Wasserstoff: Potential, offene Fragen und Entwicklungsbedarf

04.12.2017

Kleines Fachgespräch an neuer Wasserstoff-Tankstelle in Wendlingen

Welchen ökologischen Sinn machen Autos mit Brennstoffzellenantrieb? Wo kommt der Wasserstoff her? Wie steht es um die Wasserstoff-Produktion? Diesen Fragen ging ich bei einem Gespräch an der neuen Wasserstoff-Tankstelle in Wendlingen nach.

Für das Gemeinschaftsunternehmen H2 Mobility haben sich im Jahr 2015 sechs Unternehmen zusammengeschlossen: Daimler, die drei Tankstellenbetreiber Shell, OMV und Total sowie die zwei Wasserstoff-Produzenten Linde und Air Liquide. Dieses Konsortium hat auch die Tankstelle in Wendlingen am Neckar errichtet, die vor wenigen Tagen in Betrieb genommen wurde. An dieser Tankstelle traf ich mich mit Sybille Riepe von H2 Mobility und Dr. Manuel Schaloske von der Landesagentur für Elektromobilität und Brennstoffzellentechnologie Baden-Württemberg GmbH.

Zunächst vorab: Die Brennstoffzelle kann als technologisch ausgereift angesehen werden. Der Dreh-und Angelpunkt einer ökologischen Betrachtung ist die Produktion von Wasserstoff. Industriell wird er bereits in großen Mengen, insbesondere für die chemische Industrie, aus Erdgas hergestellt. Das ist zwar verhältnismäßig kostengünstig, aber ökologisch wenig sinnvoll. Bei der Herstellung mittels Elektrolyse wird Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff gespalten. Dann lauten aber die Fragen: Woher stammt der eingesetzte Strom und wie hoch ist der Wirkungsgrad? Klar ist, dass der Strom erneuerbar erzeugt werden muss. Das Umweltbundesamt gibt auf die erste Frage folgende weiterführende Antwort: „In Betracht kommen hierbei besonders die Spitzen der fluktuierenden Wind- und Solarstromerzeugung. Grundlastfähige Potenziale für Strom aus erneuerbaren Energien – wie Biomasse, Wasser oder Geothermie – kommen hierfür weniger in Betracht.“ Meine Gesprächspartner stimmten dem grundsätzlich zu. Sie wiesen aber darauf hin, dass dann die Erzeugungsanlagen in Abhängigkeit des stark schwankenden Stromüberschusses ständig herauf- und herabgefahren werden müssen und die Elektrolyse dadurch sehr teuer wird. Zum Wirkungsgrad machen vorliegende Studien sehr unterschiedliche Aussagen: Er liegt demnach von der Erzeugung des Wasserstoffs bis zur Bewegung des Rades bei 20 bis 45 Prozent (allerdings weisen fossile Verbrennerfahrzeuge auch keinen höheren Wirkungsgrad auf). Das batterieelektrische Fahrzeug, das bestätigten mir meine beiden Gesprächspartner, liegt unter Energieeffizienz-Gesichtspunkten ganz vorne. Aber: Die Nutzung von Stromüberschüssen ist damit nur sehr bedingt realisierbar. Dies zeigt, dass beide Technologien ihre Potentiale haben und weiter entwickelt werden müssen. Insbesondere für kleinere Fahrzeuge und Entfernungen bis zum mittleren Bereich haben batterieelektrische Fahrzeuge die Nase vorn. Mit Wasserstoff und der Brennstoffzelle lassen sich hingegen auch Busse und Lastwagen und selbst Züge problemlos antreiben.

Infrastruktur

Wie bei den batterieelektrischen ist auch bei den Brennstoffzellen-Fahrzeugen die Infrastruktur für die Marktdurchdringung entscheidend. Derzeit existieren bundesweit 41 öffentlich zugängliche Wasserstofftankstellen. 37 weitere befinden sich im Bau. Ende 2018 sollen es 100 sein. „Dann ist die Automobilindustrie dran, die entsprechenden Fahrzeuge zu bauen“, so Riepe unter Verweis darauf, dass auf Deutschlands Straßen aktuell gerade einmal 282 Brennstoffzellenautos unterwegs sind. Eine Tankstelle kostet knapp über ein Million Euro. Für den Aufbau der Infrastruktur fließen Fördermittel des Bundes und der EU. Beim Tanken gilt übrigens ein bundesweiter Einheitspreis, der bei 9,50 Euro pro Kilogramm Wasserstoff liegt. Damit lässt sich etwa 100 Kilometer weit fahren. Die Energiekosten pro 100 Kilometer liegen damit im Bereich eines Autos mit Verbrennungsmotor. Die Reichweite der Brennstoffzellen-Fahrzeuge liegt bei rund 500 Kilometer.

Ich durfte in Wendlingen ein Brennstoffzellenauto betanken. Der Tankvorgang unterscheidet sich nur unwesentlich von dem eines Verbrenner-Fahrzeugs. Dass der Aggregatzustand gasförmig statt flüssig ist, ändert am Tankvorgang kaum etwas. Vollgetankt hat man nach etwa 3 Minuten und danach ist die „Zapfsäule“ (Dispenser) bereit für den nächsten Tankvorgang.

Das Angebot an Brennstoffzellenautos ist noch sehr übersichtlich. Zwei Fahrzeugmodelle mit Brennstoffzellenantrieb sind gerade auf dem Markt (Herstellerangaben):

Mirai: Der Hersteller Toyota bewirbt die rund 80.000 Euro teure „erste Wasserstoff-Limousine in Großserie“ damit, dass sie bis zu 500 Kilometer weit fahren könne.

Daimler bringt mit dem GLC F-Cell das weltweit erste Wasserstoff-Hybrid-Auto auf den Markt. Der SUV fährt 50 Kilometer batterieelektrisch und über 400 Kilometer mit dem in der Brennstoffzelle erzeugten Strom. 

Weiterführende Informationen zu Stromüberschüssen und Wasserstoff

Alleine mit dem Windstrom-Überschuss von Schleswig-Holstein aus dem Jahr 2016 könnten für ein Jahr 200.000 Wasserstoff-Fahrzeuge betrieben werden. Das ist aber Theorie, denn: Etwa die Hälfte des Wasserstoffs wird aus konventionellem Strom produziert.

Quelle: Süddeutsche vom 18.11.2017

Mit dem Strom aus 2016 wegen Stromüberschuss abgeschalteten Windkraft- und Solarstromanlagen hätte rechnerisch der Jahresvorrat für 500.000 Brennstoffzellenfahrzeuge erzeugt werden können.

Quelle: ZSW Ulm, zitiert in Südwestpresse vom 27.10.2017

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