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Automobilindustrie

Die grünen Fahrzeuge der Zukunft: Elektrisch oder doch Wasserstoff?

FOTO: Unsplash/Michael Fousert

Die Automobilindustrie bereitet sich seit Jahren auf die Transformation von fossilen Brennstoffen hin zu nachhaltigeren Alternativen. Auf Grund verschiedener politische Willensbezeugungen aber auch Vorschriften zugunsten nachhaltiger Fahrzeuge – hier sein beispielsweise die EU-Richtlinie für die Verschärfung der Grenzwerte bei den Fahrzeug-Schadstoffemissionen genannt, erreichen die Verkaufszahlen nachhaltigerer Antriebsstoffe jedes Jahr neue Höchstwerte.

Europa hat China in den letzten Monaten überholt und ist weltweit zum größten Einzelmarkt für Elektroautos geworden. Im Jahr 2020 wurden mehr als 10 Millionen Elektrofahrzeuge verkauft und, was vielleicht noch wichtiger ist, die Anzahl der Ladestationen hat sich im Vergleich zum Vorjahr verdoppelt. Auch in Deutschland führt die Zulassungsstatistik ein Plus von 83,3% gegenüber dem Vorjahr an.

Es besteht kein Zweifel, dass die Zukunft der Automobilindustrie nachhaltig sein wird, und diese Fahrzeuge mit erneuerbaren Energien betrieben werden. Aber nicht nur der elektrische Strom kann als Antrieb verwendet werden, es gibt alternative Antriebsquellen. Der bedeutendste ist mit Sicherheit der Wasserstoff, der von vielen Experten als die vielversprechendste Energiequelle für Autos bezeichnet wird. Es wird davon ausgegangen, dass mit Wasserstoff betriebene Autos durchwegs das Potential haben, mit den elektrisch betriebenen fahrbaren Untersätzen mithalten zu können, und in manchen Fällen diese sogar großflächig zu ersetzen bzw. zu verdrängen.

Elektrisch oder mit Wasserstoff

Unbestritten ist, dass Wasserstoffautos dieselben Qualitäten besitzen, wie jene, die elektrisch betrieben oder mit konventionellen Verbrennungsmotoren ausgestattet sind. Sie verfügen ebenfalls über einen befüllbaren Tank. Bei der Verarbeitung von Strom besteht jedoch der größte Unterschied zwischen den beiden alternativen Antriebsmitteln. Einfach ausgedrückt unterscheidet sich ein Wasserstoffauto dadurch, dass das superschwere Batteriesystem, dass beim E-Auto benötigt wird, durch ein leichteres ersetzt wird, das den erzeugten Strom speichern kann.

Um diesen auf Wasserstoff basierenden Strom zu erhalten, muss Wasserstoffgas mit Sauerstoff gemischt werden. Um die Emissionswerte von Elektroautos zu erreichen, muss zuvor jedoch der spezielle Prozess der Elektrolyse, bei dem H2O in H2 und O gespalten wird, unter Verwendung erneuerbarer Quellen wie Sonnen- oder Windenergie durchgeführt werden. Dieser Prozess wird als grüne Wasserstoffproduktion bezeichnet und stellt die nachhaltigste Option dar, denn bei dieser wird weder CO2 noch Methan freigesetzt.

Sobald das Wasserstoffgas mit der Sauerstoff gemischt wird, wird der benötigte Strom erzeugt, der schlussendlich das Fahrzeug antreibt.

Bei Elektroautos ist jedoch keine chemische Reaktion erforderlich, denn bereits geladenen Batterien treiben das Auto an, und werden bei Bedarf wieder aufgeladen. Natürlich muss dieser Strom aber auch irgendwo produziert werden, bevor wir beispielsweise unseren Tesla wieder in Betrieb nehmen können. Der Hauptunterschied zwischen den beiden Antriebsmitteln liegt auf jeden Fall in der Einbeziehung chemischer Prozesse, wenn es um Wasserstoffautos geht.

Wo liegen die gravierendsten Unterschiede?

Aus streng wissenschaftlicher Sicht werden nur etwa 3 kg Wasserstoff benötigt, um ungefähr die gleiche Energiemenge zu erhalten, die der 480-kg-Batterie des Tesla Model 3 entspricht.

Der Wirkungsgrad von Elektroautos ist im Vergleich zu Wasserstoffautos jedoch doppelt so hoch und erreicht ca. 75%. Ein anderer gravierender Unterschied liegt in der Wasserstofftechnologie selbst. Bei Wasserstoffautos wird Strom in Wasserstoff umgewandelt– ein Prozess, der stattfindet, bevor Sie Ihr Auto wieder mit Wasserstoffgas befüllen – um dann wieder im Auto umgewandelt zu werden. Dies verringert die Effizienz des Prozesses erheblich und schafft ein technisches Umfeld, das nur für Wasserstoffautos spezifisch ist.

Viele von uns sind vielleicht mit dem Konzept des Tanklicht-Roulettes vertraut, bei dem wir hartnäckig so lange wie möglich mit der niedrigsten Kraftstoffanzeige fahren, in der Hoffnung, dass die Tankfüllung noch bis zum Ziel oder zur nächsten Tankstelle ausreicht. Bei Wasserstoffautos könnte dieses Spiel wieder beginnen, denn die Betankungsinfrastruktur hinkt jener der Elektroautos noch meilenweit hinterher. Es wird wieder die Zeit des Kraftstoff-Roulettes beginnen und das trotz der Tatsache, dass Wasserstoffautos viel teurer in der Anschaffung sind als andere alternative Antriebsstoffe.

Einem Bericht zufolge standen Ende 2020 weltweit nur 540 Wasserstofftankstellen zur Verfügung. Zwar steigt diese Zahl Jahr für Jahr an, aber es wird noch etliche Jahre dauern, bis die Infrastruktur jene der Elektroautos entspricht.

Für ein Wasserstoffauto spricht auf jeden Fall deren Reichweite, die zwar von Faktoren wie dem Preis, der Nutzung der Klimaanlage, den Straßenverhältnissen usw. abhängt. Wasserstoffbetriebene Fahrzeuge haben beim direkten Vergleich der Spitzenmodelle in jeder Kategorie immer noch die Nase vorn.

Auch hinsichtlich des Vergleichs bei den Lade- bzw. Betankungszeiten der unterschiedlichen Fahrzeugarten haben Wasserstoffautos einen weiteren großen Vorteil. Während die Wasserstoff-High-End-Modelle in 3-5 Minuten vollgetankt sind, wird bei den meisten Elektromodellen die Ladezeit in Stunden gezählt. Dies bedeutet eine enorme Zeitersparnis für die Besitzer von Wasserstoffautos und kann für viele Fahrer ein entscheidender Faktor sein, um sich so ein Fahrzeug zuzulegen.

Die gute Nachricht ist, dass viele Unternehmen weltweit, darunter auch Bosch, Geld in die Forschung und die Wasserstoffautoindustrie pumpen. Sobald bessere Rahmenbedingungen geschaffen werden, werden auch die Verkaufszahlen steigen und die Preise zum Fallen beginnen. Treten diese Faktoren ein, so wird es zusätzliche Möglichkeiten geben, die Weiterentwicklung dieser Fahrzeuge voranzutreiben und die notwendige Infrastruktur zur Verfügung zu stellen. Erst dann werden wir schlussendlich in der Lage sein, nicht mehr bei der Suche nach geeigneten Wasserstofftankstellen zu viel Adrenalin auszustoßen, sondern dieses in andere Bahnen zu leiten, um dann eventuell doch einmal Roulette selbst ausprobieren zu wollen.

Und wer hat die Nase vorn?

Für diese zwar einfache, aber schwierig zu beantwortende Frage werden wir uns auf die Lieblingsphrasen der Diplomatie zurückgreifen, die immer wieder in den unterschiedlichsten Diskussionen zu hören ist: „Es kommt darauf an …“, „Es können beide sein …“ oder gar „Keine von beiden …“.

Zweifelslos haben jene Fahrzeuge, die elektrisch betrieben werden, den Vorteil, dass diese Technologie schon länger auf dem Markt ist. Die mit Wasserstoff betriebenen Auto sind auf Grund ihres hohen Preises noch unerschwinglich für breitere Bevölkerungsschichten. Der Anschaffungskosten werden sich sicherlich nicht nach unten bewegen, solange keine Fahrzeuge gekauft werden, aber dass diese verkauft werden, impliziert wieder eine verbesserte Infrastruktur und klarere Rahmenbedingungen. Aber um diese Verbesserungen umzusetzen muss mehr Geld für Forschung und Innovation zur Verfügung gestellt werden, denn es bestimmt wie immer der endloser Kreislauf von Angebot und Nachfrage den Markt.

Zusammenfassen kann aber doch festgestellt werden, dass die Wasserstoffautos die Zukunft der Automobilbranche sein werden, denn wenn wir wirklich eine emissionsfreie Autoindustrie erreichen wollen, so wird Wasserstoff der richtige Weg sein, um dieses Ziel zu verwirklichen. Die Prozesse bis zum Erreichen werden nur schrittweise erfolgen, und werden enorme finanzielle Aufwendungen erfordern, die die Kosten für Innovationen, Forschung und Weiterentwicklung sowie in das Vertrauen der Allgemeinheit decken werden müssen. Gegenwärtig haben sich die Elektroautos bereits einen festen Platz in der Automobilindustrie erarbeitet, werden aber nur der erste, aber dennoch große Schritt in eine nachhaltigere, emissionsfreie Zukunft sein.

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