Die Brennstoffzelle wird vielfach als der ideale Fahrzeugantrieb gesehen. Sauber, schnell betankbar und leise Eigenschaften machen Wasserstoff quasi zu einem Allheilsbringer und so ganz nebenbei noch unabhängig von fossilen, endlichen Brennstoffen. Die Idee dahinter: in einem Brennstoffzellenfahrzeug wandelt eine Brennstoffzelle den Sauerstoff und Wasserstoff in elektrische Energie mit Wärme. Übrig bleibt als Ausstoß lediglich Wasser.
Was spricht gegen den Einsatz von Brennstoffzellenautos?
Es werden aus heutiger Sicht eine ganze Reihe an Gründen aufgeführt, die gegen den weitläufigen Einsatz von Wasserstoff Autos in Deutschland oder Europa sprechen. Die Produktion von Wasserstoff sei heute zu klimaschädlich, die Brennstoffzellen-Technologie zu teuer und zu sperrig für kleinere Autos.
Der wesentliche Grund gegen den Wasserstoffantrieb liegt jedoch nach Meinung der Experten an der mangelhaften Effizienz. Bei einem Wasserstoffauto führen lediglich 25 Prozent des ursprünglich eingesetzten Stroms zu Fortbewegung, der Rest geht hingegen verloren.
Warum ist das so? Zunächst wird mit viel Energie der Wasserstoff erzeugt, der wird dann im Auto ‚gelagert‘. Seine Wandlung zu Strom im Wasserstoff-Auto führt dann letztlich zu hohen Effizienzverlusten. Da der Herstellungsaufwand für klimaneutralen Wasserstoff, der dann im Fahrzeug durch den Einsatz der Brennstoffzelle wieder zu Strom wird, sehr groß ist, gilt der reine Stromantrieb vor allem für Pkw als geeigneter als die Brennstoffzellen-Technologie. Batteriebetriebene E-Autos erreichen dagegen einen Effizienzwert von ca. 70 Prozent.
Das Wasserstoff Tanksystem ist wenig effizient und sehr teuer
Um mit Wasserstoff notwendige Energie in Fahrzeugen zu erzeugen wird der notwendige Brennstoff in Drucktanks aus Kohlenstofffaser-verstärktem Kunststoff (350–800 bar) mitgeführt. Solch ein Tanksystem für ein Wasserstoffauto wiegt ca. 125 kg.
Leider ist der Energieaufwand für die Komprimierung des Wasserstoff im Tank auf 700 bar mit Energieaufwand verbunden, er beträgt ca. 12 % des Energieinhaltes des Wasserstoffs. Zusätzlich löst sich der Tankinhalt eines Wasserstoffautos schon nach kurzer Zeit in Luft auf, da das Wasserstoffatom so klein ist, so dass es durch kleinste, undichte Stellen austritt.
Das alles führt zu einem relativ geringeren Wirkungsgrad im Vergleich zu reinen Elektroantrieben, die ihren Strom aus einem im Auto mitgeführten Speicher (Akku) beziehen.
Es fehlt die Infrastruktur für eine flächendeckende Versorgung von Wasserstoff zum Betanken der Autos
Die Möglichkeiten Wasserstoff zu tanken sind bislang in Europa sehr begrenzt. In Deutschland stehen bislang gerade einmal gut 80 Tankstellen zur Verfügung, an denen Wasserstoff getankt werden kann. Weitere gut 50 Tankstellen für den Bezug von H2 sind in Planung (Stand: Februar 2020). Der Aufbau von Wasserstoff-Tankstellen ist sehr teuer, man spricht von einem Preis von ca. 1 Millionen Euro Baukosten pro Wasserstoff-Tankstelle. Ebenso aufwendig ist die Lagerung des Gases, da der Zugang zu den Tanks beispielsweise gesondert gesichert sein muss.
Wasserstoffautos sind teuer, weil es nur so wenige Modelle davon gibt – es fehlen die ‚Economies of Scale‘
Für Käufer eines Fahrzeuges mit Brennstoffzellen bleiben weitere Risiken bestehen: die komplizierte und daher teure Wartung der Antriebskomponenten und eine vollkommen unbekannte Restwertentwicklung. Das macht sich in den Leasingfaktoren der Wasserstoff-Autos heute bemerkbar. Es ist ein Henne/Ei Dilemma: ohne eine hinreichende Anzahl an Wasserstoffautos lassen sich keine vernünftigen Preise an die Käufer weitergeben.
Wo liegen die Probleme und deren Lösungsansätze bei der Herstellung von Wasserstoff?
Um Wasserstoff herzustellen, werden große Mengen an Energie benötigt. Davon stammen heute in Deutschland noch die Hälfte von Kohle und Atomkraftwerken. Entscheidendes Kriterium für den Energieträger Wasserstoff wird es also sein, ihn aus alternativen Quellen wie Wasser oder Sonne herzustellen.
Das Fazit zur Kritik an Brennstoffzellen Autos
Der Energiebedarf für Wasserstoff-Mobilität ist vereinfacht gesagt mehr als doppelt so hoch wie beim Umstieg auf die reine Elektromobilität. H2 gilt dennoch als Energieträger der Zukunft, denn er ist der einzige chemische Energiespeicher, um Überschüsse aus der Photovoltaik und Windkraft vom Sommer in den Winter zu transportieren. Und so ist für Autos die Elektromobilität in Kombination mit einem Ausbau regenerativer Energie der Lösungsweg Nummer 1. Asiatische Hersteller arbeiten jedoch überzeugt und mit hohen Investitionen an Wasserstoff Autos – auch deutsche Automobilhersteller mischen in diesem Bereich mit.
Doch seine wesentlichen Vorteile hat Wasserstoff in der Langzeitspeicherung und wird daher im Bereich der Nutzfahrzeuge wie bei Bussen, Lkw, Flugzeugen oder auch Schiffen zunächst seinen Einsatz finden.