Wasser ausdemAuspuff
Elektromobilität. Die Akku-Alternative ist gut für die Energiewende, eignet sich aber nicht für alle Fahrzeuge
Wie sinnvoll Autosmit Brennstoffzellen sind.
Eine glorreiche Zukunft für Verbrennungsmotoren sieht heute kein Autohersteller mehr. Elektrifizierung lautet das Motto. Als Ideal gelten vielerorts vollelektrische Fahrzeuge mit leistungsstarken Batterien. Als Alternative tauchen aber immer wieder die Begriffe Wasserstoff und Brennstoffzelle auf.
SowohlbeiBrennstoffzellenfahrzeugen (engl: Fuel Cell Vehicles, FCEV) als auch beibatterieelektrischenFahrzeugen wirddie AntriebsleistungvoneinemElektromotor erledigt. Der Unterschied liegt in der Speicherung der Energie. In FCEV wird Wasserstoff aus Hochdrucktanks imFahrzeuginBrennstoffzellen geleitet, wo ermit Sauerstoff aus der Umgebungsluft reagiert. HerauskommtWasser und elektrischer Strom. DerStromwirdineinerHochvoltgepuffert oder direkt an den Elektromotor übertragen. Das Wasser verdampft oder tröpfelt aus dem Auspuff.
Vor- undNachteile
IneinemgrobenVergleichergeben sich durch dieses Verfahren Vorteile, aber auch Nachteile. Vorausgesetzt man findet eine geeignete Tankstelle (in Österreich gibt es derzeit nur fünf), läuft das Tanken vonWasserstoff genauso schnell ab wie bei Benzin oder Diesel. Die Energiedichte ist höher als jene von Akkus, deshalb kommt man mit Wasserstoff bei gleichem Fahrzeuggewichtweiter.
Der größte Nachteil von Wasserstoff istderhoheEnergieaufwand für Erzeugung, Lagerung, Transport und Betankung. Beim Laden von Elektroautos gibt es weniger Energieverluste. Wasserstoff kostet dadurch, gemessen an der Reichweite, ungefähr so viel wie Benzin. Eine Herstellung in größerem Umfang könnte aber künftig die Kosten senken.
In puncto ökologischer Fußabdruck stellt sich bei FCEV genau wie bei allen anderen Elektrofahrzeugen die Frage nach der Herkunft der Energie. Wird Strom aus erneuerbaren Quellen (etwa Solar-, Wind- oder Wasserkraft) eingesetzt, umWasserstoff per Elektrolyse ausWasser herzustellen, ist das optimal. MomentanwirdWasserstoff jedochmeist durch Umwandlung von Methan und anderen fossilen Quellen gewonnen, wobei CO entsteht. Man spricht dann von grauem Wasserstoff. TeslaGründer Elon Musk hat die VerwendungvonWasserstoff in Fahrzeugen vor einigen Jahren als „extrem dumm“bezeichnet. Zahlreiche Experten sehen das anders. Sie setzen wasserstoffbetriebene Autos in den größeren Kontext der Energiewende.
„Strom muss man derzeit genau dann verbrauchen, wenn man ihn produziert“, erklärt Markus Sartory vom Hydrogen Center Austria, einem Forschungszentrum für Wasserstoff in Graz. „Erneuerbare Energien stehen aber nur zeitlich variabel zur Verfügung. Mit Batterien kann man nur geringe Mengen speichern. Mithilfe von Wasserstoff kann man Strom über lange Zeiträume speichern. Mankann dadurch etwa im Sommer erzeugten Strom im Winter verbrauchen.“
Berechne man den CO - Ausstoß bei der Herstellung von Batterien mit ein, seien FCEV „grüner“als E-Autos mit Batterie – selbstwenn sie mit grauem Wasserstoff betrieben werden (siehe Grafik). Da in Brennstoffzellen Abwärme entsteht, können FCEV im Winter auch ohne zusätzlichen Energieaufwand genutzt werden. Akkus vonElektroautos müssen beheiztwerden.
Laut einer neuen Studie des Fraunhofer-Instituts für SolareEnergiesystemeliegen E-Autos mit Akku bei Treibhausgasemissionen durch Herstellung, BetriebundEntsorgung unter FCEV – solange der Akku nicht größer als 50 kWh bzw. die Reichweite nicht größer als 250kmist.
Nutzfahrzeuge
Sinnvoll sei der Wasserstoffantrieb bei größeren Fahrzeugen, die kaum Standzeiten haben (Auftanken muss schnell gehen) und weite Strecken zurücklegen, etwa Nutzfahrzeuge oder Autobusse, meint Gerhard Krachler, Leiter der Forschungsabteilung bei Magna Steyr. „Bei kleinen Pkw für innerstädtischen Verkehr sind BatterieElektroautos sinnvoller.“
Im Tiroler Kufstein soll durch EU-Hilfe bis 2022 eine Anlage des Energieversorgers TIWAG entstehen, in der Strom aus Wasserkraft zur Erzeugung von Wasserstoffverwendetwird. Mitdiesemwerden u. a. Brennstoffzellen-Lastwägen betankt, die der deutsche Hersteller MANinMünchenentwickelt.
Lagerdenken schlecht
„Wenn Wasserstoff für die Mobilität genutzt werden soll, muss es künftig eine deutlich größere Palette an Fahrzeugen geben und die müssen auch erschwinglich sein“, sagt Ewald Seelos, Leiter der Abteilung Neue Technologien der TIWAG. Derzeit seien auch Elektrolyse-Anlagen zur Wasserstoffherstellung sehr teuer. Hier gebe es aber genauso wie bei Brennstoffzellen neue Entwicklungen, diedenPreissenkenwerden. Laut Heimo Aichmaier, Geschäftsführer der E-Mobilitäts-AllianzAustrianMobile Power, sei es nicht sinnvoll, beimVergleichzwischenBatteriePlug-inHybridenundFCEVineinLagerdenken zu verfallen. Alle Antriebsformen seien wichtig, um den Straßenverkehr sauberer zu machen.
Ähnlich sieht das auch Autohersteller Hyundai, der mit seinen Modellen iX35FCEV und Nexo Pionierarbeit leistet. DerAnteil alternativer Antriebsformen werde kontinuierlich steigen. „Es geht nicht ums Durchsetzen, sondern darum, welche AntriebsformfürwelchenBedarfambesten ist.“