Welche Fahrzeugtechnologie wird das Rennen gewinnen?

Batterie und Brennstoffzelle liefern Strom für den Autoantrieb. Beide sind im Einsatz. Ein Vergleich.

SALZBURG. Batterie oder Brennstoffzelle? Zwei Technologien stehen zur Verfügung, um Strom als Antrieb für Autos zu verwenden. Derzeit hat die Batterie die Nase vorn. Die Reichweite, lange eine Domäne der Brennstoffzelle, ist kein Thema mehr. Batterieautos haben rasch aufgeholt. Allein in den vergangenen fünf Jahren verdoppelte sich die Energiedichte der LithiumBatterien – von 120 auf gut 250 Wattstunden pro Kilogramm.

Sowohl mit dem Tesla Model S als auch mit dem BrennstoffzellenToyota Mirai legt man im Alltag rund 400 Kilometer zurück. Beide Fahrzeuge sind zwei Tonnen schwer und etwa gleich teuer. Im laufenden Betrieb ist das Brennstoffzellen-Auto aber teurer: Etwa ein Kilogramm Wasserstoff im Wert von zehn Euro ist für 100 Kilometer Reichweite notwendig.

Bei batteriebetriebenen Fahrzeugen braucht es etwa 15 bis 20 kWh für 100 Kilometer. An öffentlichen Stromtankstellen fallen zwar auch bis zu zehn Euro an, an der Steckdose zu Hause sind es aber nur mehr drei bis vier Euro – und mit Strom aus einer Photovoltaikanlage sinken die Kosten auf ein bis zwei Euro.

Der wesentliche Vorteil bei Batterien: Der Strom kann direkt geladen werden. Die Infrastruktur ist vergleichsweise einfach und günstig. Und die Kosten sind deutlich niedriger als für die aufwendigere Wasserstoff-Infrastruktur.

Der Wasserstoff muss erst durch Elektrolyse gewonnen und in großen Tanks gespeichert werden. Anschließend wird der flüssige Wasserstoff zu Tankstellen transportiert und erneut gespeichert. Dann erst kann er in das Auto gepumpt werden. Die Brennstoffzelle im Fahrzeug wandelt den Wasserstoff mithilfe von Sauerstoff in nutzbaren Strom und Wasser um.

Zuletzt geht viel Energie zwischen der Wasserstoffproduktion, dem Transport und der Stromerzeugung im Fahrzeug verloren. Das Fraunhofer-Institut gibt den Wirkungsgrad bei BrennstoffzellenFahrzeugen mit 31 Prozent an – den von batteriebetriebenen Fahrzeugen dagegen mit 80 Prozent. Zum Vergleich: Verbrennungsmotoren erreichen bei Volllast einen Wirkungsgrad von etwas mehr als 40 Prozent. Bei Teillast, also im Alltagsbetrieb, sind es deutlich weniger.

Beim Vergleich Batterie und Brennstoffzelle ist das Fahrzeug mit Lithium-Batterien effizienter. Auch die Klimabilanz spricht für das EAuto. Die CO2-Emissionen lassen sich mit einem batteriebetriebenen Fahrzeug kostengünstiger senken. Das ist das Fazit einer umfassenden Studie der TU München und der Stanford University. Über CO2Emissionen gibt es in Europa klare Vorgaben: Bis 2020 ist ein Zielwert von 95 Gramm CO2 je Kilometer einzuhalten – bezogen auf den Flottendurchschnitt eines Fahrzeugherstellers. Dank der vielen Wasserkraftund Windkraftwerke ergibt sich in Österreich für ein E-Auto ein Emissionswert von weniger als 60 Gramm CO2. Konventionelle Dieselund Benzinfahrzeuge emittieren derzeit etwa das Doppelte. Wird das Fahrzeug mit Solarstrom geladen, beträgt der Emissionswert weniger als zehn Gramm CO2 je Kilometer.

Wegen umweltpolitischer Vorgaben beginnen immer mehr Hersteller ihre Fahrzeuge zu elektrifizieren. Fast jeder Hersteller kündigt neue Hybride, Plug-in-Hybride und vollelektrische Fahrzeuge an.

Mercedes hat den GLC F-Cell mit einer Reichweite von 490 Kilometern für das Jahr 2018 angekündigt. Derzeit bieten Mercedes, Toyota, Hyundai und Honda ein Brennstoffzellen-Fahrzeug an. Der Mercedes ist ein Plug-in-Hybrid: In den Tanks können 4,4 Kilogramm Wasserstoff gespeichert werden und in der kleinen Lithium-Batterie Strom für 50 Kilometer. Die Batterie überbrückt die Lücken im Netz der Wasserstofftankstellen.

Christian Mohrdieck, Leiter Brennstoffzelle bei der Daimler AG, sagt: „Die Brennstoffzellen-Technologie besticht durch die kurzen Betankungszeiten und die Tatsache, dass sie sich auch für größere Fahrzeuge, also Lkw und Busse, eignet.“Bezüglich der Markteinführung sei die Batterie deutlich voran. Mercedes werde den Fokus auf E-Fahrzeuge richten, trotzdem habe die Brennstoffzelle „einen festen Platz in unserer Antriebsstrategie“.

Mit Modellen wie dem VW I.D., der eine Reichweite von mehr als 600 Kilometern hat und etwa 30.000 Euro kosten soll, werden sich E-Fahrzeuge schneller durchsetzen können. „Wir wollen 2025 bereits eine Million E-Autos jährlich absetzen“, sagt Tim Fronzek von der Volkswagen AG. Wie Mercedes will auch VW die Brennstoffzelle nicht außer Acht lassen.

Immer mehr Firmen setzen auf das E-Auto