im Laufe der kommenden zwei Jahrzehnte die Umstellung der Energiesysteme auf den sauberen Brennstoff erzwingen. Es geht dabei nicht nur ums Fahren, sondern auch um Stromversorgung, Heizen und den Energiebedarf insgesamt. Dem Wasserstoff kommt dabei vor allem eine Funktion zu: Er soll als Zwischenspeicher für Strom aus erneuerbaren Quellen dienen, deren Angebot stark schwankt.

Deutschland nur halbherzig

Die Zukunft von Wasserstoff als Energieträger ist jedoch umstritten. Er hat viele Vorteile, aber fast ebenso viele Nachteile. In vielen Industrieländern wie den USA, China oder Deutschland wird die große Wasserstoff-Vision daher eher halbherzig umgesetzt. Audi und Daimler bringen zwar ebenfalls Limousinen mit Brennstoffzellen auf den Markt, und die Bundesregierung fördert die Wasserstoff-Forschung. „Doch im Vergleich zu der Konsequenz, mit der Japan sein Wasserstoff-Konzept verfolgt, fehlt in Deutschland der durchdachte Ansatz“, sagt der Mobilitätsforscher Andreas Knie vom Wissenschaftszentrum Berlin für Sozialforschung. Seiner Meinung nach ist Japan im Vergleich dazu „absolut auf dem richtigen Weg“.

In „Fujisawa Smart Town“ versorgen Brennstoffzellen von Panasonic Wohnhäuser. Sie sind an den Außenwänden angebracht. Foto: Finn Meyer-Kuckuk

 

Japanische Industriepläne sind langfristig angelegt und von Bürokraten und Wirtschaftsvertretern gemeinsam im Detail ausgeheckt. Alle ziehen an einem Strang, was eine große Stärke  des Landes ist. Die Beteiligten halten auch dann an ihren Zielen fest, wenn es ernste Schwierigkeiten gibt – was zuweilen inflexibel wirken kann. Der politisch-industrielle Block Japans hielt beispielsweise nach der Atomkatastrophe von Fukushima eisern an der Kernkraft fest. Premier Shinzo Abe steuert erst in diesen Tagen um und formuliert jetzt die vollständige Umstellung auf Erneuerbare als Staatsziel.

Abe ist auch ein großer Anhänger der Wasserstoff-Idee, die eine Wirtschaft ohne Kohlendioxidemissionen ermöglichen soll.  Seine Vorgaben sind viel ehrgeiziger als die der deutschen Bundesregierung. Während Berlin ein echter Langfristplan fehlt und die weitere Öl- und Kohleverbrennung als zunehmend unausweichlich gilt, fördert Tokio den Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft mit Milliardensummen. Das Ministerium für Wirtschaft, Handel und Industrie (METI) arbeitet derzeit einen Plan mit drei Phasen ab. Die dritte soll im Jahr 2040 mit der Vervollständigung einer integrierten Wasserstoffwirtschaft enden, die kein Kohlendioxid mehr ausstößt. (Interview mit Streetscooter-Gründer Günther Schuh: Wasserstoff-Antrieb ist die ökologisch ehrlichste Lösung)


Japan bringt die besten Voraussetzungen mit, um einen dermaßen tiefgreifenden Wandel zu schaffen: Der Energiesektor steht unter staatlichem Einfluss, Japaner lassen sich leicht für neue Technik begeistern, und für die Erzeugung von Ökostrom ist das Land bestens geeignet. Auf der Inselkette scheint fast ganzjährig die Sonne, der Wind weht an den langen Küsten kräftig, und die Ufer eignen sich für Gezeitenkraftwerke.

Die japanische Regierung steht zudem unter besonderem Druck, das Energieproblem des Landes zu lösen. Seit dem Atom-Unglück von Fukushima im Jahr 2011 besteht eine Versorgungslücke, die teuer und schmutzig mit Ölkraftwerken gestopft wird.

Üppige Subventionen

Die Vorgaben sind ehrgeizig, aber machbar. Das erste Zwischenziel sind die Olympischen Spiele 2020 in Tokio. Die Spiele von 1964 haben den Shinkansen--Hochgeschwindigkeitszug hinterlassen, diesmal soll ein Netz von Wasserstofftankstellen folgen. Japan will die Aufmerksamkeit der Welt nutzen, um seine industriellen Stärken zu zeigen – unter anderem durch die Allgegenwart der sauberen und leisen Brennstoffzellenantriebe.

Wenn die Spiele beginnen, sollen im Land 40.000 Wasserstoffautos fahren, die ihren Brennstoff an 160 Tankstellen aufnehmen können. Das wären doppelt so viele wie bisher. Der Toyota Mirai erhält dafür großzügige Subventionen: Die Regierung schießt zum Kauf umgerechnet 23.000 Euro zu, womit der Kaufpreis fast halbiert wird. Auch die Stadt Tokio will Wasserstoff nach vorne bringen. Deshalb bezuschusst sie unter anderem den Bau von Wasserstoff-Tankstellen aus einem Fördertopf, der mit 350 Millionen Euro gut gefüllt ist. Japans Hauptstadt plant zudem die Umstellung des Busverkehrs auf Wasserstoff.

In „Fujisawa Smart Town“ versorgen Brennstoffzellen von Panasonic Wohnhäuser. Sie sind an den Außenwänden angebracht. Foto: Finn Meyer-Kuckuk

 

Zugleich läuft die Ausstattung privater Haushalte mit Brennstoffzellen. In der Mustersiedlung „Fujisawa Smart Town“ in der Nähe des Hafens von Yokohama zeigt der Elektronikkonzern Panasonic, wie das aussieht: Jedes Haus ist mit einer Brennstoffzelleneinheit ausgestattet. Sie ist etwa so groß wie ein Kühlschrank. Außen am Haus angebracht, erzeugt sie Wärme und Strom direkt aus Gas – ohne konventionelle Verbrennung.

Bisher zapfen die hellgrauen Kästen noch das Stadtgas an, das sich ebenfalls zur Reaktion in Brennstoffzellen eignet, bei der Wärme und Elektronen frei werden. Langfristig sollen die Geräte aber mit Wasserstoff betrieben werden. Für 450 Haushalte in der Siedlung ist die Brennstoffzelle bereits Alltag: Abends geht das Licht an, aus dem Wasserhahn fließt heißes Wasser, und im Winter wird die Heizung warm.

Hoher Energieverlust

Schon heute verfügen in Japan 220.000 Haushalte über Brennstoffzellen. Bis zu den Olympischen Spielen sollten es eigentlich 1,4 Millionen sein, doch dieses Ziel gilt nicht mehr als erreichbar. Die Planer rechnen derzeit eher mit 400.000 Haushalten. Langfristig aber ist eine flächendeckende Verbreitung geplant, die Regierung schießt zur Installation je nach Modell 450 bis 900 Euro zu.

Um den Kraftakt eines Umbaus der Energieversorgung für Fahren und Wohnen zu stemmen, hat Abe die Größen der Industrie an einen Tisch geholt. Neben  Autoherstellern wie Toyota und Honda spielen hier Panasonic, der Energiekonzern JX Nippon Oil & Energy sowie das Schwerindustriekonglomerat Kawasaki Heavy die Hauptrollen.

Globale Lobby „Wasserstoff-Rat“

Im vergangenen Jahr erweiterte Abe auf dem Weltwirtschaftsforum in Davos die Runde zu einem internationalen „Wasserstoff-Rat“. Aus Deutschland waren der Gasspezialist Linde sowie Daimler und BMW sofort dabei, später kamen US-amerikanische und chinesische Konzerne dazu. Inzwischen sind 25 bekannte Unternehmen an Bord, die gemeinsam mehr als anderthalb Milliarden Euro im Jahr in den Aufbau der Wasserstoffwirtschaft stecken. (Lesen Sie auch: Toyota-Allianz nimmt neuen Anlauf zu Wasserstoff-Mobilität)

Dennoch bleiben Zweifel, ob das Geld gut investiert ist. Der Traum vom umweltneutralen, emissionsfreien Antriebsstoff, der in Unmengen vorhanden ist, klingt verlockend. Je näher die Verwirklichung rückt, desto klarer wird allerdings, wo es hakt: Die Erzeugung grünen Wasserstoffs aus Strom per Elektrolyse mit dem Power-to-Gas-Verfahren kostet viel Energie. Außerdem ist der gesamte Prozess von der Erzeugung bis zur Nutzung des Wasserstoffs relativ kompliziert. Rund 70 Prozent der Energie, die für die Wasserstofferzeugung eingesetzt wird, gehen verloren, bis das Auto rollt oder die Heizung warm wird.

„Bekloppte Idee“

Mit Luft gemischt, explodiert das farb- und geruchlose Wasserstoffgas zudem leicht. Es steht in den Tanks unter hohem Druck und entweicht durch die schmalsten Ritzen. Elon Musk, Gründer des E-Auto-Pioniers Tesla und Verfechter der reinen Batterietechnik, hält die Brennstoffzelle für eine „bekloppte Idee“. Er sagt dem japanischen Ansatz ein Scheitern auf ganzer Linie voraus.


Aus Sicht der Wasserstoff-Planer in Tokio löst die neue Technik jedoch gleich mehrere große Probleme auf einmal. Toyota-Chefingenieur Tanaka ärgert sich über Musk und verteidigt vehement sein Kind, den Mirai. „Sauber fahrende Autos erhalten mit der Brennstoffzelle die gleiche Reichweite wie bisher Benziner“, sagt Tanaka. „Das Tanken dauert dabei wie gewohnt nur wenige Minuten.“ Außerdem eigne sich Wasserstoff bestens, um Busse und Lastwagen zu betreiben. Hier zeige der Batterie-Elektroantrieb seine größten Schwächen.

Ein Entweder-oder sieht man bei Toyota übrigens nicht. Auch rein batteriebetriebene Fahrzeuge haben in der Zukunftsvision des Konzerns ihren Platz. „Sie sind mit Sicherheit für viele Anwendungen effizienter und sinnvoller“, gibt Tanaka zu. Für Kurzstrecken- und Leichtfahrzeuge will deshalb auch Toyota Batterie-Flitzer verkaufen.

Grünes Traum-Szenario

Oberhalb der mittleren Fahrzeug-Gewichtsklasse soll jedoch die Brennstoffzelle dominieren. Sie liefert genug Energie auch für schwere Lkw, die große Lasten über lange Strecken transportieren. Auch in Landmaschinen oder Kühltransportern wären Batterien zu schnell leer, und mit Wasserstoff lassen sich sogar Züge oder Flugzeuge antreiben. Die Energiedichte eines Tanks voll Wasserstoff ist 100- bis 200-mal größer als die einer Lithium-Ionen-Batterie.

Japanische Experten blicken nach Aufzählung dieser Vorteile für das Transportwesen gerne über Mobilität hinaus: „Es geht um das Gesamtbild der Energieversorgung“, sagt Toshiki Shimizu, der Leiter der Abteilung für intelligente Energiesysteme bei Panasonic.

Für die Japaner ist Mobilität zwar ein wichtiger, aber nicht der entscheidende Teil der Wasserstoffinitiative. Trotz seiner Nachteile billigen sie Wasserstoff  als Zwischenspeicher für erneuerbare Energie einen theoretisch unschätzbaren Wert zu. Auf einige Prozent mehr oder weniger Wirkungsgrad kommt es japanischen Energiestrategen nicht an, wenn sich mit Wasserstoff die Energie besonders heller und windiger Stunden einfangen und sichern lässt.

Solarpanele vor dem Berg Fuji: Japan will seinen Wasserstoff künftig komplett mithilfe erneuerbarer Energien herstellen. Foto: iStock

 

Verständlich, denn in Deutschland gingen allein im Jahr 2016 rund 3,5 Terawattstunden Strom verloren, weil Windkraftanlagen wegen Strom-Überangebots auf Durchzug stellen mussten. Dies entspricht ungefähr der Stromproduktion eines kleineren Kohlekraftwerks. Probleme und Chancen der Energiespeicherung werden mit dem zunehmenden Ausbau der Erneuerbaren immer größer. „Erst im Kontext der Verbreitung neuer Energiequellen ist die Verwendung von Wasserstoff effektiv“, sagt Shimizu.

Den Panasonic-Berechnungen zufolge wird „grüner“ Wasserstoff fast sofort ein konkurrenzfähiger Energieträger sein, wenn er in Japan ab ungefähr 2032 in großtechnische Produktion geht. Bis dahin erwartet Shimizu auch ein Netzwerk von Pipelines und Röhren, das den Energieträger an die Brennpunkte seiner Nutzung bringt. All das erfordert Milliardeninvestitionen.

Vorsprung vor China halten

Wie immer bei der Umstellung eines veralteten, aber funktionierenden Systems auf ein völlig anderes Wirkprinzip treten Schwierigkeiten und hohe Kosten auf. Japan will seinen Bürgern nun zunächst die nötige Infrastruktur bieten. „Die Verbraucher werden mitziehen, wenn die entsprechenden Produkte dank höherer Stückzahlen günstiger zu bekommen sind“, glaubt Shimizu.

Daran arbeitet Yoshikazu Tanaka mit Hochdruck. Der Mirai soll deutlich billiger werden. Dazu müssen die Kosten der aufwändigen Technik sinken, etwa durch geringeren Einsatz des teuren Metalls Platin in den Brennstoffzellen. In einem Punkt haben Wasserstoff-Gegner nämlich recht: Der Mirai mit seinen Drucktanks, der sensiblen Brennstoffzelle und vielen neuen Techniken ist ein ziemlich aufwändiges Gebilde.

Batterieautos sind zu simpel

Wer Tanaka genau zuhört, versteht, dass dies zum Teil erwünscht ist, denn Komplexität beherrschen japanische Autokonzerne. Reine Elektroautos sind für ihren Geschmack zu simpel und lassen sich zu leicht auch  in China herstellen. Aufwändige, schwer zu kopierende Wunderwerke sind dagegen „China-fest“, wie ein Branchenkenner es ausdrückt.

Deutschland scheint unterdessen nicht recht zu wissen, wie es sich die ferne Zukunft der Erneuerbaren vorstellen soll, und die Wasserstoff-Fans werkeln mit trüben Erfolgsaussichten vor sich hin. „Hier fehlt die Durchbruchskultur“, kritisiert Mobilitätsforscher Knie. Er vermisst eine schlüssige, sektorenübergreifende Politik – eine, wie die Japaner sie machen.

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Wasserstoff-Verfechter: Chefingenieur Yoshikazu Tanaka gilt als Vater des Toyota-Modells Mirai, des ersten Serien-Pkw mit Brennstoffzellenantrieb. (Foto: Finn Meyer-Kuckuk)