Wasserstoff: Energieträger der Zukunft?

07. Sep 2020 | Branche + Mehr

Im Periodensystem der chemischen Elemente steht das Symbol für Wasserstoff (H) ganz oben. Es muss sich also wohl um ein nicht komplett unwichtiges Element handeln. Und tatsächlich ist Wasserstoff das am häufigsten vorkommende, chemische Element im Universum: Wasserstoff ist Bestandteil des Wassers und beinahe aller organischen Verbindungen. Zudem ist Wasserstoff auch ein Energieträger. Ein Energieträger, der kein Kohlendioxid und praktisch gar keine Abgase beim Verbrennen verursacht. Damit wäre Wasserstoff – anders als herkömmliche fossile Energieträger – ein besonders geeigneter Kraftstoff für das Auto der Zukunft, oder? Nun, ganz so einfach ist die Sache mit dem Wasserstoff dann doch nicht.

Wer von Wasserstoff als alternativem Energieträger für die Mobilität der Zukunft spricht, bezieht sich meist auf die Brennstoffzelle. Die Brennstoffzelle wandelt Wasserstoff in elektrische Energie für Elektrofahrzeuge um. Damit stellen Brennstoffzellen-Fahrzeuge trotz geringeren Wirkungsgrades eine Alternative zu batterieelektrischen Fahrzeugen (BEV) dar – im Vergleich zum Verbrennungsmotor hat die Brennstoffzelle immerhin einen etwa doppelt so hohen Wirkungsgrad. Und im Gegensatz zu BEV-Fahrzeugen lässt sich innerhalb weniger Minuten Reichweite nachtanken, ohne schwere Batterien an Bord zu haben.

Brennstoffzelle versus Wasserstoffverbrennungsmotor

Wasserstoff kann allerdings auch direkt als Kraftstoff genutzt werden. Und zwar in gewöhnlichen Verbrennungsmotoren, die nur leicht modifiziert werden müssten. Im Vergleich zu Brennstoffzellen-Fahrzeugen und BEV bleibt bei Fahrzeugen mit Wasserstoffverbrennungsmotoren der mechanische Antriebsstrang erhalten. Firmen wie BMW, Mazda oder MAN hatten viel Geld in die Forschung gesteckt. Doch während es die Brennstoffzelle in die Serie geschafft hat, konnte sich der Wasserstoffverbrennungsmotor bislang nicht durchsetzen. Und wenig spricht dafür, dass dies noch passieren wird.

Die Bundesregierung ist von Wasserstoff als alternativem Energieträger jedenfalls recht angetan. „Deutschland wird Wasserstoff-Land“, erklärte jüngst Bundesverkehrsminister Andreas Scheuer. „Wir gehen mit unserer H2-Förderung in die Fläche“. Da ist es von Vorteil, dass Wasserstoff reichlich vorhanden ist.

Wirklich CO2-neutral?

Nachteil ist jedoch, dass Wasserstoff nur in gebundener Form, also als Bestandteil von chemischen Verbindungen, vorkommt. Um Wasserstoff als Energieträger nutzen zu können, muss das Gas erst aus Wasser gewonnen werden. Das geschieht oftmals durch Elektrolyse. Bei diesem Verfahren wird Wasser (H2O) mit Hilfe von Strom in die Bestandteile Sauerstoff (O2) und Wasserstoff (H2) zerlegt. Nur wenn der eingesetzte Strom aus erneuerbaren Energiequellen stammt, ist der Prozess und damit der gewonnene Wasserstoff wirklich CO2-neutral.

Ein Blick in die aktuellen Zulassungszahlen zeigt jedoch, dass wir es auch auf absehbare Zeit mit homöopathischen Dosen zu tun haben werden. Im gesamten Jahr 2019 wurden ganze 208 Brennstoffzellenfahrzeuge neu zugelassen. Mit ein Grund: Die teure Produktion der Brennstoffzellen-Fahrzeuge. Zudem existiert noch keine Wasserstoff-Tankinfrastruktur in Deutschland. Dabei könnte das vorhandene Tankstellennetz genutzt werden. Insbesondere deshalb, weil sich der Wasserstoff-Tankvorgang kaum von dem herkömmlicher Kraftstoffe unterscheidet.

Brennstoffzelle, quo vadis?

Prof. Dr. Christian Mohrdieck, bei der Daimler AG verantwortlich für die Brennstoffzellenentwicklung, rechnet nicht mit einem schnellen Durchbruch der Brennstoffzellentechnologie: Erst in einigen Jahren, aber sicherlich nach 2025 wird die Relevanz der Brennstoffzelle seines Erachtens steigen. Vor allem für den Transportsektor soll die Brennstoffzelle dann relevant werden. Denn aktuell setzen einige Hersteller auf die Brennstoffzelle als Lkw-Antrieb der Zukunft. „Dabei werden auch moderate Volumina helfen, Standards zu schaffen, die insbesondere für die Kostenreduktion essenziell sind“, ist Prof. Mohrdieck überzeugt.

Doch eines ist sicher: In den nächsten Jahren bleibt die Brennstoffzelle eine Nischentechnologie. Egal ob im Pkw oder im Lkw.