Welche Technologie verbindet am besten Mobilität mit Umweltschutz?
Toyota und Hyundai haben bereits vor einigen Jahren erste Modelle mit Brennstoffzellen auf den Markt gebracht, die Technologie dafür ist bereits ausgereift. Die Autos sind mit einem Elektromotor ausgestattet. Die Energie kommt aber nicht alleine aus einer Batterie, sondern wird an Bord in Brennstoffzellen erzeugt, wo Wasserstoff aus dem Tank mit Sauerstoff aus der Luft reagiert. Dabei fließt Strom. Als Abfallprodukt entsteht hauptsächlich nur Wasserdampf und Wärme, kein Kohlendioxid und nur sehr wenige andere Schadstoffe. Noch mangelt es aber an der erforderlichen Infrastruktur. Ein Konsortium der Unternehmen Linde und Shell hatte sich vorgenommen bis 2023 insgesamt 400 Wasserstoff-Tankstellen in Deutschland einzurichten.
Gegenüber rein batterieelektrisch betriebenen Autos haben Wasserstofffahrzeuge einige Vorteile: Elektroautos mit einer Brennstoffzelle können in drei Minuten mit dem Gas vollgetankt werden und erlauben auch großen Fahrzeugen eine Reichweite über lange Strecken mit mehr als 500 Kilometern. Damit sind sie genauso nutzbar wie konventionelle Fahrzeuge mit dem Verbrennungsmotor. Dazu kommt, dass Wasserstoff ein hervorragender Speicher für Strom aus erneuerbaren Quellen ist. Nachteile sind die noch sehr hohen Kosten für die Fahrzeuge und die notwendigen Investitionen in die Wasserstoffsäulen, welche mit einer Million Euro pro Standort sehr teuer sind. Es werden aber, im Vergleich zu Stromladesäulen, weniger gebraucht – mit 2.000 Zapfstellen wäre das Land ausreichend abgedeckt. Die größte Schwachstelle von Wasserstoffautos ist aber heute die geringe Umwandlungseffizienz der gesamten Prozesskette, da die Elektrolyse und Speicherung von Wasserstoff weitaus ineffizienter ist als die direkte Nutzung von Strom zur Ladung einer Batterie.
Für den Aufbau einer auf Wasserstoff basierenden Mobilitätsinfrastruktur stehen Sicherheits- und Anwendungsfragen im Mittelpunkt der aktuellen Forschung und Entwicklung. Fahrzeuge mit Wasserstoffantrieb sollen so sicher wie konventionell angetriebene Fahrzeuge und der Betankungsvorgang dem heutigen Tanken mit Benzin möglichst ähnlich sein, obwohl der Wasserstoff mit einem Druck von rund 700 Bar und einer Temperatur von etwa -40 Grad Celsius getankt wird. Wasserstoff stellt deshalb besonders hohe Anforderungen an die Technologie und das Material, welches die Wasserstoff-Fahrzeuge und -Tankstellen erfüllen müssen. Eine Vielzahl von Prüfstellen wie unter anderem der TÜV in Deutschland sind mit der Erarbeitung von einheitlichen Standards beschäftigt, um die Zuverlässigkeit durch geeignete Verfahren und mit Hilfe z.B. von Crashtests mit Wasserstoff-Fahrzeugen zu dokumentieren. Zusätzlich sollen möglichst global einheitliche Normenwerke vereinbart werden, um die Kosten zu senken und eine einfache Interoperabilität der Systeme sicherzustellen.
