Wasserstoff vs. Akku – wer macht das Rennen?

16.08.2022 | E-Mobility News | E-xpertise

Antriebe durch Wasserstoff tauchen in der Diskussion um emissionsfreien Verkehr immer wieder auf. Sie gelten als Alternative zu akkubetriebenen Elektroautos. Aber wie fährt ein wasserstoffbetriebenes Fahrzeug überhaupt? Welche Vor- und Nachteile gibt es? Und wie umweltfreundlich sind sie?

Politik, Forschung und auch Autohersteller sind sich mittlerweile einig, dass die Zukunft des Straßenverkehrs elektrisch ist. Uneinigkeit besteht jedoch bei der Art des Elektroantriebs: Wasserstoff oder Akku? Besonders zwischen Politik und Autoherstellern gibt es in diesem Punkt Diskrepanzen: Als sich der deutsche CDU-Politiker Armin Laschet bei einem Besuch der Tesla-Gigafactory zum Thema Wasserstoff äußert, bricht Elon Musk nur in Gelächter aus. Er bezeichnet den alternativen Antrieb als Zeitverschwendung. Wir sehen uns die Sache mal genauer an.

Was ist Wasserstoff?

Wasserstoff – auch unter seinem Spitznamen H2 bekannt – ist ein farb, geruch- und geschmackloses Gas. Es ist das leichteste und am häufigsten vorkommende chemische Element im Universum. Als H2 kommt es zwar nur selten auf der Erde vor, als H2O aber sehr wohl. Ein Kilogramm Wasserstoff hat ungefähr so viel Energie wie drei Kilogramm Benzin oder Diesel.

Wie wird H2 zu Treibstoff?

Um den Kraftstoff herzustellen, braucht man Wasser und elektrischen Strom. Bei diesem sogenannten Elektrolyseverfahren wird Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten. Verwendet man hierfür ausschließlich Strom aus erneuerbaren Quellen wie Wind, Wasser und Solar, ist die Herstellung CO2-frei. Es entsteht grüner Wasserstoff. Die gute Klimabilanz besteht jedoch nicht mehr, wenn man den Wasserstoff mittels Dampfreformierung aus Erdgas gewinnt, denn dabei wird CO2 freigesetzt. Derzeit wird der meiste Wasserstoff aus Erdgas hergestellt, sogenannter blauer Wasserstoff.

Wie funktioniert ein Wasserstoff-Auto?

Autos, die mit Wasserstoff angetrieben werden, sind nichts anderes als strombetriebene Autos. Der einzige Unterschied besteht in der Art der Energiespeicherung. Während Elektroautos vom geladenen Akku angetrieben werden, produzieren Wasserstoff-Fahrzeuge ihren Strom direkt an Bord. Wasserstoff und Sauerstoff reagieren in einer Brennstoffzelle zu Wasser, es entstehen Wärme und Strom, der Strom treibt das Auto an. Aus dem Auspuff kommt ungefährlicher Wasserdampf statt Treibhausgase.

Was sind die Vorteile von Wasserstoff?

• Lokale Emissionen: Der Betrieb ist lokal klimaneutral, wenn grüner Wasserstoff getankt wird. Aus dem Auspuff kommt nur Wasserdampf.
• Produktion: Wasserstoff ist im Elektrolyseverfahren in unendlicher Menge verfügbar.
• Lagerung: Wasserstoff kann im Gegensatz zu E-Akkus in großen Mengen gelagert werden. Dabei muss man ihn jedoch auf minus 253 Grad Celsius kühlen, oder als Gas komprimieren. In der Praxis wird er beispielsweise in unterirdischen Kavernenspeichern gelagert.
• Reichweite: Ein aufgetanktes Wasserstoffauto kommt an die 650 Kilometer weit. An diese Reichweite gelangen nur die neuesten und teuersten Modelle von Mercedes, BMW und Tesla.
• Tanken: Das Nachtanken dauert nur fünf bis zehn Minuten – ähnlich wie bei Benzinern und Dieselfahrzeugen.
• Sicherheit: Wasserstoff verbrennt an der Luft mit schwacher, blauer Flamme. Außerdem verflüchtigt er sich ziemlich schnell. Auch von der Brennstoffzelle geht keine besondere Explosionsgefahr aus. Die Brandgefahr bei Verbrennern ist in jedem Fall größer.

   

Was sind die Nachteile von Wasserstoff?

• Transport: Wasserstoff kann zwar gut gelagert werden, die notwendige Kühlung während des Transports ist jedoch enorm energieaufwändig.
• Wirkungsgrad: Mit einem Wirkungsgrad von 39 Prozent liegen Wasserstoff-Autos zwar höher als Verbrenner (ca. 20 Prozent Wirkungsgrad), aber deutlich unter E-Autos (ca. 80 Prozent Wirkungsgrad). Klar, denn bei der Herstellung des Wasserstoffs wird bereits Strom aufgewendet.
• Kosten: Wasserstoff kostet pro 100 Kilometer ca. 10 Euro, also ungefähr so viel wie Benzin oder Diesel für dieselbe Strecke. Bei einem E-Auto sind es nur die Hälfte der Kosten.
• Infrastruktur: Derzeit gibt es gerade einmal vier (!) Wasserstoff-Tankstellen in ganz Österreich. Zum Vergleich: Fahrer:innen von E-Autos können insgesamt 10.400 E-Tankstellen und Ladesäulen aufsuchen.

Welche Rolle wird Wasserstoff in Zukunft spielen?

Genau an der Stelle, an der reine Elektromobilität derzeit noch an ihre Grenzen stößt, wird Wasserstoff auch in Zukunft interessant bleiben. Wir sprechen von Schifffahrt, Flugverkehr, Zügen und LKWs. Die Prognosen für die weltweit ausgestoßenen CO2-Emissionen im Frachtverkehr werden sich bis 2050 deutlich vervielfachen. Allein im Straßengüterverkehr wurden Im Jahr 2010 rund 1,1 Milliarden Tonnen CO2 ausgestoßen. Im Jahr 2050 sollen es laut Prognose fast 4,5 Milliarden Tonnen sein. Da unsere Lebensweise auch in Zukunft von Logistik und Handel abhängig sein wird, sind Lösungen für den Frachtverkehr mehr als gefragt. Wasserstoff wird also auch weiterhin für Diskussionen sorgen.