Mit dem Fuel Cell Power Pack (FCPP) hat das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) ein neuartiges Brennstoffzellenmodul entwickelt, das Lastenräder fit für den kommerziellen Alltagseinsatz macht. Es ermöglicht eine höhere Reichweite und doppelte Lebensdauer bei vergleichbaren Kosten gegenüber rein batteriebetriebenen Systemen. Im Zuge eines Ausgründungsprojekts wollen DLR-Forscher die Technologie und ein innovatives Logistikkonzept bereitstellen, das schneller und flexibler als PKW oder Transporter ist sowie emissionsfrei und leise.
Abb.: Visualisierung des Lastenrads mit FCPP (links unter dem Lenkrad; Bild: DLR / IDBerlin)
Das DLR-Ausgründungsprojekt FCPP gehört zu insgesamt sechs innovativen Geschäftsideen, die in der aktuellen Ausschreibungsrunde für das Förderprogramm Helmholtz Enterprise der Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren ausgewählt wurden. Das Konzept der Wissenschaftler basiert auf einem hybridisierten Antriebssystem: Das Fuel Cell Power Pack kombiniert eine Brennstoffzelle mit einer kleinen Lithium-Ionen-Batterie. Die Brennstoffzelle ist auf eine Dauerleistung von 300 bis 500 Watt ausgelegt und kann die Batterie, die bei Spitzenlasten wie zum Beispiel Beschleunigungsvorgängen zugeschaltet wird, während der Fahrt und in Pausen wieder aufladen.
„Unser System lässt sich in Sekunden betanken und funktioniert auch bei tiefen Temperaturen zuverlässig“, fasst Mathias Schulze vom DLR-Institut für Technische Thermodynamik in Stuttgart zwei zentrale Vorteile des Fuel Cell Power Packs gegenüber rein batteriebasierten Systemen zusammen. Das schnelle Befüllen des Wasserstofftanks ermöglicht einen ganztägigen Betrieb in mehreren Schichten, zeitaufwändige Ladezeiten und Batteriewechsel entfallen. Ein ebenfalls am DLR entwickeltes innovatives Kaltstartmodul sorgt für zuverlässigen Winterbetrieb. Es arbeitet auf Basis von Metallhydriden und heizt das Brennstoffzellensystem vor, ohne ihm Energie zu entnehmen und damit die Reichweite zu verringern. Aufgrund seines modularen Aufbaus lässt sich das Fuel Cell Power Pack leicht in bestehende Fahrradkonzepte integrieren.
„Der Anwendungsfokus liegt auf der sogenannten letzten Meile, also der Strecke zwischen Verteilzentren und Kunden. Diese gewinnt durch den zunehmenden Online-Handel stark an Bedeutung, denn immer mehr kleine Sendungen müssen immer schneller an dezentrale Empfänger verteilt werden", beschreibt Christian Rudolph vom DLR-Institut für Verkehrsforschung in Berlin. Der Wirtschaftsverkehr verursacht bis zu fünfzig Prozent der straßenverkehrsbedingten Emissionen in europäischen Städten. Den DLR-Forschungsarbeiten zufolge können elektrisch angetriebene Lastenräder für die Hälfte aller Dokumenten- und Paketsendungen auf der letzten Meile genutzt werden. „Bestehende Konzepte erfüllen nicht die Anforderungen der Logistikindustrie hinsichtlich Reichweite, Lebensdauer und Winterbetrieb. Hier sehen wir das Alleinstellungsmerkmal unseres Ansatzes", so DLR-Wissenschaftler Rudolph weiter.
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