1600 PS: Dieses Wasserstoff-Rennauto soll den Weltrekord knacken – mit Baggermotoren

Gleißendes Licht fällt auf eine schnurgerade weiße Piste, darauf rast ein gelber Pfeil mit knapp 10 m Länge: Im August will der Baumaschinenkonzern JCB auf den Bonneville Salt Flats in Utah diese Vision zur Realität machen und einen Weltrekord aufstellen. Am Steuer wird Andy Green sitzen, der einzige Mensch, der je auf dem Land die Schallmauer durchbrochen hat. 2006 holte er für die Briten den bis heute gültigen Diesel-Rekord von 350 mph, rund 563 km/h. Jetzt soll er nachlegen – und zwar mit Wasserstoff.

Noch steht der Hydromax allerdings auf einer Rollbahn in England. Dort drehte der Wagen Mitte Juni seine ersten Runden aus eigener Kraft und kam laut JCB auf etwa 285 km/h. Dabei kommt dem Hersteller das Knowhow aus der jahrelangen Entwicklung von Wasserstoff-Verbrennern zugute, die allerdings in einem Fahrzeugtyp arbeiten, der nicht für Geschwindigkeitsrekorde bekannt ist: Baggern. Was hinter der Renn-Vision steckt.

„Emissionsfrei“ stimmt nicht ganz

JCB nennt den Hydromax gern das „schnellste emissionsfreie Fahrzeug der Welt“. Das ist eine gute Schlagzeile, aber technisch nicht ganz korrekt.

• Der Wagen nutzt keine Brennstoffzelle, die Wasserstoff in Strom verwandelt und nur Wasserdampf abgibt.
• Stattdessen setzt JCB auf zwei Kolbenmotoren. Bei den durch die Verbrennung entstehenden Temperaturen reagiert auch der Stickstoff aus der Ansaugluft: Es entstehen Stickoxide (NOx). CO₂ kommt also keines aus dem Auspuff, emissionsfrei ist die Verbrennung damit aber nicht.

Gleich zwei Rekorde im Visier

Der Bestwert für ein Wasserstoff-Verbrennungsfahrzeug stammt bislang aus Deutschland. Der BMW H2R stellte 2004 in Südfrankreich neun FIA-Rekorde auf und erreichte dabei rund 302 km/h. Der schnellste Wasserstoffwagen überhaupt nutzte dagegen eine Brennstoffzelle: Das Forschungsfahrzeug Buckeye Bullet 2 der Ohio State University schaffte 2009 rund 303 mph (etwa 487 km/h).

JCB peilt über 350 mph an und will damit beide Marken kassieren. Der Bolide soll also über 560 km/h erreichen – und damit schneller sein, als es das schnellste Brennstoffzellenfahrzeug bislang war.

Damit keine Verwirrung entsteht: Das schnellste Auto der Welt, der düsengetriebene ThrustSSC, fuhr mit 1228 km/h mehr als doppelt so schnell. 1997 war das, in der Black Rock Desert in Nevada. Am Steuer saß Andy Green, derselbe Mann, der mit JCBs H2-Boliden nun auch den FIA-Weltrekord für einen Wasserstoff-Verbrenner knacken will.

Die Technik: Kühlen, was das Zeug hält

Zwei seriennahe Wasserstoffmotoren leisten zusammen 1.600 PS (das Fachmagazin Autocar nennt 1.579 bhp) und treiben alle vier Räder an.

Das eigentliche Kunststück bei dieser Last liegt darin, das Aggregat am Leben zu halten. Wasserstoff brennt schneller und heißer als Benzin, das Wärmemanagement wird damit zu der zentralen Herausforderung im Betrieb. JCB geht das Problem mit einer Lösungs-Trias an:

• Allein die Kolben verlangen laut Hersteller 1 l Kühlöl pro Sekunde – so viel wie der gesamte Rest des Motors zusammen.
• Eine eigens entwickelte Auslassventil-Technik soll die Hitze von 1.600 PS Wasserstoff-Verbrennung aushalten.
• Jeder Titan-Turbolader dreht mit mehr als 150.000 Umdrehungen pro Minute bei rund 300 °C und pumpt alle halbe Sekunde etwa eine Badewanne voll Luft.

Bagger-Technik für die Rennstrecke

Bemerkenswert ist, was JCB nicht neu erfunden hat: Die Kurbelwelle ist dieselbe wie im Serienmotor der Baureihe 448; das Aggregat, das auch in den Baggern steckt. Rund 1 km Kabel zieht sich durch den Wagen, zahlreiche Bauteile kommen aus dem 3D-Drucker.

Nach Angaben von JCB verbraucht der Hydromax auf einem Rekordlauf gut 2 kg Wasserstoff und produziert daraus 18 l Wasser. Den Bau übernimmt der Rallye-Spezialist Prodrive, die Motorenentwicklung der Ingenieurdienstleister Ricardo, das Getriebe kommt von Xtrac.

Brennstoffzelle oder Verbrenner: Das eigentliche Rennen

Bei der Wasserstoffmobilität stehen sich zwei Philosophien gegenüber. Die Brennstoffzelle gilt als die sauberere und effizientere Lösung: Sie stößt nur Wasser aus, ist aber teuer, empfindlich und verlangt sehr reinen Wasserstoff. Der Verbrennungsmotor ist das Gegenteil – vergleichsweise billig und so robust, dass er unreineren Wasserstoff verträgt. Zudem baut er auf jahrzehntelangem Motoren-Know-how und bestehenden Lieferketten auf. Für schwere Maschinen unter Dauerlast, fern vom Stromnetz, kann genau das den Ausschlag geben.

Momentan erlebt der Verbrenner ein Comeback. In der Schifffahrt ließ der Augsburger Maschinenbauer Everllence (früher MAN Energy Solutions) kürzlich erstmals einen Viertakt-Schiffsmotor mit reinem Wasserstoff laufen, statt auf die Brennstoffzelle zu setzen. In der Energieversorgung speist in Spanien mit dem Wärtsilä 31H2 der größte reine Wasserstoffmotor der Welt Strom ins Netz ein – ein Aggregat, das aus einem Schiffsmotor hervorging. Und auf dem Acker verfolgt die Branche grüne Antriebe für Landmaschinen ganz genau, wobei JCBs Wasserstoffmotor, der in Aufbau und Handling an die bekannte Dieselarchitektur angelehnt ist, als einer der spannendsten Kandidaten gilt.

Der Rekordwagen ist also die Schauseite einer industriellen Logik, die JCB bei seinen Baggern verkaufen will: Wo Batterien an Reichweite und Ladezeit scheitern, soll der vertraute, wartungsfreundliche Verbrenner einspringen, nur eben mit Wasserstoff statt Diesel.

Was es zu bedenken gilt

Die Nachteile bleiben dieselben wie bei Schiff und Kraftwerk.

• Das NOx-Problem muss, wie beim Diesel, mit Abgasnachbehandlung beherrscht werden. In Europa gelten für mobile Maschinen die strengen Grenzwerte der Abgasstufe Stage V.
• Und grundsätzlich gilt: Wer Strom erst per Elektrolyse in Wasserstoff verwandelt und ihn dann wieder verbrennt, verliert unterwegs viel Energie. In der Branche betonen daher viele, dass am Ende nicht der Motor über den Erfolg entscheide, sondern die Versorgungskette inklusive Wasserstoffproduktion und -logistik.

Wie offen das Rennen ist, zeigt ausgerechnet der alte Rekordhalter: BMW, das mit dem H2R einst den Verbrenner-Bestwert hielt, setzt bei seinen Wasserstoff-Pkw heute auf die Brennstoffzelle. JCB wettet auf die andere Karte. Der Lauf in Bonneville wird das Rennen nicht entscheiden – aber er wird gesehen. Und das ist, ökonomisch betrachtet, wohl der Sinn der Übung.