Brennstoffzelle oder Batterie: Was ist der Antrieb der Zukunft?

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brennstoffzelle-batterie-antrieb-zukunftAn Autos mit Brennstoffzellenantrieb scheiden sich die Geister. Während Wasserstoff für die einen die Energiequelle der Zukunft darstellt, halten andere sie für teuer und ineffizient. Ein Tesla Co-Gründer nennt Wasserstoffzellen sogar „Betrug“. Bisher gibt es erst zwei Serienmodelle mit Wasserstoffantrieb. Einer davon ist der Toyota Mirai, der für rund 80.000 Euro seit Herbst 2015 auch in Deutschland erhältlich ist.

Sein Elektromotor wird von Strom angetrieben, der in einer Brennstoffzelle aus getanktem Wasserstoff und Sauerstoff aus der Luft erzeugt wird. Wasserstofftankstellen sind in Deutschland noch so gut wie nicht vorhanden. Es gibt derzeit nur etwa 20 davon. Wie zukunftsträchtig ist die Technologie? Wilfried Eckl-Dorna und Nils-Viktor Sorge vom Manager Magazin sind zwei Tage lang in einem Mirai quer durch Deutschland gefahren. Sie haben die Praxistauglichkeit des Wagens getestet. Nebenbei wollten sie mittels einer Wettfahrt mit zwei Teslas auch herausfinden, welche Antriebstechnologie für die Langstrecke besser geeignet ist. Batterie oder Brennstoffzelle?

Toyota Mirai gegen Tesla Model S: Wer kommt schneller ans Ziel?

Mit Fahrgefühl und Beschleunigung sind die beiden Redakteure insgesamt zufrieden. Bis auf den fehlenden Platz im hinteren Bereich wegen der beiden je 60 Liter fassenden Wasserstofftanks fährt sich der Mirai wie ein rundum „normales“ Auto. Die Reichweite mit einer Tankfüllung soll wie beim Tesla Model S 500 Kilometer betragen, weswegen die 445 Kilometer lange Teilstrecke zwischen Berlin und Geiselwind parallel auch von zwei Teslas zurückgelegt wurde. Einer durfte unterwegs einmal nachladen, der andere nicht, um die gleichen Bedingungen wie der Mirai zu haben – auf der Strecke gibt keine Wasserstofftankstelle.

Das Ergebnis: Erster wurde der Tesla, der unterwegs am Schnelllader nachtanken durfte. Sein Fahrer musste sich keine Gedanken um einen batterieschonenden Fahrstil machen. Anders sah es für den zweiten Tesla aus, der die gesamte Strecke mit nur einer Batterieladung bewältigen musste. Er lag lange mit dem Mirai gleichauf. Dass der Mirai zuletzt nur Dritter wurde, lag an einer verpassten Ausfahrt, die den beiden Redakteuren einen Umweg von 20 Kilometern bescherte. Was die Reichweite angeht, lautete das Fazit: Mit einer treibstoffsparenden Fahrweise – ab Tempo 100 steigt der Wasserstoffverbrauch offenbar deutlich an – kommt der Wagen genau wie der Tesla den angegebenen 500 Kilometern sehr nahe. Für beide Antriebe gilt: Das Ladenetzwerk muss dringend weiter ausgebaut werden.

Bis 2023 sollen deutschlandweit 400 Wasserstofftankstellen gebaut werden

Der Ausbau des Ladenetzwerks ist in Planung. Einem Wasserstoffexperten von Shell zufolge, mit dem während der Fahrt ein Telefoninterview geführt wurde, sollen in Deutschland bis zum Jahr 2023 rund 400 Wasserstofftankstellen entstehen. Einen großen Teil davon werde Shell bauen. Die Kosten sollen pro Anlage liegen derzeit bei einer Million Euro. Diese werden nach und nach auf 700.000 Euro zurückgehen, schätzt man bei Shell. Ladesäulen für Elektroautos sind zwar sehr viel günstiger, allerdings benötigt man wegen der längeren Ladezeiten auch mehr davon. Wasserstoff hingegen lässt sich wie Benzin in wenigen Minuten nachtanken.

Nachteile von Wasserstoff

Ein Nachteil der Wasserstoff-Technologie sind den Testfahrern zufolge beim Beschleunigen entstehende Wasserdampfwolken, die anderen Autofahrern teilweise die Sicht genommen hatten. Neben Wasserstoff erzeugt der Wagen auch Wasser, das als Dampf und teilweise auch flüssig entweicht. Theoretisch könnte dies im Winter zu verstärkter Glatteisbildung führen. Gerade im Winter bei trockener Luft werde das meiste Wasser allerdings verdampfen, wird Toyota-Sprecher Dirk Breuer im Artikel zitiert. Ihm zufolge arbeitet man bei Toyota aber bereits an der Vorbeugung des Problems.

Fazit: Wasserstoff als Treibstoff muss einen Mehrwert bieten

Das Fazit von Wilfried Eckl-Dorna und Nils-Viktor Sorge nach 1.200 Kilometern im Toyota Mirai: Das Auto hat Potential. Die Frage sei allerdings, wodurch sich Wasserstoff von anderen Antriebsformen abheben könne. Mobilität mit Wasserstoff müsse mehr sein als die bloße Fortsetzung des Verbrenner-Zeitalters mit anderen Mitteln. Der Treibstoff müsste auf jeden Fall billiger werden, und das Tankstellennetzwerk ausgebaut werden. Das sei bei Erdgas allerdings gegeben, und der Antrieb setze sich trotzdem nicht durch. Wasserstoff müsse einen Mehrwert für das Energiesystem bieten, wie es zum Beispiel durch Power-to-Gas-Anlagen schon ansatzweise der Fall ist. Power-to-Gas-Anlagen erzeugen Wasserstoff und entlasten durch das Auffangen überschüssiger Sonnen- oder Windenergie gleichzeitig die Stromnetze. Denselben Ansatz verfolgen auch einzelne Wasserstofftankstellen, die Wasserstoff per Elektrolyse bereits direkt vor Ort herstellen und ebenfalls bald die Stromnetze entlasten könnten.

Wasserstoff wurde einst als das neue Öl betrachtet, doch der Ölpreis ist gesunken, und Öl ist derzeit noch alles andere als knapp. Die steigende Reichweite von Elektroautos verschlechtern die Marktchancen von Brennstoffzellenautos zusätzlich. Insgesamt finden die beiden Testfahrer: Der Kampf um den Langstrecken-Treibstoff der Zukunft ist längst noch nicht entschieden.

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Quelle: Toyota Mirai gegen Tesla – 500 Kilometer ohne Sprit – manager magazin
Bildquelle: Wikipedia – By Al Pavangkanan, CC BY 2.0

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Ajaz Shah

Ajaz Shah ist seit 2010 im Bereich der erneuerbaren Energien in der Projektfinanzierung und dem Projekmanagement für verschiedene Unternehmen tätig. Er arbeitete an Solar- und Windprojekten mit einer Gesamtkapazität von mehr als 50 MW in Deutschland, Spanien, Italien, Großbritannien, Tschechien und Frankreich mit. Daneben ist er freiberuflich im Online Marketing tätig. Ajaz hat zusammen mit Stephan Hiller energyload.eu im Oktober 2013 initiiert.

2 KOMMENTARE

  1. Von mir aus gesehen ein unsinniger Kampf, wo sich nur eine gewisse sparte bereichern möchte, ein wirkliches Umdenken hat noch nicht stattgefunden. Zuerst mal zur der Aussage von Shell: „Ladesäulen für Elektroautos sind zwar sehr viel günstiger, allerdings benötigt man wegen der längeren Ladezeiten auch mehr davon. Wasserstoff hingegen lässt sich wie Benzin in wenigen Minuten nachtanken.“ Ich frage mich wieso dies mehr Ladeseulen braucht? Ja, Lademöglichkeiten braucht es mehr, wenn wir diese von Zuhause miteinbeziehen aber in der Öffentlichkeit braucht es nicht mehr. Es gibt äusserst wenige Autofahrer die Täglich über 400 km fahren, somit können wirklich fast alle Autofahrer ihr Auto zuhause über Nacht aufladen, somit würde es allemal reichen wenn bei jeder jetzigen Tankstelle lade Säulen errichtet würden, ich behaupte sogar, dass das dann zu viele wären. Nun zum Wasserstoff, ich mache mal einen Vergleich: Wenn ich auf Arbeit gehe, meinen Lohn Ende Monat erhalte, diesen dann von der Bank abhebe, vor der Bank schmeisse ich 90% weg von meinem Lohn und bin dann enttäuscht, dass ich zu wenig Geld habe. Ich glaube, das würde niemand machen, weder noch wollen, wieso möchten wir es dann mit der Energie tun? Ca 50% Energieverlust bei der Wasserstoff-Herstellung, ca 30% Energieaufwand und Primärenergieverluste für Wasserstoff-Tiefkühlung, Kompression und Lagerung in H2-Tankstellen, weiterer Energieaufwand für Transport des Wasserstoffes zu den Tankstellen mit LKWs, Zusätzliche Wasserstoffverluste durch Diffusion bei den H2-Tanks in Autos und Tankstellen. (H2-Tanks entleeren sich nach kurzer Zeit). Somit resultieren ca 90% Gesamtverluste der Primärenergie. Wenn wir dann den Wasserstoff in einen Verbrennungsmotor mit ca 45% Wirkungsgrad (Wasserstoffmotore haben einen etwas höheren Wirkungsgrad als Benzinmotore) einspeisen, verlieren wir wieder 55% der Energie, wenn wir durch Elektrolyse wieder in Strom umwandeln ist der Verlust etwas geringer, dennoch, eine objektive „well-to-wheel“ Betrachtung liefert für Brennstoffzellen-Autos ein absolut desaströses Ergebnis. Daher ist es für mich klar, dass da Shell mitmischen möchte um möglichst viel zu verdienen oder dass es auch ein Traum von gewissen Stromherstellern ist. Ob Wasserstoff somit wirklich so zukunftsträchtig, dies bezweifle ich anhand dieser Betrachtungsweise ziemlich stark, ausser wir möchten uns von der Energiewende abdrehen und die Wegwerfgesellschaft als zukunftsträchtig weiter entwickeln.
    Es würde mich freuen weitere Kommentare oder auch allenfalls Korrekturen von meinen Zahlen durch interessierte Energyload Leser zu erhalten.

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