Wasserstoff: Kommt die Energie der Zukunft aus der Brennstoffzelle?

Dirk Jacquemien / pal

28.9.2018 - 11:29

Der Toyota Mirai ist eines der wenigen neuen Fahrzeuge mit Brennstoffzellenantrieb: Sollen Hersteller vermehrt darauf setzen?
Toyota

Autos, die von Wasserstoff angetrieben werden, galten einmal als Zukunft des Strassenverkehrs. Mittlerweile wurden sie fast vollständig von Batterie betriebenen Fahrzeugen abgelöst. Warum?

Dass mit Erdöl betriebene Fahrzeuge nicht auf alle Ewigkeit auf der Erde rumkurven werden, gilt mittlerweile als anerkannt. Fossile Brennstoffe brauchen schliesslich Jahrmillionen, um sich zu erneuern. Viele Autohersteller überlegen sich deshalb, mit welchem Antrieb sie die Weichen für die Zukunft stellen können.

Lange Zeit galt die Brennstoffzelle als vielversprechende Alternative zu fossilen Brennstoffen. Der dafür benötigte Wasserstoff ist schliesslich das meist vorhandene Element im Universum, der Nachschub also buchstäblich unendlich. Einige grosse Autohersteller, besonders aus Japan, brachten bereits Fahrzeuge mit Brennstoffzellen auf den Markt und bauten dazu eigene Tankstellen. Doch inzwischen gibt es kaum noch Modelle mit dieser Technik – und die meisten Hersteller konzentrieren sich auf Fahrzeuge mit Elektroantrieb über Batterie-Module.

Schnelles Auftanken als Hauptvorteil?

Warum also ist die Gunst des Wasserstoffs so gesunken? Die Technik hat immerhin klare Vorteile, am deutlichsten wohl das schnelle Auftanken. Das benötigt in etwa die gleiche Zeit wie das Bedanken eines Benzin- oder Dieseltanks. In wenigen Minuten hat man den Tank voll und so mehrere Hundert Kilometer Reichweite.

Dagegen halten Besitzer von Batteriebetriebenen Elektroautos, dass sie noch nie auf eine Aufladung gewartet hätten, schliesslich passiere dieser Vorgang während sie schliefen in der heimischen Garage. Unterwegs auf einer Reise sieht's oft ein Bisschen anders aus: Hier dauert eine Zwischenladung des Akkus zwischen zwanzig Minuten und mehreren Stunden – je nach Anbieter des Autos und verfügbarer Infrastruktur.

Verschwenden Brennstoffzellenautos Energie?

Brian McManus vom YouTube-Kanal «Real Engineering» hat einige Nachteile von Brennstoffzellenfahrzeugen aufgezählt. Vor allem die schlechte Energieeffizienz vom Einsatz von Wasserstoff in Autos stört ihn:

Nach seinen Berechnungen kann nur knapp ein Viertel, also 25%, der eingesetzten Energie am Ende auch wirklich für den Antrieb verwendet werden.

Das liegt vor allem an hohen Energieverlusten bei der Gewinnung von Wasserstoff, der Kompression, und dem eventuell nötigen Transport. Bei elektrischen Fahrzeugen liege der Wirkungsgrad dagegen bei knapp 75%.

Zu einer ähnlichen Hochrechnung kommt auch das Online-Portal «Golem.de» in einer Abhandlung über Brennstoffzellen-Autos. Aus den gleichen Gründen problematisch stellt sich die eigene Herstellung und Speicherung von Wasserstoff zu Hause dar: Hier hat die Kombination von Solarpaneelen und Akkus einen Vorteil.

«Well to Wheel»: Der Weg der Energie bei Akku-Autos (links) und Wasserstoff-Fahrzeugen (rechts).
zvg

Game Over für Wasserstoff?

Experten sehen da kein so extremes Missverhältnis, in einer Studie von PricewaterhouseCooper kommt die Brennstoffzelle auf einen Wirkungsgrad von 36%, im Vergleich zu 70% bei Akku-Autos. Dennoch ist das natürlich immer noch ein deutlicher Unterschied, der wohl die Hauptursache für die steigende Dominanz von Elektrofahrzeugen bei den alternativen Antrieben sein dürfte.

Eine Studie des Bundes unter der Aufsicht der EMPA sieht für den Wasserstoff deshalb vor allem einen Einsatz, wo überschüssige Energien aus erneuerbaren Quellen gespeichert werden müssen – beispielsweise bei Windkraftwerken.

Wird es ganz was anderes?

Trotzdem ist damit natürlich noch nicht entschieden, dass batteriebetriebene Fahrzeuge den Kampf um die Zukunft gewonnen haben. Vielleicht rollen in 50 Jahren ja Autos mit kleinen Kernfusionsreaktoren durch die Strassen, angetrieben von ein paar Milligramm an Wasserstoff-Isotopen.

Wenn Sie mehr zu Elektromobilität wissen wollen, finden Sie einen Hintergrund dazu im umfangreichen Artikel zur Geschichte der Elektro-Autos. Und in unserem Artikel «Was ist der Antrieb der Zukunft?»  lesen Sie mehr zu weiteren alternativen Antriebsmöglichkeiten wie E-Fuel.

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