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