Trends der Zukunft: Die Brennstoffzelle als Alternative zum reinen Elektroauto?

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Brennstoffzelle

Vor ungefähr einem Jahr haben wir über Toyotas Taskforce für den Bau von Elektroautos berichtet. Diese Meldung kam damals für einige Personen überraschend: Die meisten Hersteller glänzten mit Elektroautos in ihrem Portfolio, doch Toyota war nicht darunter. Es schien, als sei Toyota strikt gegen Elektroautos. Lediglich der Mirai als Fahrzeug mit Brennstoffzelle fuhr zum Teil elektrisch vom Band, jedoch bisher weniger geeignet für den globalen Massenmarkt.

Die EV-Taskforce von Toyota: Nun doch elektrisch?

Argumente gegen die Produktion von Elektrofahrzeugen waren die geringe Reichweite und die Kosten, die bei einer Produktionsumstellung anfallen würden. Doch diese Einstellung hat sich damals geändert: Toyota gründete eine neue Organisationseinheit – eine spezielle EV-Taskforce. EV bedeutet Electric Vehicle und ist ein großes Indiz für eine Veränderung in den Motivationen und der zukünftigen Strategie von Toyota. Ziel war es, „out of the box“ zu denken und Innovationen schnell umzusetzen. So weit, so gut. Ende Juli diesen Jahres gab Toyota dann Pläne zur Elektroauto-Revolution bekannt, indem das Unternehmen ein Modell mit Feststoff-Batterie plant. Und zu guter Letzt kündigte Toyota an, mit der Serienfertigung eines E-SUV in China starten zu wollen.

Elektromobilität: die Lösung der Zukunft?

Heute ist davon auszugehen, dass ab 2020 fast alle Automobilhersteller Elektrofahrzeuge in ihrer Produktpalette anbieten und auf den Massenmarkt bringen. Viele – unteranderem Mercedes-Benz – planen seine gesamte Produktpalette zu elektrifizieren in der Zukunft. Doch werden sich die Elektroautos komplett durchsetzen? Das ist nicht gesichert. Zwar kann davon ausgegangen werden, dass der klassische Verbrennungsmotor mit seiner hohen Belastung für Klima, Umwelt und Luftqualität keine große Zukunft mehr hat. Doch welche alternative Variante sich durchsetzt, bleibt abzuwarten.

Es kam anders: Die Brennstoffzelle setzt sich bei Toyota durch

Toyota beispielsweise scheint insgesamt noch gegen den Strom zu schwimmen: Der Japaner sieht für die Zukunft vor allem Fahrzeuge mit Brennstoffzelle als die beste Lösung. Seit September 2015 wird der Toyota Mirai in Serie angeboten. Die Brennstoffzellentechnologie wandelt Wasserstoff in elektrische Energie für den Motor um. Der Mirai fährt damit bis zu 500 km weit und lässt sich innerhalb von 3 Minuten auftanken. Diese Lösung klingt auf den ersten Blick unanfechtbar und sehr alltagstauglich. Doch warum glaubt Toyota an diese Technologie und was kann kritisiert werden?

Toyotas Gründe für die Technologie der Brennstoffzelle

Die Ladedauer

Die benötigte Energie für den Elektromotor wird nicht, wie bei klassischen Elektrofahrzeugen, von außen zugeführt, sondern direkt im Fahrzeug produziert. Das zu tankende Material ist Wasserstoff. Der Vorteil daran ist, dass der Tankvorgang nur so lange wie bei einem Auto mit Verbrennungsmotor dauert. Elektrofahrzeuge mit Batterie müssen deutlich länger aufgeladen werden.

Die Leistungsfähigkeit

Verglichen mit reinen Elektrofahrzeugen können Autos mit Brennstoffzelle problemlos mehr als 500 Kilometer mit einer Tankladung zurücklegen. Das und die Ladedauer sind eindeutige Vorteile gegenüber reinen Elektrofahrzeugen.

Transportfähigkeit

Wasserstoff wird vergleichsweise einfach transportiert – in Australien sogar mit Solarenergie. Der Wasserstoff wird per Schiff nach Japan gebracht und auch Japan experimentiert aktuell mit der Nutzung von Windenergie. Natürlich ist es auch wichtig den Transport mit dem Schiff kritisch zu bertrachten.

Der große Nachteil: Die Kosten der Brennstoffzellentechnologie

Der Bau der benötigten Infrastruktur ist extrem teuer. Eine Ladestation für ein reines Elektroauto kostet rund 50.000 Euro. Wenn man eine Wasserstofftankstelle baut, kostet es rund eine Millionen Euro. Natürlich ist auch zu beachten, dass an einer Wasserstofftankstelle in derselben Zeit mehr Fahrzeuge betankt bzw. aufgeladen werden können, als an einer E-Ladestation.

Beide Infrastrukturen sind bisher nicht ausreichend ausgebaut und müssen stark vorangetrieben werden. Vorher können die Technologien nicht von einem Großteil der Menschen genutzt werden. Weiterhin ist die Klimabilanz nur dann vorteilhaft, wenn die energieaufwändige Produktion einer Brennstoffzelle mit erneuerbaren Energien erfolgt. Doch auch die Produktion der Batterie für Elektrofahrzeuge ist bisher nicht wirklich umweltfreundlich und greift hinzukommend auf viele verschiedene Rohstoffe zurück. Alleine bei Lithium-Ionen-Batterien gibt es vier verschiedene Varianten, die unterschiedliche Metalle benötigen. Doch auch für die Brennstoffzellen werden Rohstoffe benötigt – doch Platin-Reserven beispielsweise sind aktuell noch sehr üppig vorhanden.

Bei der Betrachtung von Alternativen zu klassischen Verbrennungsmotoren gibt es noch viele Fragen. Gibt es genug Strom, wenn alle Fahrzeuge elektrisch fahren? Was kosten Elektrofahrzeuge wirklich? Bisher hat niemand die eine Antwort auf diese Fragen, ohne unheimlich viele verschiedene Faktoren zu betrachten. Warten wir ab, in wie weit sich die Gesellschaft dahingehend weiterentwickelt und die Infrastruktur vorangetrieben wird. Und letztendlich ist natürlich wichtig, wie schnell die Automobilhersteller oder Mobilitätsanbieter ihre Alternativen zu den klassischen Verbrennern auf den Markt bringen.

3 KOMMENTARE

  1. Bitte beim Vergleich der Kosten für eine H2 Tankstelle die Kapazität beachten. Eine derartige Tankstelle schafft über 150 Betankungen am Tag. Ein 150KW Lader schafft im absoluten Idealfall bei min. 150t€ Investitionskosten lediglich 20-30 am Tag (bis 100%).

    • Hallo FSW,

      vielen Dank für Ihre Anmerkung – da haben Sie natürlich Recht. Beim Vergleich von zwei Technologien müssen unheimlich viele Faktoren beachtet werden. Wir werden den Zusatz mit aufnehmen.

      MfG das eMobilitäts-Blog Team

  2. Die Wasserstofftankstelle in Bad Rappenau hat 1,8 Mio. Euro gekostet (Quelle: Bericht in der Heilbronner Stimme zur Inbetriebnahme 2017), nicht nur eine Million. Bitte beachten sie auch dass Wasserstoff per Diesel-LKW angeliefert werden muß, der LKW in der Anschaffung aufgrund des gasförmigen Aggregatszustandes locker doppelt so teuer ist (Invest) wie ein Benzin/Diesel-LKW und nur knapp 1/10 der PKW-Kilometer transportieren kann (maximal nur 5000 bis 6000 Nm³), d.h. in Zukunft die 10-fache Menge an LKWs gegenüber heute benötigt wird. Nebenbei benötigt eine derartige Ladestelle auch Stickstoff für den Betrieb, welcher auch aufwändig und dreckig in LKWs im gasförmigen Zustand anzuliefern ist. Das allerblödeste ist aber dass jede H2-Tankstelle einen Trafo hat mit einem Anschlußwert von 350 kW, damit können viele eAutos gleichzetig geladen werden.
    Vom „unterirdisch schlechten“ Wirkungsgrad der aktuellen Wasserstoffherstellung (state-of-the-art Technologie „Steam Reforming von Erdgas“ z.B. aus Sibirien) rede ich noch gar nicht.

    Wie einfach ist dagegen doch die Energieübertragung mittels eines einfachen Kupferkabels?

    Warum wollen einige Personen in Deutschland die doch Energie so verschwenden? Solange auch nur ein konventionelles Kraftwerk oder ein AKW läuft ist Energieverschwendung das allerschlimmste was wir tun können.

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