Einbau von Wasserstofftanks bei Toyota

Wie umweltfreundlich und effizient sind Wasserstoffautos? Auf die Wasserstoff-Produktion kommt es an

von Till Bücker

Stand: 04.07.2019, 15:00 Uhr

Wasserstoffautos - die Alternative zu Elektroautos mit Akkus. Sind diese Fahrzeuge mit Brennstoffzellen aber überhaupt umweltfreundlich? Und wie viel Energie geht bei der Wasserstoffproduktion verloren?

Wasserstoffautos sind wie batteriebetriebene Fahrzeuge mit einem Elektromotor ausgestattet, stoßen kein Kohlenstoffdioxid (CO2) aus und gehören daher auch zur Elektromobilität. Die Energie liefern hier allerdings Brennstoffzellen. Dabei wird Wasserstoff (H2) aus einem Tank unter dem Fahrzeuginnenraum in die Zelle geleitet, wo er mit Sauerstoff reagiert. Diese chemische Reaktion erzeugt Strom und treibt den Motor an.

Wasserstoffantriebe umweltfreundlicher?

Forscher sind der Meinung, dass ein gleichberechtigter Ausbau der beiden Technologien - Wasserstoff- und Batterieantrieb - die Kosten der Verkehrswende in Milliardenhöhe pro Jahr reduzieren könnte. Und auch die Umwelt würde sich bedanken. Während bei der Herstellung von Akkus hohe Rohstoffmengen gebraucht werden, Schadstoffe entstehen und auch die Entsorgung ein Problem darstellt, verbrennt Wasserstoff lediglich harmlosen Wasserdampf.

Ob die Wasserstoffautos aber wirklich effizienter und umweltfreundlicher sind als ihre Konkurrenten? Immerhin ist für die Herstellung von Wasserstoff Strom nötig. Um das zu beantworten, muss man sich die verschiedenen Verfahren anschauen.

Mindestanforderungen bei Wasserstoff-Tankstellen

In großen Mengen wird das chemische Element vor allem für die chemische Industrie benötigt. Das geschieht über Erdgasspaltung mit heißem Wasserdampf (Dampfreformierung). Zwar ist Erdgas einer der harmloseren fossilen Brennstoffe - viel CO2 wird dennoch ausgestoßen.

"Für den Verkehr ist die produzierte Menge von Wasserstoff schwindend gering", sagt Stefan Metz vom Industriegasekonzern Linde im Gespräch mit boerse.ARD.de. Die Linde plc gehört neben 14 weiteren Partnern wie Daimler, BMW oder Audi zur "Clean Energy Partnership" (CEP) - ein Zusammenschluss von branchenübergreifenden Industrieunternehmen. Das Ziel: "Marktaktivierung der Mobilität mit Wasserstoff und Brennstoffzelle."

Hierbei hätten sich die CEP-Konzerne eine Grenze gesetzt, so Metz: Mindestens 50 Prozent des Wasserstoffs an deutschen H2-Tankstellen soll nachhaltig entstehen.

Zwei Verfahren möglich

Dafür kann das Wasserstoff-Firmenkonsortium H2 Mobility mit Air Liquide, Shell, Daimler, Linde, OMV und Total, das ebenfalls zu CEP gehört und in diesem Jahr das Tankstellennetz in Deutschland flächendeckend von 71 auf 100 Tankstellen ausbauen will, laut Metz zwei unterschiedliche Verfahren nutzen.

Zum einen die Dampfreformierung mit Biogas statt Erdgas. Vorteile seien hier die Flexibilität der Kapazitäten und der hohe Wirkungsgrad, so der Linde-Experte. Es gehe kaum Energie verloren. Aber: CO2 werde ebenfalls an die Luft abgegeben.

CO2-freie Methode: Elektrolyse

Das geht jedoch auch anders. "Die einzige Möglichkeit, Wasserstoff ohne CO2-Ausstoß und damit komplett umweltfreundlich zu produzieren, ist die Elektrolyse durch Wasser", erklärt Metz. Bei einer Elektrolyse werden Wasserteilchen unter Spannung in Sauerstoff und Wasserstoff zersetzt.

Das Problem: Dafür wird wiederum sehr viel Strom benötigt. Je nachdem, wie der Strom erzeugt wird - Linde nutzt hierbei nach eigenen Angaben überschüssigen Windstrom aus dem Energiepark Mainz - das sei komplett klimafreundlich und nachhaltig.

Noch Potenzial nach oben

Allerdings sei der Wirkungsgrad noch sehr schlecht. Durch die erforderte Energie komme lediglich rund 25 Prozent oder höchstens ein Drittel am Auto selbst an - der Rest geht verloren. Im Gegensatz zur Dampfreformierung sei die Elektrolyse wegen der geringen Produktionsmengen des Wasserstoffs außerdem deutlich teurer.

Trotzdem ist Metz überzeugt: "Wasserstoffautos sind die einzige Möglichkeit, komplett umweltfreundlich zu produzieren, lange Strecken zu fahren sowie schnell zu tanken." Es gebe zwar noch Potenzial nach oben, besser als Verbrennungsmotoren und auch Batterien sei die Brennstoffzelle mit Wasserstoff aber allemal.