Sind Wasserstoffautos eine bessere Alternative als Elektrofahrzeuge?

Die Verkäufe von batteriebetriebenen Elektroautos (BEVS) nehmen in ganz Europa zu. Laut dem jährlichen Global Electric Vehicle Outlook werden derzeit jede Woche mehr Fahrzeuge verkauft als im gesamten Jahr 2012.

Doch trotz der zunehmenden Beliebtheit könnten Engpässe bei wichtigen Komponenten für Batterien, darunter Lithium, Nickel und Kobalt, die Versorgung gefährden. Ist es also an der Zeit, sich auf wasserstoffbasierte Energie zu konzentrieren?

Im Gegensatz zu Europa, wo es nur eine Handvoll Wasserstoffautos zu kaufen gibt und rund 228 Tankstellen, setzt Asien auf Wasserstoff.

Die japanische Regierung plant, bis 2030 800.000 Wasserstofffahrzeuge auf die Straße zu bringen, während China sich das ehrgeizige Ziel gesetzt hat, bis 2035 eine Million Fahrzeuge zu produzieren.

Diese Vorreiter werden wahrscheinlich die Kosten senken, das Volumen erhöhen und die Lieferkette ausbauen.

Auch die Automobilhersteller sind nach wie vor uneins, und mit Ausnahme von Toyota (TYO:7203) und Hyundai (KS:005380) investieren nur wenige in großem Umfang in Wasserstoff. In jüngster Zeit hat jedoch BMW (ETR:BMWG) sein Interesse an Wasserstoffautos bekräftigt und sieht eine Rolle für wasserstoffbetriebene Autos, die neben batterieelektrischen Fahrzeugen eingesetzt werden können.

Das Unternehmen plant, ab Ende dieses Jahres weltweit eine kleine Anzahl von BMW iX5 Wasserstoffautos zu Testzwecken auf den Markt zu bringen.

"Als vielseitiger Energieträger kommt dem Wasserstoff eine Schlüsselrolle auf dem Weg zur Klimaneutralität zu", sagte Oliver Zipse, Vorsitzender des Vorstands der BMW AG.

Die Stellantis-Gruppe hat auch eine begrenzte Produktion von kommerziellen Wasserstoff-Vans aufgenommen. Aber nicht alle sind damit einverstanden. Mercedes (ETR:MBGn) hat seine Pläne, Wasserstoff-Brennstoffzellenautos auf den Markt zu bringen, auf Eis gelegt, ebenso wie Audi.

Was ist der Unterschied zwischen einem Elektroauto und einem Wasserstoffauto?Vereinfacht gesagt, wird ein batterieelektrisches Fahrzeug durch Strom angetrieben, der in einer Batterie gespeichert ist und durch den Anschluss an das Stromnetz wieder aufgeladen wird.

Ein Wasserstoff-Brennstoffzellen-Elektrofahrzeug erzeugt seinen eigenen Strom durch eine chemische Reaktion in seinem Brennstoffzellenstapel. Dieser Strom treibt dann die Motoren für die Räder an, und die einzige Emission ist Wasserdampf. Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeuge werden an speziellen Tankstellen aufgetankt.

Das Schöne an einem Wasserstoffauto ist, dass man es in der gleichen Zeit wie ein Benzin- oder Dieselauto auftanken kann, eine ähnliche Reichweite hat und dabei keinerlei Emissionen produziert.

Warum also hat es Wasserstoff so schwer, sich durchzusetzen? Wasserstoff bringt eine Reihe von Herausforderungen mit sich, von geringer Effizienz bis hin zu hohen Kosten.

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Geringer Wirkungsgrad aufgrund hoher EnergieverlusteDie sauberste Methode zur Herstellung von Wasserstoff ist die Elektrolyse, bei der Wasser mithilfe von Strom in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten wird. Sie ist jedoch energieintensiv und der Wirkungsgrad liegt weit unter 100 Prozent.

Bis man den Wasserstoff zu einer Tankstelle transportiert hat, sind weitere Verluste entstanden, und selbst wenn man die Transportphase umgehen kann, sind die Kosten für die Speicherung ebenfalls hoch.

Man schätzt, dass bis zum Zeitpunkt der Fahrt und der Umwandlung des Wasserstoffs in Elektrizität im Auto nur etwa 38 % der ursprünglichen Elektrizität genutzt werden.

Schlechte InfrastrukturDas wichtigste Verkaufsargument für Wasserstoffautos ist, dass sie innerhalb von Minuten aufgetankt werden können, doch obwohl es sich um das am häufigsten vorkommende Element im Universum handelt, ist es sehr schwierig, einen Ort zu finden, an dem man ein Wasserstoffauto betanken kann.

Darin liegt das Henne-Ei-Problem des Wasserstoffs: Wer wird die Wasserstoffautos kaufen, wenn es keine Tankstellen gibt? Und wer wird in die Tankstellen investieren, wenn es die Autos nicht gibt?

Das anfängliche Investitionsrisiko für den Aufbau einer Wasserstoffinfrastruktur ist für ein einzelnes Unternehmen viel zu hoch, so dass die Bewältigung dieses Problems wahrscheinlich eine Planung und Koordinierung erfordert, die Regierungen, Industrie und Investoren zusammenbringt.

Wasserstoff ist hochentzündlichWasserstoff ist leicht entzündlich, schwer zu lagern und stellt im Falle eines Unfalls ein Sicherheitsrisiko dar. Autohersteller wie Toyota betonen jedoch, dass Brennstoffzellen-Elektroautos genauso sicher sind wie herkömmliche Fahrzeuge.

Der japanische Automobilhersteller hat viele Jahre lang wasserstoffbetriebene Autos unter extremen Bedingungen und Temperaturen getestet, um sicherzustellen, dass sie sicher und zuverlässig eingesetzt werden können.

Welche Wasserstoffautos können Sie kaufen?Während regelmäßig neue Elektroautos auf den Markt kommen, gibt es in Europa nur zwei Wasserstoffautos zu kaufen: den Hyundai Nexo SUV und den Toyota Mirai.

Wasserstoffautos sind nicht nur in der Anschaffung, sondern auch beim Tanken sehr teuer. Auch die Höhe der Kosten im Vergleich zum Aufladen eines Elektroautos ist von Land zu Land sehr unterschiedlich.

Wie sieht die Zukunft von Wasserstoff- und Elektroautos aus?Die Frage, ob beide Technologien ihren Platz haben, ist noch nicht geklärt. BEVs sind nicht unproblematisch: Sie sind teuer in der Anschaffung und benötigen viel Zeit zum Aufladen.

Darüber hinaus verursachen Elektroautos zwar keine Auspuffemissionen, aber die Energiequellen der Batterien, das Recycling ihrer Komponenten und die Herstellung der Fahrzeuge und Batterien tragen zu den Kohlenstoffemissionen bei. Außerdem wirft der Abbau vieler Rohstoffe sowohl ethische als auch ökologische Fragen auf.

Aber das Fehlen einer Infrastruktur für die Wasserstoffbetankung, die Herausforderungen beim Transport des Kraftstoffs und die Tatsache, dass man für die Fortbewegung eines Wasserstofffahrzeugs viel mehr Energie benötigt als für ein batteriebetriebenes Elektrofahrzeug, bedeuten, dass die Zukunft vorerst in der Batterietechnik liegt.