Das Wasserstoffauto hat verloren. Zumindest ist es das, was man immer wieder hört und liest, wenn man denn überhaupt etwas über die Brennstoffzellentechnik liest, denn die Dominanz der rein Batterie betriebenen Elektroautos in den Medien und Köpfen ist momentan äußerst groß. Das ist erstaunlich und ein wenig befremdlich, schließlich galt der Wasserstoffantrieb lange als Zukunftstechnologie. Aus der Raumfahrt ist er nicht mehr wegzudenken, er ist sauber und viele Hersteller haben trotz aller öffentlichen Zweifel funktionierende und leistungsstarke Wasserstoffauto-Modelle auf den Markt gebracht. Ein Plädoyer für die Brennstoffzelle im Automobil.

Wie eine Brennstoffzelle funktioniert – und wie nicht

Wasserstoffspender

Die Zukunft des Tankens? Der Wasserstoffspender, Bild: Mona Makela / shutterstock

Eine Brennstoffzelle verbrennt etwas, so zumindest ein verbreiteter Gedankengang, wenn etwas verbrannt wird entstehen Abgase, Rauch, Ruß, Feinstaub und das zusammen sei dann schädlich für das Klima. Diese Assoziationskette funktioniert für Brennstoffzellentechnologie allerdings nicht und dieser Denkfehler kann aufgelöst werden, wenn man sich die Verbrennungsart genauer ansieht.
Der technische Begriff für den Vorgang in einer Wasserstoff-Brennstoffzelle nennt man “kalte Verbrennung”. Der Aufbau der Zelle ähnelt dem einer Batterie, wobei bei der Brennstoffzelle Wasser, Sauerstoff und ein Elektolyt die Hauptbestandteile sind. Elektrolyte sind, flüssige, feste oder auch gelartige chemische Substanzen, die durchlässig für Ionen, also negativ geladene Teilchen, sind. Ein solches Elektrolyt trennt nun in Form einer für Ionen durchlässigen Membran den Wasserstoff und Sauerstoff, sorgt für das Fließen der Ionen zwischen Wasserstoff und Sauerstoff und erzeugt so Elektrizität und Wärme. Das Endprodukt ist: Wasser. Kein Rauch, kein Ruß kein Feinstaub. Damit ist diese Technologie äußerst Umweltfreundlich – sofern der Wasserstoff nachhaltig gewonnen werden kann.

Die Gewinnung von Wasserstoff als Effizienzproblem

Zwar stimmt es, dass der Wasserstoff zunächst künstlich erzeugt werden muss und dieser Prozess ebenfalls Energie benötigt, die zurzeit hauptsächlich aus Erdgas gezogen wird. Aber einerseits verbrennt Erdgas relativ sauber im Gegensatz zu anderen fossilen Brennstoffen und hinterlässt so einen geringeren ökologischen Fußabdruck, andrerseits steckt die Entwicklung von Alternativen noch in den Kinderschuhen. So bieten beispielsweise die Vergasung und Vergärung von Biomassse oder Wasserstoff aus Grünalgen neue Möglichkeiten den chemischen Stoff zu erhalten. Umweltfreundlich ist auch das sogenannte Kaevner-Verfahren, bei dem in einem Plasmabrenner bei ca. 1600°C Erdgas CO2 frei in Aktivkohle (reinen Kohlenstoff) und Wasserstoff getrennt wird. Zusätzlich ist Wasserstoff aber auch oft ein chemisches Nebenprodukt beispielsweise bei der Gewinnung von Chlor oder den Prozessen der Öl-Raffinade. Geschickt geplant, könnten hier Industriecluster entstehen, die Synergieeffekte erzeugen, und die ökologische und finanzielle Effizienz der Wasserstoffgewinnung steigern.

Wasserstoffauto als Hightech Produkt: Die Komponenten werden günstiger

Ein weiterer Vorwurf lautet: Das Wasserstoffauto ist zu teuer. Die Produktionskosten sind zu hoch, die Technologie zu unausgereift und die mittlerweile von vielen Seiten forcierte Entwicklung des rein Batterie betriebenen Elektroautos ist einfach eine zu starke Konkurrenz. Damit würde das Wasserstoffauto niemals die Reife für Massenproduktion erreichen, die eine Grundvoraussetzung für flächendeckenden Erfolg ist. Dabei hat die Entwicklung der Brennstoffzellentechnologie in der Automobilbranche in den letzten dreißig Jahren viele Kinderkrankheiten bereits gelöst. Viele Komponenten, die früher die Produktionskosten und damit den Preis des Endprodukts in die Höhe trieben, sind ausgetauscht oder überarbeitet worden. Ein Bestandteil, der nach wie vor hohe Kosten verursacht, bleibt das Platin, das bisher als Katalysator verwendet wurde. Hier haben Forscher und Ingenieure allerdings einige Erfolge mit extrem dünnen, weniger als drei millionstel Millimeter dicken Platinschichten erzielt, während zeitgleich an der University of California bereits erfolgreich mit Kobalt als Platinersatz experimentiert wird.

Die neuen Modelle nähern sich herkömmlichen Automodellen an

Wasserstoffautos

Bild: metamorworks / shutterstock

Dabei entwickelten sich die Wasserstoffautos immer weiter, sodass sie sich der Konkurrenzfähigkeit mit Modellen mit Verbrennungsmotor immer weiter annähern. Während beispielsweise das Brennstoffzellensystem bei Daimlers NECAR 5, einer umgebauten B‑Klasse, vor 15 Jahren noch den gesamten Unterboden ausfüllte, konzentriert sich die benötigte Technik heutzutage nur noch auf den Raum unter der Motorhaube. Beim Clarity Fuel Cell von Honda, einem der ersten Serienfahrzeuge mit Brennstoffzelle auf dem Markt, hat der Antrieb zum Beispiel bereits die Größe eines herkömmlichen Sechszylindermotors wobei das Wasserstoffmodell starke 130 Kilowatt leistet. Besonders bei Luftfluss und Kühlung sind erhebliche Fortschritte erzielt worden, sodass Toyota schon vor rund einem Jahr ankündigte, dass durch neue Innovationen sich der Preis von Wasserstoffautos bis 2020 halbieren soll: Von jetzt rund 80.000 Euro auf 40.000 Euro. Damit werden die Wagen auch für die mittleren Einkommensschichten erschwinglicher. Die Branche verspricht sich ein hohes Wachstumspotential und, wenn Forschung und Infrastrukturausbau vorangetrieben werden, ebenfalls die Schaffung neuer Arbeitsplätze.

Der Wille zum Wasserstoffauto ist da

Ein weiteres weit verbreitetes Gegenargument zum Wasserstoffantrieb bezieht sich auf den mangelnden Willen von Politik und Wirtschaft das Reifen der Technologie voranzutreiben. Weil sich die Produktion nicht lohne betrieben Automobilkonzerne erfolgreich Lobbyarbeit und verhinderten somit den Sprung ins Wasserstoff-Zeitalter in der Automobilindustrie. Damit würde der Verbrennungsmotor auf lange Sicht die dominante Antriebsform auf Deutschlands Straßen bleiben. Das ist aus mehreren Gründen nicht ganz richtig. Die Skepsis bei Politikern und insbesondere deutschen Autobauern ist zwar immer noch groß, dennoch haben viele das Potenzial der Brennstoffzelle erkannt. Die Bundesregierung will die Forschung bis zum Jahr 2026 mit bis zu 1,4 Milliarden Euro fördern und aus Industrie und Wissenschaft wurden bisher mehr als zwei Milliarden Euro zugesagt. Bereits letztes Jahr gründeten dreizehn internationale Unternehmen den “Hydrogen Council“, eine Wasserstoff-Initiative, die den Ausbau der Technologie vorantreiben will. Mitglieder sind auch Daimler, BMW sowie der ursprünglich deutsche Gashersteller Linde.

Die Modelle werden kommen – und mit ihnen die Infrastruktur

BMW plant bis 2025 Brennstoffzellen-Autos in Serie auf die Straße bringen, Volkswagen bleibt zurückhaltend, behält den Wasserstoffantrieb jedoch im Blick: Über die Konzerntochter Audi wurde vor wenigen Monaten eine Vereinbarung mit Hyundai zur Kreuzlizenzierung von Patenten für Brennstoffzellenfahrzeuge abgeschlossen. Der dieses Jahr herausgebrachte Mittelklasse-SUV GLC F-Cell von Daimler-Benz kombiniert Elektrobatterie mit Brennstoffzelle. Der Grund für den Mangelnden Purismus von Daimler: Die Anzahl von Tankstellen für Wasserstoff sei zu gering. Tatsächlich zählt Deutschland, je nach Quelle, 40 – 100 dieser H2 Tankstellen, an denen innerhalb weniger Minuten per Knopfdruck ein Wasserstoffauto aufgetankt werden kann. Während die Dichte in Ballungsräumen wie Berlin, Hamburg oder dem Ruhrgebiet relativ hoch ist, ist die H2 Tankstellenkarte in Mittel- und Norddeutschland noch relativ leer. Hier ist allerdings Bewegung auf dem Markt: Die Zahl der Wasserstofftankstellen steigt stetig, die notwenigen Investitionen sind relativ gering und der Marktführer für Geländewagen und Pickups in China, Great Wall Motors, hat angekündigt in den Ausbau des Netzes einzusteigen.

Fazit: Mehr Bewegung als man glaubt

Totgesagte leben länger – besonders innovative und potenziell lukrative Ideen. Das gilt wahrscheinlich auch für die Technologie der Brennstoffzelle in Fahrzeugen. Mit den Neuerungen der letzten Jahre, starkem Investment in die Entwicklung und einer wachsenden Lobby bringt sich der Wasserstoffantrieb in Stellung und wird wahrscheinlich in der Zukunft noch eine Rolle spielen – mindestens als Alternative in der Schublade, wenn nicht sogar bereits auf den Straßen selbst. Mit dem viel diskutierten Kohleausstieg, dem Klimawandel und der damit verbundenen höheren Bereitschaft auf saubere Technologien zu setzen werden Autokäufer und Verantwortliche in der Politik an diesem Thema auch kaum vorbeikommen. Der Druck aus Asien, insbesondere von Toyota und Honda, aber auch seitens chinesischer Hersteller wird in jedem Fall zunehmen. Auch wenn also das rein Batteriebetriebene Elektroauto zurzeit die Medien dominiert – das Kapitel Wasserstoffantrieb als Alternative scheint lange noch nicht zu Ende geschrieben.

veröffentlicht von Armin

One Comment

  1. Die Lobbyarbeit ist und bleibt hier doch das größte Hindernis. Ich würde mich freuen, wenn es tatsächlich mal voran geht. Sehr schöner Beitrag!

    LG

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