Alternative Wasserstoffauto?

Ein­wand “Was­ser­stoff­au­tos sind bes­ser als Elek­tro­au­tos” / “Elek­tro­au­tos sind ein Irr­weg, die Zukunft gehört der Brennstoffzelle”

Das Was­ser ist die Koh­le der Zukunft. Die Ener­gie von mor­gen ist Was­ser, das durch elek­tri­schen Strom zer­legt wor­den ist. Die so zer­leg­ten Ele­men­te des Was­sers, Was­ser­stoff und Sauer­stoff, wer­den auf unab­seh­ba­re Zeit hin­aus die Ener­gie­ver­sor­gung der Erde sichern.

So schil­der­te Jules Ver­ne 1870 in sei­nem Buch “Die geheim­nis­vol­le Insel” die Brenn­stoff­zel­le. Ent­deckt und beschrie­ben wur­de die­ses Prin­zip aber bereits im Jahr 1838 von dem deut­schen For­scher Chris­ti­an Fried­rich Schön­bein und zunächst als “bat­te­ri­sier­tes Knall­gas” bzw. “gal­va­ni­sche Gas­bat­te­rie” bezeich­net. In einer gal­va­ni­schen Zel­le wird die che­mi­sche Reak­ti­ons­en­er­gie eines kon­ti­nu­ier­lich zuge­führ­ten Brenn­stoffs (in die­sem Fall Was­ser­stoff) und eines Oxi­da­ti­ons­mit­tels (in die­sem Fall Sauer­stoff) in elek­tri­sche Ener­gie umgewandelt.

Bild 2: Brennstoffzelle des Space Shuttles.
Abb. 2: Brenn­stoff­zel­le des Space Shuttles

Nicht zuletzt auf­grund der Erfin­dung des Dyna­mos 1867 durch Wer­ner von Sie­mens, die Strom­erzeu­gung bil­lig und ein­fach mach­te, geriet die Brenn­stoff­zel­le jedoch erst ein­mal wie­der in Ver­ges­sen­heit. Erst in den 1950er Jah­ren wur­de das Prin­zip wie­der auf­ge­grif­fen und fand u. a. in der US-Raum­fahrt im Zuge des Gemi­ni- und Apol­lo­pro­gramms und spä­ter in den Space Shut­tles Verwendung.

Neben den japa­ni­schen Auto­her­stel­lern expe­ri­men­tier­ten in den 1990er Jah­ren ver­stärkt auch BMW und Mer­ce­des in Deutsch­land mit was­ser­stoff­be­trie­be­nen Brenn­stoff­zel­len-Fahr­zeu­gen — aller­dings noch mit flüs­si­gem Was­ser­stoff, des­sen Küh­lung auf -252,9 Grad Cel­si­us bei Trans­port und Lage­rung gro­ße Schwie­rig­kei­ten mit sich brach­te. Seit Grün­dung der Clean Ener­gy Part­nership (CEP) 2002 unter Feder­füh­rung des Bun­des­ver­kehrs­mi­nis­te­ri­ums wur­den Stan­dards ein­ge­führt und eine beacht­li­che Zahl an Part­nern aus der Indus­trie gefun­den, die seit­her (mehr oder weni­ger) an einem Strang ziehen.

Bild 3: BMW 750hL (2000).
Abb. 3: BMW 750hL (2000)

Ange­sichts die­ser Ent­wick­lun­gen ist es ist also nicht ver­wun­der­lich, dass es gera­de bei uns in Deutsch­land vie­le Freun­de die­ser Tech­no­lo­gie gibt, und auch in Japan hat der Brenn­stoff­zel­len­an­trieb vie­le Anhän­ger. Wenn so vie­le eta­blier­te Her­stel­ler auf die­ses Pferd set­zen, kann es ja so falsch nicht sein — oder? Es gibt jedoch auch Her­stel­ler, die da ganz ande­rer Mei­nung sind. So bezeich­net Tes­la-Chef Elon Musk die Brenn­stoff­zel­le — die auf Eng­lisch Fuel Cell heißt — gern rei­ße­risch als “Fool Cell” — Idio­ten­zel­le.1 Im Fol­gen­den ana­ly­sie­ren und beur­tei­len wir nach­ein­an­der die immer wie­der­keh­ren­den Argu­men­te der Bren­stoff­zel­len-Anhän­ger in der Aus­ein­an­der­set­zung mit Elek­tro­au­to-Befür­wor­tern um die bes­se­re, zukunfts­träch­ti­ge­re Antriebstechnologie.

a. Ener­gie­aus­beu­te
b. Reich­wei­te
c. Tank­stopp­dau­er
d. Sicher­heit
e. Preis
tldr; — Fazit


a. Energieausbeute

Was­ser­stoff­au­tos haben eine bes­se­re Ener­gie­aus­beu­te” — Nein.

Um Was­ser­stoff als Treib­stoff ein­set­zen zu kön­nen, muss die­ser zunächst gewon­nen wer­den. Denn Was­ser­stoff ist zwar das häu­figs­te Ele­ment im Uni­ver­sum, er ist aber auf der Erde nicht frei ver­füg­bar, son­dern exis­tiert erst ein­mal nur in gebun­de­ner Form — vor allem natür­lich im Was­ser (H₂O). Um die Was­ser­mo­le­kü­le in sei­ne Bestand­tei­le Was­ser­stoff und Sauer­stoff auf­zu­spal­ten, ist eine Elek­tro­ly­se not­wen­dig, mit der über Zufüh­rung von elek­tri­scher Ener­gie eine Redoxre­ak­ti­on bewirkt wird. Die­se Reak­ti­on wird in einer Brenn­stoff­zel­le wie­der umge­kehrt, wobei  die im Was­ser­stoff gespei­cher­te Ener­gie in elek­tri­sche Ener­gie zurück­ver­wan­delt wird, die schließ­lich die Räder antreibt. Dadurch kann ca. 40% der anfangs zuge­führ­ten Ener­gie wie­der zurück­ge­won­nen wer­den.2

Bild 4: Das Schaubild verdeutlicht den Umweg, der bei einem Wasserstoffauto für die Gewinnung der Antriebsenergie nötig ist. (Quelle: 5 hours ahead, übersetzt aus dem Englischen)
Abb. 4: Das Schau­bild ver­deut­licht den Umweg, der bei einem Was­ser­stoff­au­to für die Gewin­nung der Antriebs­en­er­gie nötig ist (Quel­le: 5 hours ahead, über­setzt aus dem Englischen).

Bei Elek­tro­au­tos hin­ge­gen wird die Ener­gie direkt in der Bat­te­rie gespei­chert und für den Antrieb des Fahr­zeugs ver­wen­det. Auch hier gibt es Ver­lus­te. Die­se tre­ten beim  Lade­vor­gang auf und betra­gen je nach Fahr­zeug­typ sowie Wit­te­rungs- und ande­ren äuße­ren Ein­flüs­sen3 rund 20%,4 so dass beim Elek­tro­au­to rund 80% der zuge­führ­ten Ener­gie zum Antrieb ver­wen­det wer­den kann und nicht nur 40% wie beim Brennstoffzellenantrieb.

Mit ande­ren Wor­ten: Wenn der Umweg über Elektrolyse/Brennstoffzelle beschrit­ten wird, steht zum Antrieb des Fahr­zeugs letzt­lich nur etwa halb soviel Ener­gie zur Ver­fü­gung wie bei der direk­ten Spei­che­rung der elek­tri­schen Ener­gie in einer Bat­te­rie. Elon Musk fasst die­ses Dilem­ma des Brenn­stoff­zel­len­an­triebs und die Kon­se­quenz dar­aus mit kla­ren Wor­ten zusam­men:5

Wenn wir also die Wahl haben, ent­we­der eine Bat­te­rie direkt mit einer Solar­zel­le auf­zu­la­den oder aber Was­ser auf­zu­spal­ten, den Was­ser­stoff zu neh­men, den Sauer­stoff zu ent­sor­gen, den Was­ser­stoff unter extrem hohem Druck zu kom­pri­mie­ren oder zu ver­flüs­si­gen, um ihn dann in ein Auto mit Brenn­stoff­zel­le zu trans­fe­rie­ren — dann ist die zwei­te Opti­on nur etwa halb so effi­zi­ent. Sie ist mise­ra­bel. War­um soll­te man das tun? Es ergibt ein­fach kei­nen Sinn.

Die Ener­gie­aus­beu­te des Brenn­stoff­zel­len­an­triebs ist sogar noch gerin­ger, wenn man die unver­meid­li­chen Ver­lus­te durch die extrem hohe Flüch­tig­keit des Was­ser­stoffs ein­rech­net — und den Ener­gie­auf­wand für den Trans­port des Gases zur Tank­stel­le. Dies wird sehr deut­lich in einer dies­be­züg­li­chen Stu­die der Uni­ver­si­ty of Cali­for­nia in Irvi­ne von August 2014, die zu dem Ergeb­nis kommt, dass der Ener­gie­auf­wand bei Was­ser­stoff­au­tos (in kWh pro Mei­le) zwei- bis drei­mal so hoch ist wie bei rei­nen Elek­tro­au­tos.6 Ein älte­rer Fach­ar­ti­kel über Hybrid­fahr­zeu­ge von 2006 kam sogar zu dem Schluss, dass rei­ne Stro­mer mit einer Kilo­watt­stun­de drei- bis vier­mal soweit kom­men wie Was­ser­stoff-Brenn­stoff­zel­len-Fahr­zeu­ge:7

Beim gesam­ten Pro­zess der Elek­tro­ly­se, des Trans­ports, Pum­pens und der Brenn­stoff­zell-Umwand­lung blie­ben nur etwa 20 bis 25 Pro­zent der ursprüng­lich zuge­führ­ten 100% rege­ne­ra­ti­ven elek­tri­schen Ener­gie übrig, um den Motor anzu­trei­ben. Bei einem Plug-in Hybrid dage­gen blie­be beim Pro­zess der elek­tri­schen Über­tra­gung und Auf­la­dung der Bord­bat­te­rie 75 bis 80 Pro­zent des zuge­führ­ten Stroms für den Antrieb erhal­ten. Ein Plug-in Hybrid soll­te dem­zu­fol­ge also mit der glei­chen zuge­führ­ten rege­ne­ra­ti­ven Ener­gie­men­ge gut drei- bis vier­mal soweit kom­men wie ein was­ser­stoff­be­trie­be­nes Brennstoffzellen-Fahrzeug.

Der Schwei­zer Brenn­stoff­zel­len-Exper­te Ph.D. Dipl. Ing. Ulf Bos­sel kommt zu einem ähn­li­chen Ergeb­nis: Von 100 kWh Pri­mär­ener­gie kön­nen bei direk­ter Spei­che­rung im Elek­tro­au­to 69 kWh für den Antrieb genutzt wer­den, beim Was­ser­stoff­au­to dage­gen bes­ten­falls 23 kWh.8 Das Schau­bild aus sei­nem Buch “Ener­gie­wen­de zu Ende gedacht” (2014) macht den Ener­gie­ver­lust über den Zwi­schen­trä­ger Was­ser­stoff ein­drucks­voll deutlich:

Bild 6: Energieverluste bei der Nutzung des Zwischenträgers Wasserstoff im Vergleich zur direkten Stromverteilung (Quelle: Ulf Bossel).
Abb. 6: Ener­gie­ver­lus­te bei der Nut­zung des Zwi­schen­trä­gers Was­ser­stoff im Ver­gleich zur direk­ten Strom­ver­tei­lung (Quel­le: Ulf Bossel).

In sei­ner Publi­ka­ti­on “Ist eine Was­ser­stoff­wirt­schaft sinn­voll?” kommt Ulf Bos­sel dar­um auch zu fol­gen­dem Fazit:9

Was­ser­stoff kann den Kampf gegen sei­ne eige­ne Ener­gie­quel­le [Strom] nicht gewin­nen. Dar­um ist die Fra­ge: “Ist eine Was­ser­stoff­wirt­schaft sinn­voll?” mit einem bedin­gungs­lo­sen “NIEMALS” zu  beant­wor­ten. Eine glo­ba­le Was­ser­stoff­wirt­schaft hat weder eine Ver­gan­gen­heit noch eine Gegen­wart oder Zukunft!

Die mise­ra­ble Ener­gie­ef­fi­zi­enz des Was­ser­stoff­au­tos schlägt sich natür­lich auch in der CO₂-Bilanz nie­der: So fal­len bei einer Erzeu­gung des Was­ser­stoffs mit Ener­gie aus dem aktu­el­len deut­schen Strom­mix Emis­sio­nen von fast 400 g CO₂ pro km an.10 Das ist mehr als die größ­ten SUVs und Sport­wa­gen in die Luft bla­sen. Stro­mer dage­gen ste­hen im CO₂-Ver­gleich auch heu­te schon bes­ser da als selbst die emis­si­ons­ärms­ten Ver­bren­ner (Die Auto­ren die­ses Tex­tes wer­den sich zeit­nah in einem eige­nen Arti­kel aus­führ­lich die­sem The­ma widmen).

Der ein­zi­ge Vor­teil von Was­ser­stoff­au­tos gegen­über Ver­bren­nern ist somit, dass sie eben­so wie Elek­tro­au­tos lokal emis­si­ons­frei fah­ren, was die Schad­stoff­be­las­tung in den Städ­ten deut­lich ver­min­dert. Das ändert aber nichts an der Tat­sa­che, dass auch bei 100%ig rege­ne­ra­ti­ver Ener­gie­er­zeu­gung für ein Brenn­stoff­zel­len­au­to min­des­tens zwei- bis drei­mal soviel sau­be­re Ener­gie erzeugt wer­den müss­te wie für rei­ne Elek­tro­au­tos, was ener­gie­po­li­tisch vor­sich­tig aus­ge­drückt wenig sinn­voll ist.

b. Reichweite

Was­ser­stoff­au­tos haben eine grö­ße­re Reich­wei­te” — Ja, noch, ABER

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Abb. 6: Nis­san Leaf

Schau­en wir zunächst auf die Elek­tro­fahr­zeu­ge: Das meist­ver­kauf­te Elek­tro­au­to welt­weit ist der Nis­san Leaf mit ins­ge­samt über 180.000 Stück (Stand Dezem­ber 2015) zu einem Preis ab ca. 24.000 Euro bei Akku­lei­he; es hat im Real­be­trieb11 je nach Modell eine Reich­wei­te von rund 140 bzw. 190 km. Der bis­he­ri­ge BMW i3 hat eine tat­säch­li­che Reich­wei­te von rund 130 km (ohne ver­bren­nungs­mo­tor­ba­sier­ten Ran­ge Exten­der) und das neue Modell mit grö­ße­rem Akku kommt etwa 210 km weit12) und ist je nach Akku­grö­ße ab 35.000 bzw. 36.000 EUR erhält­lich. Der welt­wei­te Absatz des i3 liegt bis Ende 2015 bei rund 40.000 Stück.

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Abb. 8: BMW i3

Tes­las Model S, das die obe­re Mit­tel- bis Luxus­klas­se seit 2012 mit welt­weit gut 80.000 zuge­las­se­nen Fahr­zeu­gen (Stand Früh­jahr 2016) zu einem Preis ab ca. 77.000 Euro im Sturm erobert hat, kommt je nach Modell auf eine rea­le Reich­wei­te von 350 bis 390 km. Ähn­lich sieht es beim Model X aus, das ab ca. 100.000 Euro zu haben ist. Das für Ende 2017 ange­kün­dig­te Model 3 von Tes­la, das Ende März 2016 erst­mals vor­ge­stellt wur­de, dürf­te bei einem Preis von ca. 40.000 EUR eine rea­le Reich­wei­te von rund 240 km errei­chen und hat bereits in den ers­ten drei Tagen

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Abb. 7: Che­v­ro­let Bolt

nach Bestel­ler­öff­nung über 250.000 Vor­be­stel­lun­gen ein­ge­sam­melt. Der für 2017 ange­kün­dig­te Che­v­ro­let Bolt dürf­te bei einem Preis von ca. 42.000 EUR real rund 230 km schaffen. 

 

Hier noch­mal die Eck­da­ten der wich­tigs­ten aktu­el­len und ange­kün­dig­ten Elek­tro­au­tos im Überblick:

Preis abzüg­lich der Elektroauto-Prämie Ver­kauft gesamt Reich­wei­te NEFZ 13 Geschätz­te rea­le Reichweite
(NEFZ minus 30%)
Nis­san Leaf ab 34.000 EUR ~ 180.000 Stück je nach Modell 199 bzw. 250 km 140 bzw. 175 km
BMW i3 ab 35.000 bzw. 36.000 € ~ 40.000 Stück 190 km, seit Mit­te 2016 auch 300 km 130 bzw. 210 km
Tes­la Model S ab 77.000 € ~ 80.000 Stück je nach Modell 410 bis 610 km 290 bis 430 km
Tes­la Model 3 ab 40.000 € 14 ~405 km ~295 km
Che­vy Bolt ab 42.000 € Ver­kauf beginnt im 4. Quar­tal 2016 450 km 315 km

Was­ser­stoff-Fahr­zeu­ge sind der­zeit noch Man­gel­wa­re. Nach extrem lan­ger Ent­wick­lungs- und Vor­lauf­zeit (bei Toyo­ta seit 1992) wer­den seit kur­zem die ers­ten seri­en­gefer­tig­ten Was­ser­stoff­au­tos ange­bo­ten. Den Anfang mach­te Hyun­dai mit dem in Klein­se­rie gefer­ti­gen ix35 FCEV, der seit Mit­te 2013 als Lea­sing­fahr­zeug an aus­ge­wähl­te Fir­men­kun­den aus­ge­lie­fert wird und seit Mit­te 2015 auch von Pri­vat­kun­den gekauft wer­den kann. Für 78.000 EUR erhält man einen Kom­pakt-SUV mit real rund 480 km Reich­wei­te.15 Toyo­ta ver­treibt seit Ende 2014 (Japan) bzw. Sep­tem­ber 2015 (Deutsch­land) das ers­te in Groß­se­rie gefer­ti­ge Was­ser­stoff­mo­dell: den der Mit­tel­klas­se zuzu­ord­nen­den Toyo­ta Mirai (sie­he Titel­bild), der ca. 78.000 Euro16 kos­tet und eine Reich­wei­te von rund 400 km17 hat.

Was­ser­stoff­au­tos haben also bei der Tank­fül­lungs-Reich­wei­te der­zeit mehr oder weni­ger deut­lich die Nase vorn.

Die­ser Vor­teil wird jedoch durch den Umstand in Fra­ge gestellt, dass es an einer aus­rei­chen­den Lad­ein­fra­struk­tur für Was­ser­stoff­au­tos man­gelt. Wäh­rend in Deutsch­land für eine flä­chen­de­cken­de Ver­sor­gung rund 1.000 Tank­stel­len not­wen­dig wären, gibt es der­zeit nur knapp 40.18 Laut der Indus­trie­ge­mein­schaft CEP ist ein Aus­bau auf 400 Stück bis 2023 geplant.19 Ob die­ses Ziel erreicht wer­den kann, steht in den Ster­nen — bis­lang ver­lief der Aus­bau schlep­pend.20

Strom bekommt man dage­gen nahe­zu über­all, unter ande­rem natür­lich zu Hau­se an der eige­nen Steck­do­se. Deutsch­land­weit gibt Stand Mit­te 2016 knapp 5000 öffent­li­che Schnell­la­de­sta­tio­nen mit einer Leis­tung von bis zu 50 kW,21 und die im April 2016 durch die Bun­des­re­gie­rung beschlos­se­ne För­de­rung soll für die Errich­tung von bis zu 15.000 wei­te­ren Säu­len sor­gen.22 Hin­zu kom­men bei Tes­la-Fahr­zeu­gen die aktu­ell 55 Super­char­ger-Sta­tio­nen ent­lang viel­be­fah­re­ner Stre­cken (Stand Mit­te 2016), die eine Schnell­la­dung mit aktu­ell bis zu 145 kW ermög­li­chen.23 Bis Ende 2017 soll die welt­wei­te Anzahl aller Super­char­ger-Sta­tio­nen von der­zeit gut 3600 Stück ver­dop­pelt wer­den.24

Bild 9: Wasserstofftankstellen und öffentliche Elektro-Ladestationen im Vergleich, Stand Mitte 2016. (Quelle: Google Maps)
Abb. 9: Was­ser­stoff­tank­stel­len und öffent­li­che Elek­tro-Lade­sta­tio­nen im Ver­gleich, Stand Mit­te 2016. (Quel­le: Goog­le Maps)

Ange­sichts die­ser Umstän­de ist klar ersicht­lich, wel­cher Auto­fah­rer mehr Reich­wei­ten­angst haben muss, wenn er quer durch Deutsch­land fah­ren will: der eines Elek­tro­au­tos mit 200 km Reich­wei­te oder der eines Was­ser­stoff­au­tos mit 400 km Reich­wei­te? Wäh­rend der Elek­tro­au­to­fah­rer beden­ken­los durchs gan­ze Land fah­ren kann, weil über­all öffent­li­che Nach­la­de­mög­lich­kei­ten zur Ver­fü­gung ste­hen, muss der Was­ser­stoff­au­to­fah­rer sei­ne Rou­te schon sehr genau pla­nen, um nicht ohne Kraft­stoff lie­gen­zu­blei­ben: Will er bei­spiels­wei­se von Nord nach Süd oder umge­kehrt, so MUSS er über den Raum Köln fah­ren (Stand Mit­te 2016). — Und wer kei­ne Was­ser­stoff­tank­stel­le in der Nähe sei­nes Wohn­or­tes hat, kann mit einem Was­ser­stoff­au­to sowie­so nichts anfangen.

Wei­te­rer Aus­bau der Infrastruktur

Bild 10: Strom-Ladesäule mit dem europäischen CCS-Stecker (Combo-2 und Typ-2), sowie dem von japanischen Herstellern favorisierten CHAdeMO-Anschluss.
Abb. 10: Strom-Lade­säu­le mit dem euro­päi­schen CCS-Ste­cker (Com­bo-2 und Typ-2), sowie dem von japa­ni­schen Her­stel­lern favo­ri­sier­ten CHAdeMO-Anschluss.

Strom-Schnell­la­de­sta­tio­nen sind ver­gleichs­wei­se güns­tig zu bau­en, denn die Anbin­dung ans loka­le Strom­netz erfolgt in der Regel ohne grö­ße­re Schwie­rig­kei­ten. Die euro­päi­sche 50 kW-Stan­dard­va­ri­an­te kos­tet rund 25.000 Euro pro Lade­säu­le,25 für Tes­las Super­char­ger lie­gen dage­gen kei­ne gesi­cher­ten Zah­len vor. Schät­zun­gen gehen aller­dings von einem nied­ri­gen sechs­stel­li­gen Betrag für einen Lade-Stand­ort aus.26) Die Kos­ten für die Ein­rich­tung einer Was­ser­stoff-Tank­stel­le wer­den dage­gen aktu­ell auf knapp 1 Mio. Euro geschätzt,27 der Preis soll bei stei­gen­der Nach­fra­ge aber mög­li­cher­wei­se auf 700.000 EUR sin­ken.28

Ange­sichts der gro­ßen Preis­dif­fe­renz beim Infra­struk­tur­auf­bau sowie des Umstands, dass welt­weit bald 1,5 Mil­lio­nen Elek­tro­au­tos auf den Stra­ßen sind,29 wäh­rend die Zahl der Was­ser­stoff­au­tos mit welt­weit maxi­mal 3.000 und gan­zen 11 (in Wor­ten: elf!) Mirais in Deutsch­land30 im Ver­gleich dazu ver­schwin­dend gering aus­fällt, ist auf abseh­ba­re Zeit nicht damit zu rech­nen, dass sich an der aktu­el­len Ver­sor­gungs­dis­kre­panz etwas ändert.

Unterm Strich ist also die grö­ße­re Reich­wei­te von Was­ser­stoff­au­tos pro Tank­fül­lung ohne die ent­spre­chen­de Infra­struk­tur nicht viel wert — und auch die­sen Vor­sprung könn­ten die Was­ser­stoff­au­tos bald ein­bü­ßen, wenn man den Aus­sa­gen der auf­blü­hen­den Bat­te­rie­bau­er­bran­che Glau­ben schenkt, die nicht nur bei der Sen­kung der Fer­ti­gungs­kos­ten, son­dern auch bei der Akku­ka­pa­zi­tät bereits in weni­gen Jah­ren noch viel Luft nach oben sehen.

Aus­blick: Zu erwar­ten­de Stei­ge­rung der Akku­ka­pa­zi­tät durch tech­ni­schen Fortschritt

Allein durch die anlau­fen­de Mas­sen­pro­duk­ti­on von Bat­te­ri­en ist in den kom­men­den Jah­ren mit einer deut­li­chen Kos­ten­re­duk­ti­on von min­des­tens 30% zu rech­nen, wie Tes­la für sei­ne im Juli 2016 eröff­ne­te Giga­fac­to­ry vor­rech­net.31 Bei 50% nied­ri­ge­ren Kos­ten könn­te die Reich­wei­te eines Fahr­zeugs bei gleich­blei­ben­dem Bat­te­rie­preis ver­dop­pelt wer­den, sofern auch das Volu­men ent­spre­chend schrumpft.

Außer­dem könn­ten die bis­her gebräuch­li­chen Bat­te­ri­en schon bald durch eine neue Akku­tech­no­lo­gie abge­löst wer­den: Bosch, der größ­te Auto­mo­bil­zu­lie­fe­rer der Welt, hat 2014 mit GS Yua­sa und Mitsu­bi­shi ein Joint-Ven­ture namens “Lithi­um Ener­gy and Power” gegrün­det und 2015 das kali­for­ni­sche Start­up seeo gekauft. seeo hat mit der soge­nann­ten Fest­kör­per­zel­le eine neue Art von Lithi­um-Akku ent­wi­ckelt, die bahn­bre­chen­de Eigen­schaf­ten haben soll: im Ver­gleich zu her­kömm­li­chen Lithi­um-Ionen-Akkus dop­pel­te Kapa­zi­tät bei gut der Hälf­te der Grö­ße, 30% weni­ger Gewicht, min­des­tens gleich guter Halt­bar­keit und gerin­ge­ren Pro­duk­ti­ons­kos­ten.32 Nach Anga­ben von Bosch wird die neue Tech­no­lo­gie spä­tes­tens 2020 seri­en­reif sein. Die­se und ähn­li­che Initia­ti­ven ande­rer Ent­wick­ler sor­gen in der Bran­che bereits für gro­ße Zuver­sicht.33 Wenn sich die Ankün­di­gun­gen bewahr­hei­ten, wer­den die Kar­ten beim The­ma Reich­wei­te bereits in weni­gen Jah­ren voll­kom­men neu gemischt — so dass Elek­tro­au­tos bei glei­chem oder gerin­ge­rem Anschaf­fungs­preis schon etwa im Jahr 2020 eine ähn­li­che Reich­wei­te haben könn­ten wie Wasserstoffautos.

c. Tankstoppdauer

Was­ser­stoff­au­tos las­sen sich schnel­ler betan­ken.” — Ja, aber Elek­tro­au­tos müs­sen sel­te­ner unter­wegs tanken.

Bild 11: Zapfhahn einer modernen 700bar-Wasserstoff-Zapfsäule von EnBW.
Abb. 11: Zapf­hahn einer moder­nen 700bar-Was­ser­stoff-Zapf­säu­le von EnBW.

Mit Elek­tro­au­tos funk­tio­niert das klas­si­sche Bild vom Tan­ken nicht mehr: Elek­tro­au­tos wer­den in der Regel dann auf­ge­la­den, wenn sie geparkt wer­den, z.B. zu Hau­se oder am Arbeits­platz. Im All­tag eines nor­ma­len Elek­tro­au­to­fah­rers erfolgt so ein Lade­vor­gang ohne teu­re (Schnelllade-)Infrastruktur und dau­ert daher meh­re­re Stun­den, wofür wäh­rend der Arbeits­zeit bzw. in der Nacht aller­dings genü­gend Zeit ist. 

Wenn man dann aus­nahms­wei­se ein­mal eine län­ge­re Stre­cke fah­ren muss, ste­hen einem zahl­rei­che öffent­li­che Lade­sta­tio­nen zur Ver­fü­gung: Im bes­ten Fall erhält man mit einem Model S von Tes­la mit einem Tes­la-Super­char­ger bin­nen ca. 30 Minu­ten eine Reich­wei­ten­er­hö­hung von rund 270 km.34 Selbst das Auf­la­den an der schnells­ten Lade­sta­ti­on ist also mit dem gewohnt minu­ten­schnel­len Voll­tan­ken fos­si­len Treib­stoffs nicht wirk­lich ver­gleich­bar. Was­ser­stoff-Tank­stel­len haben hier ein­deu­tig die Nase vorn: Nach Anga­ben von Toyo­ta dau­ert es ähn­lich wie bei her­kömm­li­chen Kraft­stof­fen nur fünf Minu­ten, den Mirai voll­zu­tan­ken — wenn man denn eine Tank­stel­le gefun­den hat.

Es stellt sich aber die Fra­ge, ob die Dau­er des Tank­vor­gangs wirk­lich so rele­vant ist, wenn man sein Fahr­zeug nahe­zu über­all an jedem Start- und Ziel­ort an das nor­ma­le Strom­netz anschlie­ßen kann. Denn wäh­rend Was­ser­stoff­au­tos wie her­kömm­li­che Ver­bren­ner auf Tank­stel­len ange­wie­sen sind, gilt dies für Elek­tro­au­tos nicht. Vie­le Elek­tro­au­to­be­sit­zer schei­nen aller­dings die alten Gewohn­hei­ten noch nicht abge­legt zu haben, wie Tes­la-CEO Elon Musk kürz­lich fest­stell­te.35

Die Leu­te sind es seit jeher gewohnt, zu einer Tank­stel­le zu fah­ren, um zu tan­ken, das macht man ein­fach so. […] Sie fah­ren also zur Super­char­ger-Sta­ti­on, um zu tan­ken, weil man es immer so gemacht hat. Idea­ler­wei­se soll­te man sein Elek­tro­au­to aber da laden, wo man auch sein Han­dy auf­lädt. Oder wür­den Sie Ihr Han­dy viel­leicht an einer Tank­stel­le aufladen?

Da Tes­la Beden­ken hat­te, dass sei­ne Kun­den die ver­gleichs­wei­se lan­gen Lade­zei­ten stö­ren könn­ten, hat das Unter­neh­men in Kali­for­ni­en eine Tech­nik im Live-Betrieb getes­tet, mit der es mög­lich war, beim Model S den Akku robo­ter­ge­steu­ert inner­halb weni­ger Minu­ten durch einen vol­len aus­tau­schen zu las­sen — eben­so schnell wie bei einem Ver­bren­ner-Tank­stopp. Dies stieß bei den Kun­den jedoch auf so wenig Inter­es­se, dass die­ses Pro­jekt schließ­lich ein­ge­stellt wur­de.36 Offen­bar haben die Super­char­ger-Lade­pau­sen die betrof­fe­nen Fah­rer also nicht wirk­lich gestört — oder der Akku­tausch wur­de schlicht nicht benö­tigt, weil die gefah­re­nen Stre­cken zu kurz waren und eben meist am Start- oder Ziel­ort getankt wurde.

Dies deckt sich mit Zah­len aus Deutsch­land: Nach Anga­ben des Sta­tis­ti­schen Bun­des­amts lag die durch­schnitt­lich mit dem Pkw zurück­ge­leg­te Stre­cke pro Weg im Jahr 2010 bei gera­de ein­mal 16 km.37 Und aus einer Stu­die von 2007 geht her­vor, dass in Deutsch­land mit dem Pkw im Schnitt an 80% der Tage eines Jah­res nur Stre­cken unter 40 km Län­ge gefah­ren wer­den; die­se Stre­cken mach­ten mehr als die Hälf­te der jähr­li­chen Fahr­leis­tung aus.38 Die aller­meis­ten Fahr­ten und ein Groß­teil der gesam­ten Fahrt­stre­cke eines Pkw wer­den also auf kur­zer Stre­cke und oft­mals im Stadt­ver­kehr zurück­ge­legt, wo selbst die heu­te erhält­li­chen erschwing­li­chen Stro­mer mit ihrer gerin­gen Reich­wei­te aus­rei­chen, weil sie nachts zu Hau­se oder tags­über am Arbeits­platz auf­ge­la­den wer­den kön­nen.  Die aller­meis­ten Men­schen in Deutsch­land legen nur äußerst sel­ten, bei­spiels­wei­se im Urlaub, wirk­lich lan­ge Fahr­ten mit dem Auto zurück.

Das Super­char­ger-Netz­werk von Tes­la ist für lan­ge Fahr­ten eine Lösung, die zwar anfangs etwas gewöh­nungs­be­dürf­tig ist, aber offen­kun­dig aus­ge­zeich­net funk­tio­niert und gut ange­nom­men wird. Ein ZEIT-Redak­teur, der mit einem Model S von Tes­la für 900 km statt rasend 8,5 rund 10,5 Stun­den gebraucht hat, beschreibt die­se Erfah­rung mit fol­gen­den Wor­ten:39

Es ist ein Rei­sen wie aus einer ande­ren Zeit, das einem aus­ge­rech­net das Auto aus dem Sili­con Val­ley abver­langt. Gemäch­lich und, hat man sei­ne Gefüh­le erst mal im Griff, ent­span­nend. Nor­ma­ler­wei­se ist man nach so einer Tour gerä­dert. Jetzt aber füh­len sich die zwei Stun­den mehr im Ver­gleich zu den Rasern an wie zwei weni­ger. Ent­span­nung macht sich breit.

Bild 12: Tesla Supercharger Ladestation.
Abb. 12: Tes­la Super­char­ger Ladestation.

In der Bran­che wird damit gerech­net, dass Tes­la die Lade­leis­tung sei­ner Super­char­ger von heu­te bis zu 135 KW40 mit­tel- bis lang­fris­tig auf 150 KW erhöht, was den Abstand zum “nor­ma­len Tank­stopp”, sei es mit Ben­zin oder Was­ser­stoff, für lan­ge Stre­cken wei­ter ver­rin­gern wird. Dage­gen sehen die euro­päi­schen Stan­dard-Schnell­la­de­sta­tio­nen mit 50 KW (sie­he Abbil­dung 10) lei­der heu­te schon alt aus.

Was­ser­stoff­au­tos sind also bei der Dau­er eines Tank­stopps klar vorn, Elek­tro­au­tos dage­gen müs­sen im Durch­schnitt viel sel­te­ner über­haupt unter­wegs zur Tank­stel­le — und die Reich­wei­ten stei­gen (sie­he b. Reich­wei­te).

d. Sicherheit

Was­ser­stoff­au­tos sind siche­rer.” — Nein.

Im Bereich der Pro­duk­ti­on attrak­ti­ver und inno­va­ti­ver Elek­tro­au­tos hat Tes­la eine Vor­rei­ter­rol­le inne und steht daher spä­tes­tens seit der Vor­stel­lung sei­nes geplan­ten Mas­sen­mo­dells 3 beson­ders im Fokus der Medi­en. Das US-Unter­neh­men hat mit sei­nen Model­len S41 und X42 jeweils die höchs­ten Unfall­si­cher­heits­nor­men über­erfüllt. Die Fahr­zeu­ge gehö­ren damit zu den sichers­ten Autos, die es gibt. Dass Tes­la die­se höchs­ten Sicher­heits­stan­dards ver­gleichs­wei­se leicht errei­chen konn­te, ist kon­zep­tio­nell bedingt: Auf­grund des feh­len­den Ver­bren­nungs­mo­tors ist die vor­de­re Knautsch­zo­ne wesent­lich grö­ßer als bei kon­ven­tio­nel­len Pkws.43 Die Elek­tro­mo­to­ren sind viel klei­ner als ein Ver­bren­nungs­mo­tor und befin­den sich direkt auf der Ach­se. Zudem sorgt die groß­flä­chi­ge Bat­te­rie im Unter­bo­den des Fahr­zeugs für einen nied­ri­gen Schwer­punkt und damit eine sehr gute Stra­ßen­la­ge.44

Bild 13: Chassis, Batterie und Antriebseinheit des Tesla Model S.
Abb. 13: Chas­sis, Bat­te­rie und Antriebs­ein­heit des Tes­la Model S.

Was­ser­stoff­au­tos hin­ge­gen brau­chen zusätz­lich zu der klei­nen Bat­te­rie und dem Elek­tro­mo­tor viel Platz für die Was­ser­stoff­tanks und die Brenn­stoff­zel­le. Beim Toyo­ta Mirai ist daher im Ver­gleich zu einem her­kömm­li­chen Ver­bren­ner kein offen­sicht­li­cher bau­li­cher Vor­teil zu erken­nen:45

Bild 14: Blick unter die Fronthaube des Toyota Mirai....
Abb. 14: Blick unter die Front­hau­be des Toyo­ta Mirai…
Bild 15: ...und die gähnende Leere unter der Fronthaube des Tesla Model S, auch "Frunk" genannt (kurz für Front Trunk): die Knautschzone ist so groß wie sonst nur bei Fahrzeugen mit Heckmotor.
Bild 15: …und die gäh­nen­de Lee­re unter der Front­hau­be des Tes­la Model S, auch “Frunk” genannt (kurz für Front Trunk): die Knautsch­zo­ne ist so groß wie sonst nur bei Fahr­zeu­gen mit Heckmotor.

Ins­be­son­de­re bei einem Fron­tal­auf­prall haben Elek­tro­au­tos also kla­re Vor­tei­le.46

Als mut­maß­lich gro­ße Gefah­ren­quel­le von Elek­tro­au­tos haben Kri­ti­ker aller­dings die Bat­te­rie aus­ge­macht. Sie stellt die Ret­tungs­kräf­te bei einem Unfall zwei­fel­los vor neue Her­aus­for­de­run­gen, die jedoch dank der kla­ren Instruk­tio­nen zu meis­tern sind.47 Etwa ein Jahr nach Pro­duk­ti­ons­be­ginn des Model S kam es inner­halb rela­tiv kur­zer Zeit zu drei Unfäl­len (alle­samt ohne Per­so­nen­scha­den), bei denen das Fahr­zeug jeweils Feu­er fing. Das Medi­en­echo war groß und es ent­stand der Ein­druck, dass Elek­tro­au­tos eine gefähr­li­cher sei­en als her­kömm­li­che Pkw. 2013 wur­de dar­um bereits geunkt, dass Tes­la vor dem Aus ste­he. Dass im sel­ben Zeit­raum in den USA rund 250.000 Fahr­zeu­ge mit Ver­bren­nungs­mo­tor in Flam­men auf­gin­gen, dabei 400 Men­schen star­ben und rund 1200 schwer ver­letzt wur­den, ent­ging den Medi­en aller­dings. Dar­über äußer­te Tes­la-Chef Musk sich in einem aus­führ­li­chen Blog­ein­trag über­aus ver­bit­tert.48

Die Bat­te­rie eines Elek­tro­fahr­zeugs kann aller­dings durch­aus ein Brand­herd sein, zumin­dest noch beim aktu­el­len Stand der Tech­nik. Je nach Zusam­men­set­zung, Tem­pe­ra­tur und ande­ren Fak­to­ren ist sogar eine Selbst­ent­zün­dung bei gewalt­sa­mer Außen­ein­wir­kung mög­lich, wes­halb Her­stel­ler wie Tes­la gro­ße Anstren­gun­gen unter­neh­men, die Bat­te­rie zu schüt­zen, zum Bei­spiel mit einer Unter­bo­den-Titan­ver­klei­dung und akti­vem Kühlsystem. 

Auf­grund der immer noch gerin­gen Ver­brei­tung von Elek­tro­fahr­zeu­gen (Stand 2016) gibt es noch kei­ne aus­sa­ge­kräf­ti­gen Unter­su­chun­gen mit belast­ba­ren Zah­len über die Brand­ge­fahr im Ver­gleich zu Fahr­zeu­gen mit Ver­bren­nungs­mo­tor. Die Anzei­chen aber meh­ren sich, dass Stro­mer siche­rer sind.49 Die Ursa­che dafür erscheint logisch und ist eben­falls kon­zep­tio­nell bedingt: 

Bild 16: Ausgebranntes Fahrzeug mit Verbrennungsmotor bei einem Verkehrsunfall in Deutschland, 2015. (Quelle: keb_fotografie)
Abb. 16: Aus­ge­brann­tes Fahr­zeug mit Ver­bren­nungs­mo­tor bei einem Ver­kehrs­un­fall in Deutsch­land, 2015. (Quel­le: keb_fotografie)

Ein Fahr­zeug mit Ver­bren­nungs­mo­tor führt nicht nur einen Tank mit hoch­brenn­ba­rem flüs­si­gem Treib­stoff mit sich, son­dern hat auch ein kom­pli­zier­tes Sys­tem von Treib­stoff­lei­tun­gen, Zünd­elek­tro­nik, ein Abgas­sys­tem mit Kata­ly­sa­tor und vie­les mehr. All dies ent­fällt bei einem Strom­au­to. Grund­sätz­lich haben Stro­mer VIEL weni­ger beweg­li­che Tei­le als Ver­bren­ner,50 und ein­fa­che­re Tech­nik kann auch nicht nicht so leicht kaputt­ge­hen, geschwei­ge denn Feu­er fan­gen.51 Dar­über hin­aus sind die Zukunfts­aus­sich­ten für Stro­mer über­aus posi­tiv: Mit der Lithi­um-Fest­kör­per­zel­le kün­digt sich ein neu­er Akku-Typus an, der nicht mehr bren­nen kann.52

Abge­se­hen davon, dass Elek­tro­au­tos also nicht so leicht Feu­er fan­gen wie her­kömm­li­che Autos mit Ver­bren­nungs­mo­tor, bren­nen die Bat­te­rie­packs im sel­te­nen Fal­le eines Fal­les nach Anga­ben von Tes­la auch wesent­lich lang­sa­mer als ein Feu­er, das sich aus Ben­zin-/Die­sel­treib­stoff speist. Dar­über hin­aus ist die Tes­la-Fahr­gast­zel­le durch eine mehr­schich­ti­ge Fire­wall vom Bat­te­rie­pack getrennt, so dass Elek­tro­au­to­fah­rer auch dadurch bes­ser vor den Fol­gen eines Fahr­zeug­brands geschützt sind.

Und Was­ser­stoff­au­tos? Dazu lie­gen natur­ge­mäß noch kei­ne belast­ba­ren Zah­len vor, da der Hyun­dai ix35 FCEV und der Toyo­ta Mirai erst seit weni­gen Jah­ren und zudem in sehr gerin­ger Stück­zahl (weni­ge Tau­send) auf den Stra­ßen sind (Stand Mit­te 2016). Grund­sätz­lich ist ein Was­ser­stoff­au­to nichts ande­res als ein Elek­tro­au­to, das statt der gro­ßen Trak­ti­ons­bat­te­rie eine Brenn­stoff­zel­le, einen Was­ser­stoff­tank und das damit ver­bun­de­ne Treib­stoff­lei­tungs­sys­tem hat, was im Ver­gleich zu einem rei­nen Stro­mer all­ge­mein schon mal die Anzahl der Tei­le erhöht, die kaputt­ge­hen kön­nen. Der Toyo­ta Mirai hat zwei gro­ße Tanks mit je 60 Liter Volu­men, in die der Was­ser­stoff mit einem Druck von 700 bar hin­ein­ge­pumpt wird; dies reicht auf dem Papier für ca. 7,2 kg Was­ser­stoff. Gas­be­trie­be­ne Fahr­zeu­ge mit ihrem Hoch­druck­tank brin­gen kon­zept­be­dingt eine zumin­dest theo­re­ti­sche Explo­si­ons­ge­fahr mit sich. Das Risi­ko einer sol­chen Explo­si­on mag zwar ver­schwin­dend gering sein, denn der Gas­tank ist wie bei Ver­bren­nungs­mo­to­ren stets an der am bes­ten geschütz­ten Stel­le im Fahr­zeug unter­ge­bracht und dar­auf aus­ge­legt, auch gro­ße Schock­be­las­tun­gen zu über­ste­hen. Bei einem Unfall könn­te es aber im Extrem­fall durch eine Beschä­di­gung des Hoch­druck­tanks zu einer plötz­li­chen hef­ti­gen Ener­gie­ent­la­dung kom­men, die ohne Zwei­fel für Insas­sen wie Ret­tungs­kräf­te sehr gefähr­lich wäre. Beim heu­ti­gen Stand kön­nen die Hel­fer am Unfall­ort in der Regel gar nicht wis­sen, dass sie sich beim Ret­tungs­ver­such womög­lich in Gefahr bege­ben, weil Autos mit Gas­tank von außen nicht ein­deu­tig als sol­che zu erken­nen sind. Bei einem Unfall eines Erd­gas­au­tos in Nord­deutsch­land hat­te dies fata­le Fol­gen: Neben dem ver­stor­be­nen Fah­rer wur­den zehn Feu­er­wehr­leu­te durch eine Explo­si­on ver­letzt, fünf davon schwer.53

Mit Was­ser­stoff-Fahr­zeu­gen ist es bis­lang aller­dings noch nicht zu einem sol­chen Fall gekom­men, wohl auch dank des Umstands, dass die Zahl die­ser Autos noch viel zu gering ist. Bei einem Ver­such in den USA wur­de ein Was­ser­stoff-Fahr­zeug test­hal­ber mit einem Leck ver­se­hen und die­ses ange­zün­det. Der Test ergab, dass sich der Was­ser­stoff sehr schnell mit einer hohen Stich­flam­me ver­flüch­tig­te und es nicht zu einer Explo­si­on kam.54 Ob die­ses Ergeb­nis auf eine höhe­re Explo­si­ons­si­cher­heit im Ver­gleich zu Erd­gas­au­tos schlie­ßen lässt, muss die Zukunft zeigen.

Der Treib­stoff stellt die Her­stel­ler aller­dings in jedem Fall vor gro­ße sicher­heits­be­zo­ge­ne Her­aus­for­de­run­gen. Tes­la-CEO Elon Musk äußer­te sich zu den Gefah­ren des Was­ser­stoffs mit fol­gen­den Wor­ten:55

Was­ser­stoff hat eine extrem gerin­ge Dich­te. Es ist ein gefähr­li­ches Mole­kül, mit der Ten­denz, sich schnell über­all hin aus­zu­brei­ten. Es macht Metal­le sprö­de, und gibt es ein Leck, ist es nicht sicht­bar. Es ist extrem leicht ent­zünd­lich und hat eine unsicht­ba­re Flam­me. Wenn man also einen Mecha­nis­mus zur Spei­che­rung von Ener­gie sucht, ist Was­ser­stoff eine sehr, sehr dum­me Wahl.

Unterm Strich lässt sich also auf­grund der man­geln­den Daten bis­lang nicht sagen, ob Brenn­stoff­zel­len-Fahr­zeu­ge siche­rer sind als her­kömm­lich ange­trie­be­ne Fahr­zeu­ge. Beim Elek­tro­au­to hin­ge­gen spricht eini­ges dafür, dass es siche­rer ist als her­kömm­li­che Autos — sowohl dank sei­ner güns­ti­ge­ren Fahr­ei­gen­schaf­ten (Unfall­prä­ven­ti­on) als auch im Bereich der pas­si­ven Sicher­heit (Knautsch­zo­ne) und beim The­ma Brandgefahr. 

e. Preis

Wasserstoffautos/der Treib­stoff Was­ser­stoff sind güns­ti­ger.” — Nein.

Da es bis­lang mit dem Hyun­dai ix35 und dem Toyo­ta Mirai ledig­lich zwei frei ver­käuf­li­che Was­ser­stoff­au­tos gibt, die für einen Kauf­preis von jeweils 78.000 EUR für einen Kom­pakt-SUV bzw. ein Mit­tel­klas­se­mo­dell mit mit­tel­mä­ßi­gen Fahr­leis­tun­gen nicht gera­de ein Schnäpp­chen sind, ist die­se Behaup­tung ein­deu­tig zurück­zu­wei­sen. Zwar zahlt man auch für Stro­mer bis­lang einen nicht uner­heb­li­chen Auf­preis, aber für 2017 sind mit dem Che­v­ro­let Bolt und dem Tes­la Model 3 zwei Fahr­zeu­ge ange­kün­digt, die bei einem ver­gleichs­wei­se mode­ra­ten Preis von rund 40.000 EUR eine grö­ße­re Reich­wei­te bie­ten sol­len als die aller­meis­ten bis­lang ver­füg­ba­ren Stromer.

Und die Antriebs­kos­ten? Wenn man ein­mal von mög­li­cher Sub­ven­tio­nie­rung absieht, muss Was­ser­stoff allein schon des­halb pro kWh teu­rer sein als Strom, weil beim Was­ser­stoff­au­to che­misch bedingt weit mehr als die Hälf­te der Pri­mär­ener­gie auf dem Weg bis zum Antrieb ver­lo­ren geht, beim direk­ten Stro­mer hin­ge­gen nur rund ein Fünf­tel (sie­he a. Ener­gie­aus­beu­te).56

tldr; bzw. FAZIT

Aus­blick Marktchancen

Die Brenn­stoff­zel­le könn­te im Rah­men der Ent­wick­lung des Was­ser­stoff­au­tos bald erneut das Schick­sal erei­len, das sie bereits im 19. Jahr­hun­dert nach ihrer Ent­de­ckung erdul­den muss­te: Sie könn­te schon in naher Zukunft durch eine effi­zi­en­te­re Tech­nik obso­let wer­den. Denn wie damals auf­grund der Erfin­dung des Dyna­mos schickt sich nun die Elek­tro­mo­bi­li­tät dank ihrer ein­fa­che­ren, effi­zi­en­te­ren und bes­ser eta­blier­ten Tech­nik an, die Brenn­stoff­zel­le abzu­hän­gen und auf den Schrott­platz der Auto­mo­bil­ge­schich­te zu ver­wei­sen. Elek­tro­au­tos haben bereits heu­te Ein­gang in den All­tag gefun­den, auch wenn sich ihre Ver­kaufs­zah­len im Ver­gleich zu Ver­bren­nern noch im Pro­mil­le­be­reich bewe­gen. Was­ser­stoff­au­tos hin­ge­gen fin­den auf deut­schen Stra­ßen bis­lang nicht statt, und ange­sichts der Umstän­de ist es weder abseh­bar noch wün­schens­wert, dass sich dar­an etwas ent­schei­dend ändern wird.

Für Elek­tro­au­tos hin­ge­gen sieht bereits die unmit­tel­ba­re Zukunft gera­de­zu rosig aus: Die Absatz­zah­len von Tes­la etwa eilen von Rekord zu Rekord und über­stei­gen in der Luxus­klas­se in vie­len Regio­nen der Welt bereits die der eta­blier­ten Her­stel­ler. Die Anzahl der Vor­be­stel­lun­gen für das Model 3 zei­gen ein neu­es enor­mes Poten­ti­al auch für den Durch­bruch im Mas­sen­markt. Die Elek­tro­mo­bi­li­tät steht dabei zwar noch vor rie­si­gen Her­aus­for­de­run­gen — aber die Her­stel­ler von Was­ser­stoff­au­tos wären froh, wenn Sie auch nur annä­hernd so weit wären.

Reich­wei­te

Beim aktu­el­len Stand der tech­ni­schen Ent­wick­lung haben Brenn­stoff­zel­len­au­tos noch eine grö­ße­re Reich­wei­te und kön­nen deut­lich schnel­ler betankt wer­den als Elek­tro­au­tos. Doch die Was­ser­stoff-Tank­stel­len­in­fra­struk­tur ist nach wie vor völ­lig unzu­rei­chend, wäh­rend Strom­au­tos an jeder Steck­do­se oder an einer der 5000 öffent­li­chen Schnell­la­de­sta­tio­nen in Deutsch­land auf­ge­la­den wer­den kön­nen. Zudem müs­sen Elek­tro­au­tos schlicht sel­te­ner unter­wegs gela­den wer­den. Ob man abge­se­hen von die­ser aktu­el­len Fak­ten­la­ge den Ver­spre­chun­gen Glau­ben schenkt, dass bis 2023 eine halb­wegs aus­rei­chen­de Abde­ckung an Was­ser­stoff-Tank­stel­len erreicht wird, oder den in der E-Mobi­li­täts-Bran­che erwar­te­ten Fort­schrit­ten bei Strom­spei­cher­tech­nik, Akku­leis­tung und Preis­re­du­zie­rung durch die anlau­fen­de Mas­sen­fer­ti­gung, ist der­zeit nicht mehr als eine Fra­ge der per­sön­li­chen Präferenz.

Sicher­heit

Zum The­ma Sicher­heit gibt es noch kei­ne Ver­gleichs­zah­len. Sicher ist: Die phy­si­ka­li­schen Eigen­schaf­ten von Was­ser­stoff sind für die Nut­zung im All­tag denk­bar unge­eig­net und kön­nen nur mit gro­ßem tech­ni­schen Auf­wand in Zaum gebracht wer­den. Die Vor­stel­lung, dass, wenn es nach eini­gen Kon­zer­nen und Lob­by­grup­pen geht, auf deut­schen Stra­ßen schon bald Mil­lio­nen von Fahr­zeu­gen mit Hoch­druck­tanks unter­wegs sein sol­len, die mit leicht ent­zünd­li­chem und explo­si­vem Was­ser­stoff gefüllt sind, kann man mit Fug und Recht zumin­dest als beun­ru­hi­gend bezeich­nen. Dem ent­ge­gen steht die gera­de­zu simp­le Tech­nik des rei­nen Elek­tro­an­triebs. Das ein­fa­che Kon­zept scheint wie geschaf­fen für die moto­ri­sier­te Mobi­li­tät, bie­tet es doch meh­re­re logisch nach­voll­zieh­ba­re Vor­tei­le gegen­über der her­kömm­li­chen Bau­wei­se, ins­be­son­de­re die deut­lich gerin­ge­re Anzahl von Ver­schleiß­tei­len, eine bes­se­re Stra­ßen­la­ge, grö­ße­re Knautsch­zo­nen und bes­se­ren Brandschutz.

Ener­gie­ef­fi­zi­enz

Der größ­te Minus­punkt für die Brenn­stoff­zel­le ist und bleibt aber die mise­ra­ble Ener­gie­ef­fi­zi­enz. Für Was­ser­stoff­au­tos wird min­des­tens dop­pelt, wenn nicht drei­mal so viel Strom pro gefah­re­nen Kilo­me­ter benö­tigt. Bei einer ange­nom­me­nen Umstel­lung des gesam­ten deut­schen Pkw-Fuhr­parks auf Was­ser­stoff- oder Elek­tro­au­tos erschwert bzw. ver­zö­gert das Was­ser­stoff­au­to die Ener­gie­wen­de im Ver­gleich ganz erheb­lich, denn es müss­ten zwei- oder drei­mal soviel rege­ne­ra­ti­ve Ener­gie­quel­len geschaf­fen wer­den, um die schlech­te Ener­gie­aus­beu­te aus­zu­glei­chen. Für vie­le Befür­wor­ter der Dekar­bo­ni­sie­rung ist die­ser Punkt allein schon aus­rei­chend, um die Was­ser­stoff­wirt­schaft als Irr­weg zu erken­nen. Denn war­um in alles in der Welt soll­te man zur Bekämp­fung des durch die Ver­feue­rung fos­si­ler Brenn­stof­fe beding­ten Kli­ma­wan­dels aus­ge­rech­net auf eine Tech­nik set­zen, für deren Nut­zung (Was­ser­stoff­pro­duk­ti­on) noch weit mehr fos­si­le Brenn­stof­fe benö­tigt wer­den — und die zudem auf­grund ihrer Inef­fi­zi­enz auch noch zur Fol­ge hät­te, dass sich der Aus­stieg aus der fos­si­len Ära um Jahr­zehn­te ver­zö­gern würde?

Unterm Strich ist somit klar ersicht­lich, dass die Brenn­stoff­zel­le nicht der rich­ti­ge Weg für den mas­sen­haf­ten Ein­satz im Indi­vi­du­al­ver­kehr als Ersatz für den Ver­bren­nungs­mo­tor ist. Für eini­ge Anfor­de­rungs­pro­fi­le mag sie der­zeit eine denk­ba­re Alter­na­tiv­lö­sung sein, aber die Vor­zü­ge des Elek­tro­au­tos als Zukunfts­mo­dell sind schon jetzt in vie­len Punk­ten offen­sicht­lich und tre­ten immer deut­li­cher her­vor, je wei­ter die Ent­wick­lung voranschreitet.

Hier ist nach Mei­nung der Auto­ren auch die Ursa­che dar­in zu sehen, dass die Her­stel­ler wie Toyo­ta über­haupt wei­ter auf die Brenn­stoff­zel­len­tech­nik set­zen: Die Ent­wick­lung der Was­ser­stoff-Fahr­zeu­ge begann Anfang der 90er Jah­re, als rei­ne Stro­mer auf­grund der damals noch mise­ra­blen Bat­te­rie-Ener­gie­dich­te hoff­nungs­los unter­le­gen waren. Aus dama­li­ger Sicht hät­ten Brenn­stoff­zel­len durch­aus Sinn gemacht, weil SIE der ein­zi­ge Weg zum lang­fris­ti­gen Ver­zicht auf fos­si­le Brenn­stof­fe für Lang­stre­cken gewe­sen wären. Seit­her hat es aber neue Ent­wick­lun­gen gege­ben – ins­be­son­de­re ange­sto­ßen durch die Bat­te­rie­ent­wick­lung von Tes­la (nicht zuletzt mit dem Bau der Giga­fac­to­ry) – die eine bes­se­re Alter­na­ti­ve als die H-Brenn­stoff­zel­le her­vor­ge­bracht haben. Da Toyo­ta und ande­re Her­stel­ler ihre jahr­zehn­te­lan­gen Mil­li­ar­den­in­ves­ti­tio­nen aber offen­kun­dig nicht ein­fach abschrei­ben wol­len, hal­ten sie (wie die Auto­ren ver­mu­ten: wohl wider bes­se­res Wis­sen) an die­ser über­hol­ten Tech­nik fest, in der Hoff­nung, damit doch noch Geld ver­die­nen zu können.
Toyo­ta und ande­re Her­stel­ler wer­den sich aber letzt­lich fra­gen müs­sen, ob sie es sich leis­ten kön­nen, die Käu­fer von Was­ser­stoff-Fahr­zeu­gen als Kun­den womög­lich dau­er­haft zu ver­prel­len, denn die­se wer­den sich getäuscht füh­len, wenn sie erken­nen, dass die sau­be­ren Wer­be­ver­spre­chen dem Rea­li­täts­test nicht standhalten.

Daher ist zu hof­fen, dass die Auto­in­dus­trie und die Poli­tik sich mög­lichst schnell vom Irr­weg Was­ser­stoff ver­ab­schie­den, um alle ver­füg­ba­ren Res­sour­cen für einen sinn­vol­len Weg zur Ener­gie­wen­de zu bündeln.

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6 Gedanken zu „Alternative Wasserstoffauto?“

  1. Ein guter Arti­kel, der hier und da ein leich­tes Grin­sen auf­kom­men lässt.

    Es gibt jedoch auch Fach­leu­te, die da ganz ande­rer Mei­nung sind. So bezeich­net Tes­la-Chef Elon Musk die Brenn­stoff­zel­le — die auf Eng­lisch Fuel Cell heißt — gern rei­ße­risch als “Fool Cell” — Idiotenzelle.”

    Soso, Herr Musk gehört also zu den Fach­leu­ten die sich mit Brenn­stoff­zel­len aus­ken­nen?! Interessant!

    Ins­ge­samt ist der Arti­kel aber recht gut recher­chiert, allein die Schluss­fol­ge­rung tei­le ich an vie­len Stel­len nicht.
    Die Anteil der urba­ne Bevöl­ke­rung an der Gesamt­be­völ­ke­rung ist groß und wird wei­ter wach­sen, vie­le Men­schen haben eben nicht die Mög­lich­keit ihr Fahr­zeug dort zu Laden wo Sie ihr Han­dy auf­la­den. Oder Laden Sie ihr Han­dy am Stra­ßen­rand auf? In urba­nen Räu­men ist eine sehr dich­te Lad­ein­fra­struk­tur, qua­si an jedem Park­platz not­wen­dig und das hal­te ich für ziem­lich abwe­gig. Was machen Sie, wenn Sie um 20Uhr einen Park­platz suchen, der Sohn ins Bett gebracht wer­den möch­te und an dem einen, freie Park­platz die Lade­säu­le kaputt ist?

    Die Reich­wei­te ist für den 0815 Kun­den sicher kein Pro­blem, die Lad­ein­fra­struk­tur und vor allem die Lade­dau­er aber eben ein wesent­li­ches Kri­te­ri­um. Die­ser im Neben­satz kurz erwähn­te Vor­teil ist das (!) Argu­ment für die Brenn­stoff­zel­le und das was der Kun­de am Ende von der Tech­nik mit­be­kommt. Was soll ich mit einem Fahr­zeug, was so vie­les toll kann aber eben nicht in mei­nen geleb­ten All­tag passt?

    Selbst Tes­las Super­char­ger oder die 300–400kW Lad­ein­fra­struk­tur die auf­ge­baut wer­den soll ist immer noch zu lang­sam und nicht all­tags­taug­lich. In der Pra­xis wer­den es näm­lich weit weni­ger als die 300–400kW Lade­leis­tung sein und irgend­wann müs­sen auch die größ­ten Bat­te­ri­en mal auf­ge­la­den werden..

    Der Wir­kungs­grad ist ein ech­ter Nach­teil das stimmt aber soll­te mit Blick auf die Unmen­gen an EE die wir Her­stel­len kön­nen, das ein­zi­ge Argu­ment sein? Ich bevor­zu­ge eine Lösung die ins­ge­samt sinn­voll ist und sich kei­nen K.O-Kriterium leis­tet, die Lade­dau­er und -infra­struk­tur von BEV ist aus mei­ner Sicht eins.

    1. Fach­leu­te” bezog sich an der genann­ten Stel­le all­ge­mei­ner auf die­je­ni­gen, die sich mit alter­na­ti­ven Antrie­ben inten­siv beschäf­ti­gen — da gehört Elon Musk unan­ge­foch­ten dazu. Der Klar­heit zulie­be ändern wir es an der Stel­le auf “Her­stel­ler” — dan­ke für den Hinweis.

      Aus unse­rer Sicht ist die man­gel­haf­te Ener­gie­ef­fi­zi­enz der Was­ser­stoff-Fahr­zeu­ge das KO-Kri­te­ri­um (sie­he auch hier) — die Lade­dau­er und Infra­struk­tur dage­gen ein lös­ba­res Problem.

      Klar ist, dass wir für bei­de alter­na­ti­ven Antriebs­for­men — BEV wie FCEV — eine umge­bau­te bzw. kom­plett neue Infra­struk­tur brau­chen. Wenn wir schnellst­mög­lich den Wan­del auf eine rege­ne­ra­ti­ve Ener­gie­ver­sor­gung schaf­fen wol­len, ist der rund drei­mal so hohe Ener­gie­auf­wand pro Kilo­me­ter bei Brenn­stoff­zel­len­fahr­zeu­gen aus unse­rer Sicht nicht trag­bar, weil er die voll­stän­di­ge Wen­de viel teu­rer macht und wesent­lich verzögert. 

      Der nahe­zu über­all ver­füg­ba­re Strom lässt einen groß­flä­chi­gen Aus­bau der Lad­ein­fra­struk­tur gera­de in Bal­lungs­räu­men unse­rer Mei­nung nach plau­si­bel erschei­nen, z.B. über Stra­ßen­la­ter­nen. Dazu lau­fen ja bereits in Deutsch­land meh­re­re viel­ver­spre­chen­de Pilot­pro­jek­te (Iser­lohn, Mün­chen, Leip­zig…).

      Hin­zu kommt: Rund 40% der Deut­schen lebt im eige­nen Haus oder in Eigen­tums­woh­nung (sie­he hier, Stand 2013) und kann dort in den aller­meis­ten Fäl­len selbst eine Lade­sta­ti­on ein­rich­ten — d.h. gera­de die finanz­stärks­te Fahr­zeug­hal­ter-Grup­pe mit den meis­ten Pri­vat­wa­gen. Dies wür­de schon heu­te den meis­ten Hal­tern mit den aktu­ell ver­füg­ba­ren Strom­ern zum Laden im All­tag, d.h. auf dem Arbeits­weg genü­gen (95% der Pend­ler haben eine Pen­del­stre­cke unter 100 km).

      Bei län­ge­ren Stre­cken stim­men wir soweit über­ein, dass es schon eine Lösung wie den Super­char­ger mit einer Lade­leis­tung von 120 KW auf­wärts sein muss, um die Lade­dau­er so gering wie mög­lich zu hal­ten. Aus unse­rer Sicht genügt dies heu­te schon für die meis­ten (die sich dar­auf ein­stel­len können). 

      Wenn die­se Leis­tung aber noch­mal ver­dop­pelt oder gar ver­drei­facht wer­den kann, wie es von vie­len sei­tens Tes­la mit den neu­en Akkus aus der Giga­fac­to­ry und der neu­en Super­char­ger Gene­ra­ti­on viel­leicht noch in 2017 erwar­tet wird, ist aus unse­rer Sicht spä­tes­tens dann der Damm gebro­chen. Bei 400 KW Lade­leis­tung ist mein Stro­mer in 10 Minu­ten zu 80% auf­ge­la­den — das ist kaum län­ger als ein gewöhn­li­cher Verbrenner-Tankstopp.

      Ange­sichts der rasen­den Ent­wick­lung in der Bat­te­rie­tech­nik dürf­te sich die Reich­wei­ten-Dis­kus­si­on für PKW unse­rer Mei­nung nach schon in weni­gen Jah­ren erle­digt haben. Es meh­ren sich die Anzei­chen, dass 300 km Reich­wei­te für vie­le die Schall­mau­er ist, ab der sich ein Kauf lohnt (sie­he hier). Spä­tes­tens 2018 wer­den bereits meh­re­re Fahr­zeu­ge mit die­ser Reich­wei­te zu kau­fen sein. Und schon heu­te kann man mit dem nöti­gen Klein­geld einen Stro­mer mit über 500 km EPA-Reich­wei­te kau­fen (sie­he hier).

      Beim Pri­vat­ver­kehr ist aus unse­rer Sicht das Ren­nen zuguns­ten der BEVs schon so gut wie ent­schie­den. Bleibt die Fra­ge des Last­ver­kehrs — hier gibt es bis heu­te noch kei­ne rei­fe Alter­na­ti­ve zum Ver­bren­ner. Wir beob­ach­ten das gespannt.

  2. Es ist recht inter­es­sant die Men­schen über Was­ser­stoff reden und schrei­ben zu hören. ins­be­son­de­re wur­de das in jun­gen Jah­ren gelern­te Schul­wis­sen ger­ne ver­brei­tet.…. Als Was­ser­stoff gewinnt man aus der Elek­tro­ly­se. Ja kann man machen wen man, wie in den sieb­zi­ger Jah­ren erwar­tet, Atom­ener­gie mit mas­si­ven unge­nutz­ten Kapa­zi­tä­ten hat. Wenn man die hälf­te des Jah­res so gar kei­ne Idee hat was man mit dem strom anfan­gen soll ist das eine gute Idee.….. ins­be­son­de­re weil es für Was­ser­stoff einen markt gibt aber die Elek­tro­ly­se dies erweist sich in Deutsch­land als Fik­ti­on.… Denn es gibt nicht nur einen markt für Waser­stoff son­dern eine mas­si­ve Pro­duk­ti­on von Was­ser­stoff. Der hat aller­dings den nach­til dass sein Volu­men groß ist und folg­lich der Trans­port schwie­rig wird. Das bedeu­tet die Pro­duk­ti­on wird an den Ort des Bedarfs gelegt. Und wie pro­du­ziert man Was­ser­stoff? nun man nimmt Koh­le und gibt sie in einen Behäl­ter und zün­det sie an. damit wird die koh­le heiß und Was­ser­stoff aber auch Ben­zol u.s.w. gasen aus­gast. Gif­ti­ge Koh­le­teer­öl gast aus und schlägt sich als Destil­lat nie­der Metahnol und Ben­zol gehö­ren eben­falls zu den Pro­uk­ten der Kokerei.
    Nun kann man natür­lich auch Was­ser­dampf in den Pro­zess hin­ein geben und erhält Was­ser­gas. die­ses besteht auch Koh­len­mon­oxid und Was­ser­stoff Der Koh­len­stoff nimmt sich also den Sauer­stoff aus dem Was­ser und übrig bliebt der Was­ser­stoff. Natür­lich gibt es eine rei­he von ver­fah­ren in denen Was­ser­stoff erzeugt wird den man wünscht bestimm­te Pro­dukt­zu­sam­men­set­zun­gen für das Syn­the­se­gas und die Zusam­men­set­zung ist abhän­gig von Druck und Tem­pe­ra­tur. Fer­ner sind Tee­re und ähn­li­ches Bestand­tei­le die man nicht haben möchte.….
    Was­ser­stoff wird zum Bei­spiel für die Ammo­ni­ak-Pro­duk­ti­on benö­tigt. Aber auch die Reduk­ti­on von Eisen­oxid im Hoch­ofen läuft zum Teil über Was­ser­stoff ab.
    Heu­te pro­du­ziert man Was­ser­stoff ver­mit­tels Ergas in einem Reformer.
    Für die Koh­le­hy­drie­rung war Was­ser­stoff erfor­der­lich aber auch für heu­ti­ge Hydro­cra­cker zur Erzeu­gung von Die­sel und Ben­zin aus Schwerölen und Rück­stands­de­sti­la­ten. Damit ist klar dass die Brenn­stoff­zel­le eine alter­na­ti­ve zum Kraft­werk war weil es einen Was­ser­stoff­pro­duk­ti­on gab, wie­wohl man das Gas­ge­misch einem Gut­teil Was­ser­stoff als “Stadt­gas” bezeich­ne­te. bei mäßi­gen Wir­kungs­gra­den auch alter Kraft­wer­ke auf Dampf­ma­schi­nen­tech­nik mit nied­ri­gen Drü­cken schien die Brenn­stoff­zel­le der Königs­weg.….. heu­te ist ein gro­ßes GUD kraft­werk vom Wir­kungs­grad her mit 60% schon recht ordent­lich und das mit einer Brenn­stoff­zel­le zu errei­chen die mit Erd­gas als Anfangs­edukt und mäßi­gen Ver­un­rei­ni­gun­gen arbei­tet ist durch­aus eine Aufgabe.
    Wie immer man es dreht und wen­det Was­ser­stoff stellt ein Trans­port­pro­blem dar so dass es klü­ger ist mit Etha­nol zu arbei­ten und Was­ser­stoff der sta­tio­när sei­ne vor­teil haben mag und gege­be­nen falls auch “Super­kalt” in eine Rake­te ein­ge­füllt wer­den kann, die braucht den Was­ser­stoff bevor er warm wer­den kann! eig­net sich nicht für den Stra­ßen­ver­kehr. Im Luft­ver­kehr ist die Fra­ge anders, denn dort wird viel Was­ser­stoff für einen Antrieb benö­tigt so dass flüs­si­ger kal­ter Was­ser­stoff in einem Tank schnel­ler benö­tigt wird als er warm wer­den kann.….. Der vor­teil eines sehr honen auf das Gewicht bezo­ge­nen Ener­gie­ge­hal­tes kommt nicht mehr zum tra­gen wenn man Hoch­druck­flschen oder ähn­li­che Tech­ni­ken nutzt um den Was­ser­stoff zu speichern.…
    Die Was­ser­stoff­ent­wick­lung war getrie­ben von der Nicht­ver­füg­bar­keit leis­tungs­fä­hi­ger Bat­te­ri­en für PKW. Das Man­ko von Fahr­zeu­gen mit Blei Säu­re Akkus ist bekannt und kann erst jetzt durch neue Akkus beho­ben wer­den. In sofern scheint da das Aus für Fahr­zeu­ge auf Was­ser­stoff­ba­sis zu sein. Die ande­re Ent­wick­lung war die Koh­le­ver­flüs­si­gung die immer­hin groß­tech­nisch ein­ge­setzt war und sich als geeig­net erwies Kraft­stof­fe auf Koh­le­ba­sis her­zu­stel­len…, Nota bene Was­ser­stoff ist eben­falls pri­mär auf Koh­le­ba­sis anzu­sie­den gewesen,und auch Elek­tro­fahr­zeu­ge sind eben­falls pri­mär Koh­le­ba­sis anzu­se­hen gewesen.
    Ganz inter­es­sant fin­de ich auch anla­gen die Was­ser­stoff direkt aus Son­nen­licht gewin­nen und man mag sich einen Reim dar­auf machen zu wel­chen Kon­di­tio­nen das groß­tech­nisch mög­lich ist.…. aber aus mei­ner Sicht her­aus ist Was­ser­stoff eher geeig­net um eine Reduk­ti­on des Koh­len­di­oxids vor­zu­neh­men und z.B. Metha­nol zu pro­du­zie­ren. Metha­nol kann im Motor oder in der Brenn­stoff­zel­le ver­ar­bei­tet wer­den und hat den Vor­teil eines flüs­si­gen Treib­stof­fes für sich.

  3. zur Ener­gie­ef­fi­zi­enz:

    http://forschung-energiespeicher.info/projektschau/gesamtliste/projekt-einzelansicht/95/Sonnenenergie_direkt_in_Wasserstoff_umwandeln/

    Umwand­lungs­ef­fi­zi­enz von über 20 Prozent
    Am Fraun­ho­fer ISE wird seit über 20 Jah­ren an effi­zi­en­ten Ver­fah­ren der sola­ren Was­ser­stoff­er­zeu­gung geforscht. Bedingt durch die erheb­li­chen Fort­schrit­te im Bereich III-V Solar­zel­len für kom­mer­zi­el­le ter­res­tri­sche Anwen­dun­gen ste­hen nun­mehr Solar­zel­len zur Ver­fü­gung, die grund­sätz­lich für die­sen inno­va­ti­ven Tech­no­lo­gie­an­satz geeig­net sind. In inter­nen Vor­lauf­ar­bei­ten konn­te mit ers­ten Labor-Auf­bau­ten die tech­ni­sche Mach­bar­keit nach­ge­wie­sen wer­den. Dabei wur­den bereits Rekord­wer­te von 18 Pro­zent für die Umwand­lungs­ef­fi­zi­enz des Son­nen­lichts in Was­ser­stoff erreicht. Die Umwand­lungs­ef­fi­zi­enz soll im Rah­men die­ses Pro­jekts auf über 20 Pro­zent gestei­gert werden.
    Die Brei­te der hier gestell­ten For­schungs­auf­ga­ben — von grund­le­gen­den Fra­ge­stel­lun­gen der Mate­ri­al­for­schung bis hin zu kom­plet­ten Sys­tem­lö­sun­gen — ver­langt nach einer inter­dis­zi­pli­nä­ren Zusam­men­ar­beit von uni­ver­si­tä­ren und außer­uni­ver­si­tä­ren Part­ner. Das Pro­jekt­kon­sor­ti­um setzt sich dabei aus dem Fraun­ho­fer ISE und ICT, dem IMTEK Frei­burg und dem ICVT Stutt­gart zusammen.

    Mit ande­ren Wor­ten “Flä­chen­ef­fi­zi­en­ter als die gän­gi­ge PV” und Was­ser­stoff kann zumin­dest sta­tio­när eini­ger­ma­ßen gespei­chert wer­den, zumin­dest für Pro­zes­se die Was­ser­stoff benö­ti­gen scheint der Weg als alter­na­ti­ve zur PV Anla­ge mit anschlie­ßen­der Elek­tro­ly­se nicht ohne Aus­sicht auf Erfolg.

    http://www.spiegel.de/wissenschaft/technik/solarenergie-zelle-wandelt-licht-in-wasserstoff-um-a-993952.html
    Die soge­nann­te Perow­skit-Solar­zel­len­tech­nik habe eine Effi­zi­enz von 12,3 Pro­zent erreicht.

    1. Wie schon oben geschrie­ben: Was­ser­stoff mag wun­der­bar funk­tio­nie­ren, ist prin­zip­be­dingt aber immer inef­fi­zi­en­ter, als den (solar) erzeug­ten Strom direkt zum Antrieb zu nutzen.
      Ulf Bossel: Efficiency of hydrogen cars compared to electric cars
      (Quel­le: https://electrek.co/2016/04/26/automakers-fuel-cell-hydrogen-electric-vehicles/, Gra­fik von Ulf Bossel)
      Dar­um hal­ten wir es für einen bes­se­ren Plan, die rege­ne­ra­ti­ven Res­sour­cen auf BEVs zu bün­deln, um die Ener­gie­wen­de so ein­fach wie mög­lich zu gestal­ten. Der Weg ist so schon noch weit und schwer genug.

  4. Was­ser­stoff macht durch­aus Sinn für die Ener­gie­ver­sor­gung von (Elek­tro-) Autos, näm­lich wenn die­se mal Ener­gie benö­ti­gen, wenn nicht genug erneu­er­ba­re Ener­gi­en zur ver­fü­gung ste­hen, in son­ni­gen Regio­nen ist das Nachts der Fall (rele­vant für Weit­fahr­ten, sonst kann ja tags für die Stre­cken in der Nacht gela­den wer­den), bei uns kom­men ja schon mal ein paar son­nen­ar­me Wochen mit wenig Wind hin­ter­ein­an­der vor.
    Das wird rele­vant, sobald häu­fi­ger der gesam­te Strom­ver­brauch mit erneu­er­ba­ren Ener­gi­en gedecckt wird (davon ist D noch ein gutes Stück entfernt!).
    In der Regel ist es aber sicher­lich prak­ti­scher, den mit­tels power-to-gas-Ver­fah­ren erzeug­ten Was­ser­stoff zen­tral zu lagern und in nor­ma­len­Kraft­wer­ken zu ver­feu­ern. Auf Weit­stre­cken­fahr­ten spe­zia­li­sier­te Miet­au­tos könn­ten aber durch­aus häu­fi­ger mit Was­ser­stoff­an­trieb ein­ge­setzt werden.

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