Wasserstoff als Antrieb
Er ist als „bessere“ Alternative zum Elektromotor in aller Munde und auch viele Politiker*innen überschlagen sich vor Begeisterung. Die Rede ist von Wasserstoff als Antrieb für Brennstoffzellenautos und andere Fahrzeuge. Aber ist Wasserstoff eine sinnvolle Alternative im Verkehr? Brennstoffzellenfahrzeuge zählen zu Elektroautos, da sie mit Strom betrieben werden. Dieser wird im Fahrzeug in einer Brennstoffzelle mithilfe von Wasserstoff erzeugt und in einer kleinen Batterie zwischengespeichert (VCD). Reiner Wasserstoff kommt in der Natur kaum vor. Er muss künstlich hergestellt werden. Wirklich klimaneutral ist Wasserstoff aber nur, wenn er durch 100 % erneuerbare Energien gewonnen wird. Dann handelt es sich um „grünen Wasserstoff“. (Hennicke; Koska et. all., Nachhaltige Mobilität für alle, 2021, S. 272-275). Es gibt noch weitere Arten von Wasserstoff zur Stromerzeugung.
Arten
Wird Wasserstoff über die fossile Stromerzeugung gewonnen, spricht man von „grauem Wasserstoff“. Sobald Wasserstoff mit Strom aus dem allgemeinen Stromnetz hergestellt wird, handelt es sich wegen des hohen Anteils fossiler Energieträger ebenfalls um grauen Wasserstoff. In beiden Fällen ist dieser mit hohen CO2-Emissionen belastet (Umweltbundesamt). Bei „blauem Wasserstoff“ wird das bei der Erzeugung durch Erdgas entstehende CO2 gespeichert und gelangt nicht in die Atmosphäre. Allerdings ist auch diese Art nicht sonderlich nachhaltig. Pinker Wasserstoff wird mithilfe von Kernenergie hergestellt und weißer Wasserstoff fällt als Nebenprodukt in chemischen Prozessen an (Hennicke; Koska et. all., Nachhaltige Mobilität für alle, 2021, S. 272-275).
Die klimaneutrale Herstellung ist im Vergleich zu den aktuellen fossilen Energieträgern sehr teuer. Für den Ausbau von Wasserstoff im Verkehr müssten deshalb schnell und massiv Solar- und Windkraftwerke ausgebaut werden (Hennicke; Koska et. all., Nachhaltige Mobilität für alle, 2021, S. 272-275). Das wäre auch beim reinen E-Auto der Fall, doch das größte Problem beim Wasserstoff für den Verkehr liegt in seiner Effizienz. Bei grünen Wasserstoff-Autos mit Brennstoffzellen beträgt der Wirkungsgrad nur 28 % (reine Elektroautos: 62 %). Der Antrieb über Wasserstoff ist im Vergleich also deutlich weniger effizient . So braucht ein Brennstoffzellen-Auto mit „grünem Wasserstoff“ für jeden Kilometer zwei- bis dreimal so viel Strom wie ein Auto mit Elektrobatterie (Umweltbundesamt).
Effizienz
Während beim E-Auto mit Batterie nur 30 % des produzierten Stroms nicht zum Antrieb des Fahrzeugs genutzt werden können, sind es beim Brennstoffzellen-Auto fast drei Viertel. Der Effizienzverlust entsteht, wenn der Wasserstoff im Elektromotor zu Strom umgewandelt wird sowie bei der Stromübertragung und durch mechanische Verluste im Fahrzeug selbst (Umweltbundesamt).
Wenn die Brennstoffzellenautos mit „grünem Wasserstoff“ fahren, sollten die Emissionen eigentlich kein Problem sein. Allerdings wird der Wasserstoff aus Kostengründen meist mithilfe des deutschen Strommix mit großen Anteilen von Kohle und Erdgas hergestellt und verbrauchen sehr viel Energie. Daher haben die betreffenden Fahrzeuge über ihren gesamten Lebensweg sogar deutlich höhere Treibhausgasemissionen als konventionelle Autos und auch E-Autos (BMU, Wie umweltfreundlich sind Elektroautos?, 2021, S. 18-20).
In die Klimabilanz muss allerdings ebenso die Herstellung und Entsorgung der Fahrzeuge eingerechnet werden. Hier sind sich Wasserstoff und reine Elektromobilität relativ ähnlich (Umweltbundesamt). Darüber hinaus werden für die Brennstoffzellen seltene Ressourcen benötigt: Platin und das Edelmetall Iridium. Ihre Gewinnung kann mit menschenunwürdigen Arbeitsbedingungen und Umweltproblemen einhergehen (siehe Kapitel Ökobilanz). Antriebe mit Wasserstoff sind im Vergleich zum batterieelektrischen Weg deutlich teurer. Man bezahlt zum Tanken für ein Kilogramm Wasserstoff ca. 10 Euro und würde damit ca. 110 km weit kommen. Im direkten Vergleich sind die Energiekosten für Wasserstoff rund doppelt so hoch wie für ein durchschnittliches Elektroauto und liegen knapp über denen eines Benziners (VCD).
Ähnlichkeit
Die negativen Klimaauswirkungen der Fahrzeuge entstehen vor allem durch die aufwendige Herstellung der Brennstoffzelle, des Tanksystems und des Akkus. Ein durchschnittliches Auto mit Brennstoffzelle produziert durch Herstellung und Entsorgung ca. 12,9 t CO2-Äquivalente. E-Autos mit Elektrobatterie kommen auf 13,2 t, ein Verbrenner durchschnittlich auf 7,5 t CO2-Äquivalente (Umweltbundesamt).
Aufgrund der schlechteren Klimabilanz und des Mehrbedarfs an erneuerbarem Strom sind Brennstoffzellenautos keine wirklich sinnvolle Alternative. Allerdings kann Wasserstoff wegen der Speicherfähigkeit eine geeignete Ergänzung bei Flugzeugen oder Schiffen sein, für die reine Elektrobatterien nicht in frage kommen (Hennicke; Koska et. all., Nachhaltige Mobilität für alle, 2021, S. 272-275).