Wasserstoff: Die umweltfreundliche Alternative

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Veröffentlicht: Mittwoch, 23. Februar 2022 14:04

Geschrieben von Helmut Lanke

Auch wenn Politik wie Wirtschaft voll und ganz auf das elektrische Fahren eingestellt sind, gibt es weitere spannende Alternativen zum Benzin- oder Dieselantrieb beim Auto. Erdgas und Autogas gibt es bereits an zahlreichen Tankstellen und sorgen so dafür, dass Millionen von Autofahrern weniger Geld für das Tanken ausgeben und die Umwelt mit weniger Emissionen belastet wird. Als noch zukunftsweisender gelten allerdings Brennstoffzellenautos, die mit Wasserstoff betankt werden. 

Wenn dieser nachhaltig produziert wird, ist der Traum des umweltfreundlichen Autos tatsächlich realisierbar. Klar ist jedenfalls: Der Wasserstoff wird im Energiemix der Zukunft eine wesentliche Rolle spielen. Und zwar nicht erst im post-fossilen Zeitalter.

Wie funktioniert ein Wasserstoffantrieb?

Eigentlich handelt es sich bei einem Wasserstoffauto um ein Elektroauto. Allerdings muss ein solches Auto keinen elektrischen Strom in eine Batterie „tanken“, sondern verfügt über eine Brennstoffzelle und einen Wasserstofftank und erzeugt den benötigten Strom während der Fahrt selbst. Lediglich eine kleine Batterie wird als Pufferspeicher benötigt, in dem zum Beispiel auch die beim Bremsen zurückgewonnene Rekuperationsenergie gespeichert wird.

Wesentlich für den Antrieb ist die Brennstoffzelle, die elektrischen Strom durch eine umgekehrte Elektrolyse erzeugt. Hierfür wird flüssiger Wasserstoff mit Luftsauerstoff zusammengebracht. Bei dieser Reaktion entstehen Wärme, Wasser und elektrischer Strom. Dieser ist erforderlich für den Antrieb des Fahrzeugs.

Kann man bereits Wasserstoffautos kaufen?

Erste Versuchsfahrzeuge mit Wasserstoffantrieb wurden bereits vor Jahrzehnten entwickelt. Allerdings war die Technik in früheren Zeiten schon alleine durch Volumen und Gewicht nicht ausgereift, um in die Serienfertigung von Brennstoffzellenautos zu gehen.

Mittlerweile gibt es mit Autos wie dem Hyundai Nexo oder dem Toyota Mirai allerdings erste Modelle, die auch von privaten Käufern erworben und gefahren werden können. Es ist fest damit zu rechnen, dass die beiden südasiatischen Hersteller nicht alleine bleiben werden mit ihren Angeboten. Die technischen Voraussetzungen sind ausgereift und verfügbar.

Wo kann man Wasserstoff tanken?

Da die Politik vor allem den klassischen Elektroantrieb in den Fokus nimmt, hinkt die Wasserstoffversorgung leider noch hinterher. Im Spätsommer 2021 gab es in Deutschland etwa 100 öffentliche Wasserstofftankstellen. Immerhin hat die alte Bundesregierung im Juni 2020 eine nationale Wasserstoffstrategie ausgerufen, durch die weitere Wasserstofftankstellen hinzukommen werden.

Der Blick über die Grenzen zeigt übrigens, dass Deutschland mit dem eher dünnen Tankstellennetz beim Wasserstoff vergleichsweise gut dasteht. Im September 2021 gab es in den Niederlanden 4, in Belgien 2, in der Schweiz 3 und in Österreich 5 Wasserstofftankstellen. Selbst das flächenmäßig größere Frankreich hinkt im Vergleich zu Deutschland Lichtjahre hinterher. Hier können sich die Autofahrer an gerade einmal 5 Zapfsäulen mit flüssigem Wasserstoff versorgen.

Wie kann man eine Wasserstofftankstelle finden?

Solange Wasserstofftankstellen nicht annähernd so weit verbreitet sind wie Tankstellen für die Benzin- und Dieselversorgung ist das Tanken „auf gut Glück“ nicht zu empfehlen. Sicher wird es noch einige Jahre dauern, bis man mit einem Wasserstofffahrzeug einfach losfahren und „irgendwo an der Strecke“ tanken kann.

Allerdings gibt es von dem Tankstellenbetreiber H2 Mobility, an dem Gesellschafter wie Daimler, Air Liquide, OMV, Linde, Shell und TOTAL beteiligt sind, eine eigene App, die bei der Navigation zu einer Wasserstofftankstelle hilft. Man kann diese im App Store finden oder unter www.h2.live herunterladen.

Wie wird der Wasserstoff im Fahrzeug gespeichert?

Man darf sich einen Wasserstofftank nicht vorstellen wie ein Behältnis für Benzin oder Diesel. Neben der Möglichkeit, Wasserstoff gasförmig unter gewaltigem Druck (bis zu 700 bar) oder flüssig bei minus 253° C zu speichern. Gerade im zeitgenannten Zustand erreicht man eine sehr hohe Energiedichte. Diese erfordert allerdings superisolierte, doppelwandige Spezialtanks.

Zwischen den beiden Hüllen dieser Tanks befindet sich ein Vakuum, durch das die Isolierung erreicht wird. Da die verfügbaren Fahrzeuge jeweils nur für einen der genannten Aggregatzustände technisch ausgestattet sind, wird der Wasserstoff an den Tankstellen sowohl gasförmig als auch tiefgekühlt vorgehalten.

Sind Wasserstoffautos umweltfreundlich?

Betrachtet man nur das Auto selbst, kann man von emissionsfreier Mobilität sprechen. Allerdings muss der Wasserstoff elektrochemisch erzeugt werden. Abhängig davon, wie diese elektrische Energie ihrerseits erzeugt wird, ist der Wasserstoff eine mehr oder weniger grüne Energieform. Wird er also in einem Kohlekraftwerk erzeugt, ist auch die Umwelt- und Klimabilanz des Sekundärkraftstoffs Wasserstoff extrem schlecht.

Erzeugt man ihn aber durch den Einsatz erneuerbarer Energien wie Wind, Wasser, Sonne, Geothermie oder Biomasse, so kann man sein Auto mit einem guten Gewissen mit Wasserstoff betanken und fahren. Es gibt also einige gute Gründe, sowohl die erneuerbaren Energien als auch das Tankstellennetz für Wasserstoff weiter auszubauen, am besten parallel zueinander.

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Bildquelle https://pixabay.com/de/illustrations/wasserstoff-transportmittel-6362274/