Nach der Erdbebenkatastrophe vom März 2011 in Japan mangelte es an vielen Dingen. Besonders machte sich die schlechte Versorgung mit elektrischem Strom bemerkbar. Toyota hat etliche Vorschläge von Kunden umgesetzt, etwa Strom aus der Hybridbatterie extern bereitzustellen. Die Weiterentwicklung reicht bis zur mobilen Stromversorgung auf Basis von Brennstoffzellen.
Not macht erfinderisch. Dass es dann doch relativ schnell ging, um zumindest die elektrische Infrastruktur wieder einigermaßen herzustellen, war dem Erfindungsreichtum der japanischen Ingenieure zu verdanken. Konzerne und Privatleute wurden ebenfalls kreativ, und sorgten ganz zu Anfang der Aufräumarbeiten für Strom in kleineren Mengen: So hat Toyota an seinem Produktionsstandort Tohoku verschiedene Maßnahmen für eine verbesserte Energieversorgung ergriffen.
Der Autokonzern hatte auch unmittelbar nach der Erdbebenkatastrophe von Kunden viele Vorschläge zur Energieerzeugung erhalten. So schätzten es Besitzer eines Estima Hybrid Minivans während der Stromausfälle, dass das Fahrzeug dank eines speziellen Systems in der Lage ist, Strom aus der Hybridbatterie für externe Zwecke bereitzustellen. Toyota hat sich nach dieser Erfahrung daraufhin entschlossen, dieses System auch in andere Hybridfahrzeuge zu installieren: Zunächst als Option für den Prius und in der Folge dann auch für weitere Hybridmodelle.
Das System ist dank einer maximalen Leistung von rund 1500 W in der Lage, eine Vielzahl von kleineren Verbrauchern wie etwa Haushaltsgeräte mit Strom zu versorgen. Ist die Batterie leer, startet der Verbrennungsmotor des Fahrzeugs, um sie wieder aufzuladen. So kann mit einem vollen Benzintank bei maximaler Ausgangsleistung der Strombedarf für bis zu zwei Tage produziert werden. Toyota hatte seinerzeit das System kostenlos zur Verfügung gestellt und insgesamt rund 40 Prius-Fahrzeuge mit dieser Technik nachgerüstet.
Inzwischen wurde diese Idee der Stromversorgung weiter entwickelt. Das Ergebnis ist eine mobile Notstromversorgung auf der Basis von Brennstoffzellen. Untergebracht ist die notwendige Technik in Reisebussen, die ohnehin in Japan schon im Rahmen einer Null-Emission-Strategie mit Wasserstoff betrieben wurden.
Toyota hat das System so weiter entwickelt, dass der von den Brennstoffzellen erzeugte Strom als Notfall-Spannungsversorgung nutzbar gemacht werden kann. Ein entsprechendes Fahrzeug ist inzwischen in Japan vorgestellt worden: ein Brennstoffzellenbus, der an zwei elektrischen Ausgängen die in Japan üblichen 100 V Gleichspannung mit kurzzeitig maximal 3 kW und eine Dauerleistung von 1,5 kW bereitstellt. Pro Tankfüllung kann der Bus so die Spannungsversorgung für mehr als 100 h sicherstellen. Damit lassen sich etwa Computersysteme in einer Katastrophenleitstelle mit Energie versorgen.
In der Entwicklung befindet sich mit dem FC Bus ein weiteres Modell, der sich auch an ein bestehendes Stromnetz in einem Gebäude anschließen lässt. Mit einer maximalen Leistung von 9,8 kW kann ein Gebäude für 50 h mit Strom versorgt werden. Das V2H (Vehicle 2 Home) genannte System liefert genügend Energie, um elektrische Geräte im Haus zu versorgen. Erste Tests sollen ab 2013 erfolgen. Für reine Elektro- und Plug-in-Hybrid-Fahrzeuge befinden sich V2H-Systeme bereits seit Mitte dieses Jahres bei 40 Haushalten in der Testphase.
Diese Systeme erlauben den Stromfluss vom Auto zum Haus und umgekehrt. In Kombination mit dem „Hems“ (Haus Elektrik Management System) wird die Traktionsbatterie intelligent als Speicher für die hauseigene Fotovoltaik oder andere nachhaltige Stromerzeuger nutzbar gemacht. Dies vermeidet Lastspitzen. Ziel dieser Smart-Grid-Initiative ist auch, entsprechende ISO-Normen und auch die Vorgaben der IEC in die Fahrzeugentwicklung mit einfließen zu lassen, um die weltweite Standarisierung solcher Systeme aktiv mitgestalten zu können. Mit der Präsentation des Wasserstoff-Busses sind nun alle zukünftigen Antriebskonzepte von Toyota in Smart-Grid-Konzepte eingebunden.
Mit dem Feststoff-Brennstoffzellen-Projekt wurde bei Toyota vor rund fünf Jahren begonnen, um aus dem Einsatz stationärer Heizkraftwerke, die mit dieser Technik bereits arbeiteten, Erkenntnisse für die weitere technologische Entwicklung zu gewinnen. Das schon im Jahr 2009 abgeschlossene Testprogramm hatte den Initiatoren Toyota und Aisin Resultate geliefert, die die gute Leistung von Feststoff-Brennstoffzellen als Energiespartechnologie für Haushalte bestätigten. Weitere Ergebnisse aus diesem Programm flossen dann in die Entwicklung der neuen Brennstoffzellen ein, deren Potenzial zur Senkung von Energieverbrauch und CO2-Emissionen weiter verbessert wurde. Die nun bereit stehenden Systeme haben einen höheren Wirkungsgrad im Teillastbereich.
Und durch die Bereitstellung von Feststoff-Brennstoffzellen (SOFC) hoffen Toyota und Aisin, die Entwicklung stationärer Heizkraftwerke mit SOFC-Technik zu beschleunigen und noch während der ersten Hälfte dieses Jahrzehnts abzuschließen.
Hans-Ulrich Tschätsch Fachjournalist in Essen
Teilen:
