Was ist dran am Wasserstoff (H2) Hype? Die grüne Alternative oder nur heiße Luft?

Wasserstoff Auto - Betanken eines Brennstoffzellen-Autos

Wasserstoff – Energieträger und maßgebliche Alternative zum E-Auto in der Elektromobilität? Global gewinnt Hydrogen immer mehr an Bedeutung, um im Sinne der Industrie und Wirtschaft die Dekarbonisierung zu forcieren. Ein wesentlicher Faktor ist dabei die Erzeugung und Verwendung von Wasserstoff als Antrieb für Fahrzeuge aller Art. Wir beleuchten in diesem Artikel, wie hier der aktuelle Stand von Wasserstoff Autos ist.

Inhaltsverzeichnis

Wasserstoff als Energieträger der Zukunft?

Liegt die Zukunft einer umweltfreundlicheren und grüneren Welt in Wasserstoff? Welchen Beitrag kann das chemische Element zur dringen notwendigen Energiewende leisten? Und wie entwickeln wir diesen weiter zu tatsächlich „grünem Wasserstoff“?

Molekularer Wasserstoff (H2) – chemisches Element – ist ein farb- und geruchsloses Gas.

Zunächst einmal gilt es zu verstehen, wie Wasserstoff derzeit gewonnen und verwendet wird.

Auf das Universum betrachtet, ist es das am häufigsten vorkommende chemische Element. Auch auf der Erde profitieren wir vom Aufkommen. Allerdings nicht in seiner reinen Form, sondern in Verbindung mit anderen Elemente bzw. Stoffen.

Um es als Energieträger (H2) nutzen zu können, bedarf es aktuell noch einem aufwendigen und umweltbelastenden Verfahren: der Dampfreformierung. Hierbei wird zum einen Erdgas benötigt und zum anderen werden große Mengen schädliches CO2 ausgestoßen.

Eine Alternative dazu ist, Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zu spalten, und zwar mit Hilfe von grünem Strom. So lässt sich nachhaltiger, grüner Wasserstoff herstellen. Die Herausforderung aktuell ist jedoch, die Effizienz dieses Verfahrens zu steigern, da ca. 1/3 der gewonnenen Energie direkt verloren geht.

Des Weiteren besteht die Herausforderung, dass das gewonnene Gas für die Elektromobilität – allen voran den E-Autos – zur Verfügung gestellt wird. Transport bzw. Weiterverarbeitung zu Flüssigkeit sind energieintensiv und bedürfen einer ausgeklügelten Infrastruktur.

Wie kann Wasserstoff für die Elektromobilität verwendet werden?

In diesem Ratgeber befassen wir uns primär mit der Zukunft von Wasserstoff Autos. Unter welchen Aspekten kann diese Ressource unsere Art der Mobilität grüner und damit auch nachhaltiger gestalten?

Die größte Herausforderung ist aktuell, Wasserstoffantrieb umweltfreundlich zur Verfügung zu stellen und das in marktübergreifendem Stil. Denn schon heute ist das Gas primär für große und schwere Fortbewegungsmittel, wie z. B. Containerschiffe, Züge oder Flugzeuge, eine angewandte alternative Technologie.

Es bedarf allerdings einer umweltschonenden Produktion sowie Weiterverarbeitung, primär mit grünem Strom.

Wie funktioniert ein Wasserstoff Auto?

Um ein Auto umweltschonender mittels Wasserstoff anzutreiben, bedarf es einer PEM-Brennstoffzelle. Diese Polymer-Elektrolyt-Membran Zelle ist, ähnlich wie beim E-Auto, die notwendige Batterie, die für die Freisetzung von Energie zum Antrieb verantwortlich ist.

Dabei kommt es in der Brennstoffzelle zu einem kontrollierten Knallgas-Effekt, da der Wasserstoff im Tank mit dem Sauerstoff in der Luft reagiert. Durch diese Freisetzung von Energie wird kontinuierlich Strom erzeugt, so dass die Batterie fortlaufend geladen wird bzw. den Motor des Autos antreibt.

Wasserstoff - Grafik Kreislauf Gewinnung H2 bis zu Hydrogen Fuel
Das Wasserstoff Auto – grüne Alternative oder nur heiße Luft?

Vorteile von Wasserstoff in der Elektromobilität

  • Höhere Reichweite als ein E-Auto
  • Der Tankvorgang geht schneller als es aktuell bei einem E-Auto der Fall ist
  • Gerade bei größeren und schwereren Fahrzeugen ist die Technologie der Elektro-Technologie überlegen

Nachteile von Wasserstoff in der Elektromobilität

  • Aktuell noch sehr energieintensive Produktion (es werden große Mengen an Treibhausgasemissionen benötigt)
  • Geringer Wirkungsgrad (26 % für Fahrleistung), d.h., wie viel Energie ein Motor benötigt, um die gleiche Leistung zu erzielen => hier ist ein E-Auto – durch grünen Strom geladen – energieeffizienter und damit umweltschonender
  • Aktuell (noch) schlechte Zapfsäulen-Infrastruktur
  • Aktuell (noch) sehr geringes Angebot an verfügbaren Wasserstoff Autos (Toyota Mirai und Hyundai Nexo) bei vergleichsweise hohem Verkaufspreis (> 60.000€)

Zusammenfassung

Mit Wasserstoff betriebene Autos sind aktuell nicht marktreif bzw. ist die fehlende Infrastruktur schlichtweg nicht attraktiv genug für die Autoindustrie, die Entwicklung zu forcieren. Allerdings erhöht der globale, politische Drang nach umweltfreundlichen Lösungen den Druck auf die Industrie, um den Klimaschutz und die gesteckten Ziele (1,5° Erderwärmung) nicht zu verfehlen.

Dass diese Technologie aktuell noch nicht massentauglich ist, darf nicht das Potenzial schmälern. In erster Linie geht es nämlich darum, vom klassischen Verbrenner-Motor wegzukommen, um den fortlaufenden CO2 Ausstoß drastisch zu verringern.

Grüne Grüße, Richard.

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