Donnerstag, Februar 13, 2025
StartEnergieBMW iX5 Hydrogen im Test: Es funktioniert – aber überzeugt es?

BMW iX5 Hydrogen im Test: Es funktioniert – aber überzeugt es?

BMW souhaite acquérir une expérience pratique de la pile à combustible avec 100 iX5 Hydrogen transformées pour lancer un modèle de la série H2 vers la fin de la décennie. electrive a pu tester l'un de ces prototypes de manière approfondie et faire l'expérience d'un système d'entraînement avec un niveau de maturité étonnamment élevé, mais des avantages pratiques discutables.

So einen Testwagen findet man nicht alle Tage vor der Haustür: Es ist ein weißer BMW X5, von dem in Deutschland Tausende – allerdings häufiger in Grau, Silber oder Schwarz – im Umlauf sind. Ein paar blaue Akzente, typisch für die Elektrotochter BMW i, und vor allem die aufmerksamkeitsstarke Folierung unterstreichen jedoch, dass es sich hier nicht um einen typischen X5 mit Sechszylinder-Diesel oder Hybrid-Akku handelt.

Zunächst einmal handelt es sich hierbei weder um eine detaillierte Analyse der Nachhaltigkeit des Antriebskonzepts über seinen gesamten Lebenszyklus noch um den Vergleich zwischen den „Well-to-Wheel“-Emissionen eines Brennstoffzellenautos und denen eines batterieelektrischen Fahrzeugs. Dies würde den Rahmen eines Verhaltensberichts sprengen. Deshalb steht hier das Fahrerlebnis im Vordergrund. Wie kann man heute mit der aktuellen Infrastruktur in Deutschland mit einem Brennstoffzellenauto reisen, wie hoch sind die Kosten und wo liegen aus Kundensicht die Stärken und Schwächen des Konzepts und des iX5 Hydrogen? Nachdem wir das Auto über 500 Meilen gefahren waren, kamen wir zu einem Schluss.

BMW iX5 Hydrogen im Test: Es funktioniert – aber überzeugt es?

Der Aufbau des Fahrzeugs ist einfach: Die Brennstoffzelle befindet sich unter der Haube, im „Motorraum“, und basiert auf Toyota-Komponenten. Das japanische Unternehmen liefert die Zellen, während die Zelle und das Gesamtsystem von BMW selbst entwickelt wurden – tatsächlich wurde die automatisierte Forschungsanlage zur Herstellung der Brennstoffzellen durch einen weiteren deutschen Staatszuschuss finanziert.

Der größere der beiden Wasserstofftanks befindet sich längs im Kardantunnel, der kleinere seitlich unter der Rücksitzbank. An der Hinterachse befindet sich der Elektromotor, der auf BMWs „fünfter Generation“-Technologie basiert, also auf den fremderregten Synchronmotoren, die auch im iX, i4 und i7 zum Einsatz kommen. Zwischen dem Elektromotor und dem Kofferraumboden befindet sich die Batterie, die als Strompuffer dient.

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Wie fährt sich ein Fünf-Millionen-Euro-Prototyp?

Die Brennstoffzelle hat eine Leistung von 125 kW, was ausreicht, um den Energiebedarf bei konstanter Geschwindigkeit zu decken. Bei kurzzeitigen Leistungsspitzen wird zusätzliche Energie aus der Batterie entnommen, die von der Brennstoffzelle kontinuierlich nachgeladen wird, ohne dass der Fahrer davon etwas merkt. BMW hat sich für einen Elektromotor mit einer Leistung von 295 kW entschieden. Tatsächlich muss der iX5 Hydrogen die Dynamik beibehalten, die Kunden von einem BMW erwarten. Mit einer Beschleunigung von weniger als sechs Sekunden auf 100 km/h kann er diese Anforderung erfüllen, doch eingefleischte BMW-Fans mögen angesichts der Höchstgeschwindigkeit von 180 km/h anderer Meinung sein.

Doch wie fährt sich ein Fünf-Millionen-Euro-Prototyp? Ehrlich gesagt ist sie für einen „Prototypen“ überraschend süß und sehr reif. Bremsen, Startknopf drücken, Gang wie bei einer Automatik wählen und los geht’s: leise, komfortabel und auf Abruf kraftvoll, mit umgerechnet 401 PS. Während man beispielsweise im Toyota Mirai der ersten Generation noch das Jaulen der Brennstoffzelle bei voller Ladung hören konnte, ist der BMW so leise wie ein batterieelektrisches Auto. Die Entwicklung der Technologie ist spürbar.

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Ich habe nie daran gezweifelt, dass BMW mit dem iX5 Hydrogen ein richtig entwickeltes und gut abgestimmtes Fahrzeug liefern würde. Der deutsche Hersteller kooperiert seit 2013 mit Toyota im Bereich der Wasserstofftechnologie und hat vor dem iX5 Hydrogen bereits Brennstoffzellen-Prototypen auf Basis des 5er GT getestet. Noch mehr Erfahrung hat BMW mit Wasserstoff, damals noch für Verbrennungsmotoren. Und Serienmodelle mit Elektrobatterien haben längst bewiesen, dass Entwickler mit elektrischen Antrieben aufwarten können. Der iX5 Hydrogen schneidet außergewöhnlich gut ab. Der Prototyp ist nur in Details sichtbar. In den Kraftstoffverbrauchsanzeigen auf den Bildschirmen sieht die Darstellung „kgH2/100km“ ohne Leerzeichen etwas seltsam aus; schließlich kommt bei Verbrennungsmotoren kein Diesel oder Benzin hinzu. Und es kann sein, dass es einige Fahrfehlermeldungen gibt, insbesondere nach einem Heißstart oder Tanken – BMW hat jedoch in Vorbereitung auf die Probefahrt darauf hingewiesen, dass wir diese ignorieren können.

BMW iX5 Hydrogen im Test: Es funktioniert – aber überzeugt es?

Der entscheidende Aspekt für (potenzielle) Kunden ist jedoch – wie in den Anfängen der batterieelektrischen Mobilität – die Infrastruktur. Wo gibt es Wasserstoff? Wie sieht es auf langen Fahrten aus, wenn man den Bereich rund um die gewohnte Tankstelle in der Nähe verlässt? Und wie sieht es mit der Autonomie im Allgemeinen aus?

Deshalb haben wir uns mit dem iX5 Hydrogen auf den Weg gemacht, 800 Kilometer Autobahnen und Landstraßen zurückzulegen. Ab Düsseldorf lag der Kraftstoffstand laut Bordcomputer bei rund 80 % und die angezeigte Reichweite bei 357 Kilometern – BMW entschied sich für eine Tankanzeige ähnlich der eines Verbrennungsmotors und nicht wie üblich für eine Prozentanzeige Dies ist häufig bei batteriebetriebenen Elektroautos der Fall. Die erste Betankung fand, wenn auch vorsichtig geplant, in Limburg an der Lahn statt. Die nächste Tankstelle befand sich in Wiesbaden, was eine leichte Abweichung von der ursprünglich geplanten Strecke bedeutet hätte – und wenn (aus welchen Gründen auch immer) der Tankvorgang nicht geklappt hätte, wären die Umwege nach Frankfurt noch länger gewesen. Wenn es in Limburg nicht klappt, wäre Wiesbaden Plan B – das dachte ich mir. Ich wollte beim ersten Wasserstoff-Tankstopp seit ein paar Jahren nicht direkt ans Limit gehen. Ebenso wenig sind Batterie-Neulinge daran gewöhnt, zum ersten Mal mit nur noch einstelliger Akkulaufzeit an die Ladestation zu gehen.

Das Tanken in Limburg stellte keine größeren Hindernisse dar. Das Benutzererlebnis könnte zwar verbessert werden (Sie müssen zuerst die Zahlung an einem Terminal ganz rechts im Bild mit der H2 Mobility-Karte und einer PIN autorisieren, dann die Zapfpistole an das Fahrzeug anschließen und schließlich den Tankvorgang am Terminal mit starten). ein grüner Knopf), verlief die eigentliche Betankung problemlos. Nach fünf Minuten und zehn Sekunden war der Tank wieder voll – zunächst waren es noch rund 35 %. Auf die Kosten der Tankvorgänge werden wir später in einer Gesamtrechnung zurückkommen.

Es zeigte sich aber auch, dass der fünfminütige Schnelltankvorgang kein wirklicher Vorteil war. Tatsächlich haben wir keine Zeit, während des Tankens auf die Toilette zu gehen oder einen Kaffee zu kaufen. Wie beim Verbrennungsmotor muss man also erst tanken, dann parken und eine Pause einlegen. Die Zeit zwischen dem Verlassen der Autobahn und der Rückkehr ähnelt der eines modernen Elektroautos. Natürlich ist die Pause kürzer als bei einem älteren Elektroauto mit einer Ladezeit von 30 oder 40 Minuten, aber Elektrofahrzeuge haben in diesem Bereich in den letzten Jahren deutliche Fortschritte gemacht.

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Mit einem BEV wäre ein zweiter Stopp nicht nötig

Mit vollem Tank und einer Reichweite von 429 Kilometern im Bordcomputer machen wir uns auf den Weg zur nächsten Etappe. Und da wird es, wie schon vor acht Jahren bei batterieelektrischen Autos, kompliziert. Selbst wenn die tatsächliche Reichweite etwas geringer gewesen wäre als die vom Bordcomputer angezeigte, hätten wir unser Ziel mit 429 Kilometern erreicht, obwohl der Tank relativ leer war. Allerdings gibt es in der Nähe unseres Ziels keine H2-Tankstelle. Daher mussten wir auf dem Hinweg einen zweiten „Sicherheits“-Tankstopp einplanen, um für die erste Etappe der Rückfahrt genügend Wasserstoff zu haben. Im Gegensatz zum Batterie-Elektroauto kann der Brennstoffzellen-iX5 Hydrogen am Zielort nicht wieder aufgeladen werden, weder an der Steckdose noch an einer Wandladestation.

Der iX5 Hydrogen erfordert einige manuelle Planung, was wahrscheinlich auf seinen Prototypenstatus zurückzuführen ist. Die H2 Mobility App ist in das Infotainment integriert und ermöglicht das Auffinden von Wasserstofftankstellen und den Abruf bestimmter Informationen – darunter auch die Adresse, die direkt als Ziel in das Navigationssystem übernommen werden kann. Tankstellen werden jedoch basierend auf der Entfernung vom aktuellen Standort aufgelistet. Sie sollten also ungefähr wissen, wo sich die Tankstellen entlang Ihrer Route befinden, denn die Liste enthält alle möglichen Standorte in alle Richtungen. Für ein späteres Serienmodell, wie es BMW für das Ende des Jahrzehnts plant, soll es möglich sein, ein Routenplanungssystem ähnlich der Software zu integrieren, die in batterieelektrischen Autos zum Einsatz kommt.

Zurück zu unserer Reise: In diesem Fall war die H2-Tankstelle in Bad Rappenau eine logische Wahl, nahe der Autobahn, auf dem Gelände eines Autodepots. Als ich einige Tage vor der Reise zum ersten Mal die Route in der Smartphone-App von H2 Mobility überprüfte, erlebte ich einen kleinen Schock: Drei Tankstellen hintereinander auf meiner Route (Wiesbaden, Bad Rappenau und Fellbach bei Stuttgart) waren außer Betrieb aufgrund von Wartungsarbeiten. Positiv war, dass ich für die Reise immerhin frisch gewartete Tankstellen hatte, die ziemlich zuverlässig funktionierten. Bei genauerem Hinsehen hätten mich drei aufeinanderfolgende außer Betrieb befindliche Verpflegungsstationen ohne Plan zum Stillstand gebracht. Zum Glück sind wir nicht so weit gekommen.

Nach nur 182 Kilometern war der Tank im Ziel bereits ziemlich leer – für den Test fuhren wir auf der Autobahn teilweise etwas schneller als die Richtgeschwindigkeit, denn viele Diesel-X5 fahren auch offen über 130 km/h Autobahnen. Deshalb zeigte der Bordcomputer nach dem Tanken in Bad Rappenau unter Berücksichtigung des letzten Durchschnittsverbrauchs nur 314 Kilometer Reichweite an. Auch bei diesem Tankvorgang habe ich im Vergleich zum Batterie-Elektroauto Zeit gespart: Der Tankvorgang und die Weiterfahrt dauerten inklusive der Wartezeit an der roten Ampel weniger als zehn Minuten. Man kann es aber auch anders sehen: Da ich am Zielort ein Elektroauto hätte aufladen können, wäre dieser Tank-/Ladestopp nicht nötig gewesen, da ich mit null Kilometern verbleibender Reichweite ankommen hätte können. Also zehn Minuten verschwendet.

Aber eines ist sicher: Die restlichen 75 Kilometer bis zum Ziel waren mit vollem Tank kein Problem. Am nächsten Tag reichte der Wasserstoff-Treibstoff von Bad Rappenau bis zum Bahnhof Limburg, 330 Kilometer. Besonders sparsam waren die 255 Kilometer zurück nach Limburg. Der Verbrauchswert für diesen Abschnitt lag bei 1,3 Kilogramm Wasserstoff pro 100 Kilometer.

Zum Abschluss des Tests planten wir einen letzten Tankstopp in Ratingen, kurz vor dem Ziel Düsseldorf. Während die Stationen in Limburg und Bad Rappenau als eigenständige Wasserstofftankstellen konzipiert sind, ist die Zapfsäule in Ratingen in eine bestehende Shell-Tankstelle integriert. Der Tankvorgang ist hier etwas anders, denn es gibt auch eine rotierende Tankanzeige mit klassischer Neun-Segment-Anzeige. Das Auftanken selbst verlief jedoch reibungslos. Wir mussten an keiner der Tankstellen warten oder ein anderes Brennstoffzellenfahrzeug direkt vor uns haben, was zu einer kurzen Wartezeit hätte führen können, bis die Tankstelle genügend Wasserstoff nachgefüllt hätte.

BMW iX5 Hydrogen im Test: Es funktioniert – aber überzeugt es?

Das Kapitel zum Spritverbrauch folgt in Kürze, aber wir können schon jetzt etwas mehr sagen: Nach der 157 Kilometer langen Etappe haben wir 3,01 Kilogramm Wasserstoff für 50,42 Euro getankt. Wenn wir diese Strecke mit einem Tesla-Modell zurückgelegt hätten

Wir haben im Test je nach Geschwindigkeit erhebliche Unterschiede im Verbrauch und der Autonomie festgestellt. Bei entspannter Autobahnfahrt, bei 130 km/h bzw. dem aktuellen Tempolimit, liegt es zwischen 1,3 und 1,4 kg/100 km. Im sparsamsten Fall hatten wir laut Anzeige eine Reichweite von 492 Kilometern nach 100-prozentiger Betankung. Erhöhen wir hingegen die Reisegeschwindigkeit des iX5 Hydrogen und fahren auf freier Autobahn mit der Geschwindigkeit eines X5 Diesel, zeigt der Bordcomputer nach dem Tanken nur eine Reichweite von 314 Kilometern an. Der Verbrauch lag damals eher bei 1,8 bis 1,9 Kilogramm – und bei maximal sechs Kilogramm im Tank sind 300 Kilometer eine realistische Reichweite. In der Praxis ist es sogar etwas weniger, wenn man vermeiden möchte, mit leerem Tank zur Zapfsäule zu gehen.

Keine großen Autonomiereserven

Bei unserem Test zeigte der Bordcomputer einen Durchschnittsverbrauch von 1,4 Kilogramm auf 855 Kilometern an, respektive eine errechnete Reichweite von 429 Kilometern bei voller Tankfüllung. Der BMW gibt einen Werksverbrauch von 1,6 Kilogramm auf 13.891 Kilometern an, was die Reichweite auf 375 Kilometer reduziert. Rund 400 Kilometer im Schnitt, fast 500 bei sparsamer Fahrweise und eher 300 bei sportlicher Fahrweise – das sind Werte, die auch ein batteriebetriebener BMW iX xDrive50 erreichen kann. Diese größere Autonomie von Brennstoffzellenautos konnten wir daher nicht erreichen; Tatsächlich ist der iX5 Hydrogen mit seinen BEV-Konkurrenten vergleichbar. Das bedeutet aber auch, dass keine großen Reserven, etwa für energieintensive Einsätze wie das Ziehen eines Anhängers, vorhanden sind. Die Belastung eines Anhängers wurde beim Prototyp ohnehin nicht erfasst, bei einem Serienmodell könnte sich dies jedoch ändern.

Wie oben erwähnt, wären wir mit einem iX xDrive50 auf unserer Teststrecke kaum langsamer gewesen; Auf Langstrecken ist der Zeitvorteil des kürzeren Tankvorgangs nicht so groß. Allerdings wären wir mit einem iX – ähnlich dem Model X – bei den Energiekosten deutlich günstiger gewesen, wie die Rechnung zeigt.

Beim ersten Tanken in Limburg zahlten wir 49,55 Euro für 3,52 kg. In Bad Rappenau haben wir uns mit 4,06 kg für 72,07 Euro eingedeckt. Dies war der einzige Tankvorgang mit 17,75 Euro pro Kilogramm. An anderen Stationen lag der Preis bei 16,75 Euro. Auf dem Rückweg haben wir uns in Limburg noch einmal eingedeckt, dieses Mal mit 4,56 kg für 76,38 Euro. Dann wieder nach Ratingen. Dort haben wir uns mit 3,01 kg für 50,42 Euro eingedeckt.

Der BMW iX xDrive50 wäre nicht langsamer, aber günstiger

Das macht insgesamt 248,42 Euro Tankkosten. Eine Umrechnung auf die von uns zurückgelegten 855 Kilometer ist nicht möglich, da das Fahrzeug zu Beginn der Strecke nicht zu 100 % gefüllt war. Wir verwenden daher den Durchschnittsverbrauch: Bei unserem Testverbrauch von 1,4 kg/100 km wären das 23,45 Euro pro 100 Kilometer bzw. 200,50 Euro für 855 Kilometer. Bei einem Verbrauch ab Werk von 1,6 kg/100 km sind das 26,80 Euro pro 100 Kilometer bzw. 229,14 Euro für unsere Teststrecke, wenn wir den typischeren Preis von 16,75 Euro pro Kilogramm zugrunde legen Wasserstoff bei 700 bar.

Zum Vergleich, laut spritmonitor.de, Der BMW iX verbraucht durchschnittlich 23,7 kWh/100 km (bei höheren Geschwindigkeiten ist zweifelsohne auch ein Verbrauch von rund 30 kWh/100 km möglich). Bei 24 kWh/100km betragen die Kosten pro 100 Kilometer selbst mit dem Ad-hoc-Preis von Ionity nur 16,56 Euro – bzw. 144,59 Euro für unsere Teststrecke. Mit dem „Ionity Passport Power“ betragen die Kosten 9,36 Euro pro 100 Kilometer und 92,01 Euro Energiekosten – in diesem Betrag ist die monatliche Gebühr von 11,99 Euro bereits enthalten. Ohne diese Gebühr erhalten Sie 4,78 Kilogramm Wasserstoff für 80,02 Euro, was in unserem Verbrauchstest für 341 Kilometer reicht. Und nicht 855 Kilometer.

Darüber hinaus gilt der vermeintliche Vorteil von Brennstoffzellenautos, leichter zu sein als schwere Batterie-Elektroautos, beim iX5 Hydrogen nicht. Im Zulassungspapier ist ein Gewicht in fahrbereitem Zustand von 2.570 Kilogramm und ein zulässiges Gesamtgewicht von 3.150 Kilogramm angegeben. Es bleibt abzuwarten, welches Optimierungspotenzial es gäbe, wenn ein Fahrzeug von Anfang an konsequent als FCEV konzipiert wäre und die Komponenten nicht alle in einen Verbrennungsmotor eingebaut würden. Klar ist jedoch, dass mit einem Betriebsgewicht von 2.585 Kilogramm und einem zulässigen Gesamtgewicht von 3.145 Kilogramm ein iX xDrive50 mit wenigen Kilogramm auf dem gleichen Niveau liegt. Wie bei der Reichweite können wir also sagen, dass die Batterie bereits hält, was die Brennstoffzelle verspricht.

Abschluss

Um die im Titel gestellte Frage zu beantworten: Ich bin vom iX5 Hydrogen nicht genug überzeugt, um eine Zukunft für Wasserstoffautos in Deutschland und Europa (und, ehrlich gesagt, im Rest der Welt) zu sehen. Auch im Fahrzeug gibt es Probleme, zum Beispiel den Platzbedarf für die vielen Komponenten. Mit der heutigen Technologie und etwas fortgeschrittener sehe ich kein kleines und erschwingliches Brennstoffzellenauto, wie es derzeit bei batterieelektrischen Autos der Fall ist. In puncto Effizienz dürften große Fortschritte erzielt werden. Bis dahin bleiben Brennstoffzellenautos so groß und schwer wie BMWs. Die Technik benötigt einfach viel Platz. Es funktioniert, ist aber nicht für die Massenproduktion geeignet. Außerdem ist es teuer.

Vor allem zwei Dinge überzeugen mich nicht vom Wasserstoff-Ökosystem im Auto: Betankungstechnik und Infrastruktur. Die Grundgesetze der Physik geben eindeutig an, wie viele Kilogramm Wasserstoff pro Kubikzentimeter bei einer bestimmten Temperatur und einem bestimmten Druck (in unserem Fall 700 bar) gespeichert werden können. Beim iX5 nehmen die beiden Drucktanks viel Platz ein. Durch eine Weiterentwicklung der Tanks könnten diese zwar etwas günstiger und leichter werden, an der Größe bei einem Druck von 700 bar lässt sich aber nichts ändern. Wenn ich mehr Wasserstoff in einem Auto speichern möchte, um die Reichweite zu erhöhen, muss der Tank größer sein. Eine höhere Energiedichte ist beispielsweise mit höherem Druck möglich, allerdings erhöht dies den Druck auf die Lagerstätten und erfordert eine völlig neue Infrastruktur. Möglich ist auch der Umstieg auf eine andere Speicherart, etwa auf den von Daimler Truck für seinen Brennstoffzellen-Lkw favorisierten kalten flüssigen Wasserstoff bei -253 Grad (sLH2). Es erfordert aber auch neue Infrastruktur und bringt insbesondere für Pkw weitere Probleme mit sich.

Dann ist da noch die Infrastruktur selbst. Wasserstofftankstellen sind komplex, wartungsintensiv und teuer (selbst im Vergleich zu einer HPC-Flotte inklusive Transformator). Ende 2023 sagte BMW-Chef Oliver Zipse, die Brennstoffzellentechnologie sei „das fehlende Rätsel“ in Regionen, in denen die Ladeinfrastruktur für Elektroautos unzureichend sei. Sein jüngster Besuch in China und Japan bestärkte diese Idee. Die Herausforderung der direkten Elektrifizierung von Pkw, Lkw und Bussen sehe ich auch in den boomenden Megacities einiger Entwicklungsländer, deren Stromnetze bereits überlastet sind – oder in entlegenen Gebieten Chinas oder beispielsweise in den Dörfern der peruanischen Anden einfach notwendigen Fahrzeugen . Allerdings frage ich mich, ob die komplexe Technologie der Brennstoffzellen- und Wasserstofftankstellen in diesen Regionen die Lösung sein wird, wenn selbst in Deutschland Tankstellen wegen Wartungsarbeiten teilweise mehrere Tage lang außer Betrieb sind.

Es ist auch offensichtlich, dass die Fahrzeuge auf dem aktuellen Kostenniveau schwer zu vermarkten sind. Toyota gab im November 2023 beinahe zu, dass der Mirai alles andere als ein kommerzieller Erfolg war. Seit 2014 wurden weltweit nur 22.000 Fahrzeuge verkauft, was die Entwicklungskosten von zwei Generationen des Fahrzeugs wahrscheinlich nicht gedeckt hätte. Die aktuellen Wasserstoffpreise in Deutschland – oder auch in Kalifornien, wo sie kürzlich 30 Dollar pro Kilogramm erreichten – sind nicht gerade eine Werbung für Brennstoffzellenautos. Der deutsche Autohersteller hat die Kosten und die Größe eines möglichen BMW-Serienfahrzeugs mit Brennstoffzellenantrieb noch nicht bekannt gegeben.

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