Robuster Dauerbrenner

15. Januar 2026

Wenn von Wasserstoff im Lkw die Rede ist, geht es eigentlich immer um Brennstoffzellen, die das flüchtige Gas in Strom umwandeln, der dann wiederum einen Elektromotor antreibt. Aber Wasserstoff kann auch direkt verbrannt werden. Wie sich H2-Motoren von herkömmlichen Verbrennern unterscheiden, wie sie geprüft werden und für welche Einsatzzwecke sie sich anbieten, erklärt TÜV NORD-Experte Stephan Nentwig.

#explore: Herr Nentwig, wie unterscheiden sich Wasserstoffmotoren von herkömmlichen Verbrennern?

Die Unterschiede sind tatsächlich überschaubar. Im Prinzip handelt es sich um einen typischen Ottomotor, das Kraftstoff-Luft-Gemisch wird also mit einer Zündkerze entzündet. Allerdings läuft er mit einem sogenannten Mager-Konzept, also mit Luftüberschuss, worin er wiederum dem Diesel ähnelt. Da Wasserstoff sehr flüchtig ist und unter deutlich höherem Druck als zum Beispiel Erdgas gelagert wird, stellt der H2-Motor allerdings besondere Anforderungen an die Peripherie des Motors, etwa an das Einspritzsystem und die Motorsteuerung. Hier muss entsprechend sichergestellt werden, dass kein unverbrannter Wasserstoff in den Auspuff gelangt und dort ungewünscht zündet, was aber technisch gelöst ist.

Sie haben bereits Typgenehmigungsprüfungen für Wasserstoffmotoren durchgeführt. Was waren hier die spezifischen Besonderheiten?

Die zentrale Herausforderung bestand darin, dass Wasserstoffverbrennungsmotoren noch nicht final in den EU-Verordnungen zur Genehmigung von Lkw-Motoren abgebildet sind: Diese sind, wie der Brennstoffzellenantrieb, zwar per se CO2-frei. Im Verbrennungsprozess entstehen durch die Verbrennungsluft jedoch auch Stickoxide und etwa durch das Motorenöl weitere Abgaskomponenten. Entsprechend muss sichergestellt werden, dass sie die gesetzlichen Grenzwerte einhalten und die Abgasreinigungssysteme verlässlich arbeiten. Nun lassen sich die für den Diesel definierten Prüfverfahren in der EU aber nicht in allen Punkten auf H2-Verbrenner umlegen. In enger Abstimmung mit den Genehmigungsbehörden haben wir daher andere internationale Regelwerke aus dem UN-ECE-Rechtskreis hinzugezogen, um diese Verfahren auf die Anforderungen des Wasserstoffmotors anzugleichen. So konnte dieser im Rahmen einer Ausnahmeregelung zugelassen werden. Das hat für uns die Grundlage für weitere Typgenehmigungsprüfungen von Wasserstoffmotoren gebildet.

Kann man beim H2-Motor mit den etablierten Abgasreinigungsverfahren arbeiten, oder muss hier entsprechend nachgebessert werden?

Das ist einer der Vorteile des Wasserstoffmotors: Man kann tatsächlich die bewährten Systeme aus dem Diesel verwenden und dabei sogar auf bestimmte Komponenten verzichten. Da Wasserstoff anders als fossile Kraftstoffe keinen Kohlenstoff enthält, entsteht bei der Verbrennung kein Ruß, der beim Diesel den Löwenanteil der Feinstaubpartikel ausmacht. Das macht den Partikelfilter beim H2-Verbrenner überflüssig. Er produziert außerdem deutlich weniger Stickoxide als der Diesel, weshalb die gesetzlichen Grenzwerte für diese Luftschadstoffe noch nicht einmal zu zehn Prozent ausgereizt werden.

Hat der H2-Verbrenner auch Nachteile etwa gegenüber Batterie oder Brennstoffzelle?

Ein Nachteil ist der geringere Wirkungsgrad. Beim Wasserstoffmotor geht, wie bei allen anderen Verbrennern, ein großer Teil der im Kraftstoff enthaltenen Energie durch Abwärme verloren. Der H2-Motor kommt so im Bestpunkt auf einen Wirkungsgrad von 35 bis 45 Prozent. Damit liegt er hinter der Brennstoffzelle, die – bis zur Umwandlung in Bewegungsenergie am Rad – einen Wirkungsgrad von 50 bis 60 Prozent erreicht. Beim batterieelektrischen Antrieb sind es sogar bis zu 80 Prozent, was diesen effizienter macht als jeden anderen Antrieb. Und der Wirkungsgrad und damit die Kraftstoffkosten sind im Nutzfahrzeugbereich besonders relevant. Im Schwerlastverkehr machen sie nach den Personalkosten den größten Posten aus, sind also entscheidend für einen wirtschaftlichen Betrieb.

Wo werden Wasserstoffmotoren dennoch gebraucht?

Einerseits in Regionen, wo es noch keine Ladeinfrastruktur gibt, und anderseits für Anwendungen, bei denen dauerhaft sehr viel Energie benötigt wird – etwa bei Schwertransporten, die über lange Dauer mit großen Lasten unterwegs sind. Das gilt insbesondere auch für Skandinavien, wo Lkw mit bis zu 60 Tonnen zulässig sind, oder für die sogenannten Road-Trains in Australien, die es sogar auf über 100 Tonnen bringen. Will man solche Lasten bewegen, kommt man selbst mit großen 600-Kilowattstunden-Akkus, wie sie heute in E-Lkw verbaut werden, nicht weit genug. Dasselbe gilt für Anwendungsfelder abseits der Straße, also in der Landwirtschaft und im Baugewerbe: beispielsweise Mining-Bagger, Mähdrescher oder Feldhäcksler, die auch einmal über mehrere Stunden am Stück Leistungen von 300 Kilowatt erfordern, was selbst große Batterien leeren würde, bevor das Feld gerodet ist. Während sich Schwerlasttransporte grundsätzlich auch mit Brennstoffzellen bewältigen lassen und zudem entsprechende Fahrzeuge entwickelt werden, spielt der H2-Motor insbesondere im Offroad-Bereich seine Stärken aus.

Inwiefern?

Verbrennungsmotoren sind sehr robust. Anders als die Brennstoffzelle sind sie unempfindlich gegen Stöße, Staub, sehr hohe oder niedrige Umgebungstemperaturen sowie auch gegen Verunreinigungen im Wasserstoff. Während der Wasserstoff für Brennstoffzellen maximal 0,03 Prozent Verunreinigungen enthalten darf, läuft der H2-Motor auch bei höheren Verunreinigungen problemfrei. Es wäre also möglich, diese Motoren mit kostengünstigerem grünem Wasserstoff zu betreiben, was die Betriebskosten senken würde. Darüber hinaus benötigen Wasserstoffmotoren – außer im Katalysator – keine teuren Edelmetalle. Nicht zuletzt haben die Hersteller über 100 Jahre Erfahrung mit Verbrennungsmotoren gesammelt, Produktionsverfahren sind etabliert und erprobt, müssen also nicht erst entwickelt und aufgebaut werden. H2-Verbrenner ließen sich grundsätzlich schnell in großen Stückzahlen produzieren, um die Dekarbonisierung voranzutreiben.

Was ist Ihre Perspektive: Aus welchen – klimafreundlichen – Antrieben wird sich der Schwerlastverkehr in Zukunft zusammensetzen?

Im Regional- und Verteilerverkehr wird sich der batterieelektrische Antrieb durchsetzen, weil dort die Tagesfahrleistungen nicht so hoch sind und die Fahrzeuge im Depot zu niedrigen Stromkosten geladen werden können. Lebensmittellogistiker beispielsweise fahren daher schon heute mit E-Lkw günstiger als mit Diesel, obwohl die Fahrzeuge in der Anschaffung teurer sind.

Und im Fernverkehr?

Hier wird es sich mischen: Bei leichten Strecken und gut planbaren Touren wird der E-Lkw zum Einsatz kommen. Bei schweren Lasten über große Distanzen Wasserstoff – ob im Verbrenner oder in der Brennstoffzelle. Voraussetzung dafür ist natürlich die ausreichende Verfügbarkeit von grünem Wasserstoff. Eine weitere gute Option für diesen Bereich könnten auch E-Lkw mit Range-Extender sein, also einem kleinen Verbrennungsmotor als Stromgenerator für zusätzliche Reichweiten. Abseits der Straße würden wir dann eher den Wasserstoffmotor sehen. Voraussetzung dafür, wie auch bei Brennstoffzellenfahrzeugen, ist aber natürlich, dass grüner Wasserstoff preislich mit konventionellen Kraftstoffen mithalten kann. Aktuell ist das noch nicht der Fall. Aber wenn Wasserstoff in großem Stil in sonnenreichen Ländern produziert und nach Deutschland transportiert wird, würden die Preise deutlich sinken, während Diesel und Benzin durch den CO2-Zertifikatehandel über die kommenden Jahre sukzessive teurer werden. Bis es so weit ist, wird es jedoch weitere finanzielle Anreize von politischer Seite brauchen, um Logistikunternehmen zum Umstieg auf klimafreundliche Antriebe zu bewegen.

Aber: Neben den genannten klimafreundlichen Antrieben wird auch noch der Diesel im Fernverkehr über längere Zeit erhalten bleiben, bis eine ausreichende Tank- und Ladeinfrastruktur entlang des europäischen Fernstraßennetzes aufgebaut ist.