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Mobilität & Logistik

Fortschritte in der Mobilität mit Wasserstoff und Brennstoffzelle

Batteriebetriebene Elektrofahrzeuge dominieren die Schlagzeilen über die Mobilität der Zukunft. Dabei geht schnell unter, dass Brennstoffzellenfahrzeuge aus Umweltgesichtspunkten und Nutzungskomfort eigentlich die bessere Wahl wären. Kaum beachtet von der Öffentlichkeit arbeiten Forscher daran, dass sie endlich Marktreife erlangen.

23.01.2018

Wenn man den jüngsten Aussagen der Vorstände großer Automobilhersteller Glauben schenken mag, dann liegt die Zukunft des automobilen Antriebs einzig und allein in der batteriebetriebenen Elektromobilität. Egal ob OEMs, Zulieferer, Startups oder Kooperationen zwischen neuen und alten Playern – der Wettlauf um die attraktivsten Modelle, größten Reichweiten und schnellsten Ladezeiten ist in vollem Gange. Bei all dem Hype gerät schnell in Vergessenheit, dass der batteriebetriebene Elektroantrieb keineswegs das Allheilmittel für einen ökologisch verträglicheren Verkehr darstellt. Zweifellos, während der Fahrt werden direkte Schadstoffemissionen auf null heruntergefahren. Und wenn der Strom aus erneuerbaren Energien stammt, dann sieht die Ökobilanz auf den ersten Blick mehr als stimmig aus. Allerdings: die Produktion der Batterien ist äußerst energie- und ressourcenintensiv. Und werden die Batterien am Ende ihrer Lebensdauer umweltverträglich recycelt? Eine befriedigende Antwort auf diese Frage wurde bisher noch nicht gefunden.

Nicht ohne Grunde wird daher im Schatten der Nachrichtenflut über batteriebetriebene Elektromobilität unermüdlich an Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie weiter geforscht. Die Vorzüge von Brennstoffzellenfahrzeugen liegen klar auf der Hand: keine Emissionen, umweltschädliche Akkumulatoren entfallen, höhere Reichweiten sind möglich und der Betankungsvorgang unterscheidet sich nur marginal von Benzin oder Diesel. Dass bisher kaum Brennstoffzellenfahrzeuge auf den Straßen unterwegs sind, liegt dabei im Wesentlichen an drei Punkten:

  1. Kosten: Für einen Toyota Mirai mit Brennstoffzellentechnik muss man rund 80.000 EUR aufwenden, eine stattliche Summe. Für 4.000 EUR mehr bekommt man bereits eine Mercedes S-Klasse. Hauptkostentreiber für Brennstoffzellenautos ist die Brennstoffzelle selbst bzw. die hohen Preise für die Edelmetalle, die in den Katalysatoren verwendet werden. Diese stellen eine Kernkomponente von Brennstoffzellen dar. Forschern der University of California ist es jetzt allerdings gelungen, einen Katalysator herzustellen, der ganz ohne Edelmetalle auskommt. Stattdessen kommen anorganische Verbundmaterialen zum Einsatz. Dieser neue Ansatz könnte – Marktreife vorausgesetzt – den Preis von Brennstoffzellen künftig erheblich drücken.
  2. Wasserstoffproduktion: Aus ökologischer Sicht macht es wenig Sinn, Wasserstoff mithilfe fossiler Energieträger herzustellen. Eine emissionsfreie Brennstoffzellenmobilität ist nur dann gewährleistet, wenn der Wasserstoff mithilfe erneuerbarer Energien produziert wird. Das ist heute noch nicht wirtschaftlich möglich. Bei den kommerziell verfügbaren Verfahren – wie etwa der Elektrolyse – geht zu viel Energie verloren. Toyota nimmt sich jetzt der Sache an und hat den Grundstein für ein Kraftwerk gelegt, das ab dem Jahr 2020 nahe Los Angeles den Betrieb aufnehmen soll. Mithilfe von Methangas, das als Nebenprodukt in der Viehzucht anfällt, wird es dann täglich rund 1,2 Tonnen Wasserstoff generieren – zu 100% basierend auf erneuerbaren Energien.
  3. Wasserstoffinfrastruktur: Japan hat für sich selbst den Titel „Wasserstoffgesellschaft“ reklamiert. Die dortigen OEMs pushen die Brennstoffzellentechnologie massiv. Doch selbst dort sucht man infolge regulatorischer Hürden nach wie vor vergebens nach einem flächendeckenden Netz an Wasserstofftankstellen. Das soll sich künftig ändern, und das nicht nur in Japan. Ob in Dänemark, in Großbritannien oder in Kalifornien – der Ausbau der Wasserstoffinfrastrukturen soll in den kommenden Jahren mit staatlicher Unterstützung vorangetrieben werden.

Doch selbst wenn Brennstoffzellenfahrzeuge in den kommenden Jahren nicht auf die erhoffte Akzeptanz treffen, heißt das nicht, dass Brennstoffzellen künftig keinen Einzug in die Straßen halten werden – wenn auch „nur“ als Range Extender. Das schwedische Unternehmen myFC – bisher für Mini-Brennstoffzellen bekannt, die in Elektrokleingeräten Verwendung finden – tüftelt in Kooperation mit Automobilzulieferer Gränges an einer Brennstoffzelle speziell für batteriebetriebene Elektroautos. Diese soll die Batterie während der Fahrt mit Strom füttern, wenn sich deren Ladung dem Ende zuneigt. Damit wäre eine der größten Hürden für den Kauf eines batteriebetriebenen Elektroautos überwunden: der Angst der Konsumenten vor einer zu geringen Reichweite. Aus dem aktuellen Hype könnte dann tatsächlich ein langfristiger Trend werden.

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