ElektromobilitätJe größer, desto Brennstoffzelle

Man könnte glauben, der Batterie oder der Brennstoffzelle gehöre die Zukunft als Stromlieferant im Auto. Tatsächlich braucht man beides. von 

Ein Brennstoffzellen-Fahrzeug an einer Wasserstofftankstelle (Archivbild)

Ein Brennstoffzellen-Fahrzeug an einer Wasserstofftankstelle (Archivbild)  |  © Daimler

Einfach dem Impuls folgen. Ins Auto steigen, wenn die Laune danach ist oder Notwendigkeit für eine Fahrt besteht. Den Schlüssel umdrehen und losfahren. Und wenn der Tank leer ist, kurz mal ran an die Zapfsäule. In einem Rutsch bis nach Südfrankreich. Das ist die Idee des Autos: maximale Flexibilität und Freiheit ohne Einschränkungen. "Das Erdöl hat uns paradiesische Zustände ermöglicht", fasst Werner Tillmetz den Istzustand der Mobilität zusammen.

Für den Wissenschaftler am Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) steht aber fest: Wir werden auch morgen mobil sein, jedoch nicht mehr dank Verbrennungsmotoren, sondern mit Elektrofahrzeugen. Wie deren Motor gespeist wird, scheint dagegen bislang unklar. Kommt der Antriebsstrom aus einer Batterie als Energiespeicher, so wie wir sie von unserem Smartphone kennen? Oder liefert eine bordeigene Brennstoffzelle den Strom aus zuvor getanktem Wasserstoff?

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Der französische Autohersteller Renault etwa setzt massiv und ausschließlich auf die Batterie als Energiespeicher. Bis zum Jahresende werden mit dem Kastenwagen Kangoo, der Limousine Fluence, dem luftigen Stadtmobil-Konzept Twizy und dem Kompaktauto Zoe vier Fahrzeuge am Markt sein, die an der Steckdose tanken. Dabei werden ständig wachsende Reichweiten versprochen: Der Zoe soll über 200 Kilometer weit kommen. Und aus der Grundlagenforschung tönen immer wieder Meldungen, nach denen 1.000 Kilometer denkbar sind.

Mit einem auf die ganze Welt geweiteten Blick wird aber offensichtlich, dass sich mehr und mehr Autohersteller zur Brennstoffzelle bekennen. Daimler ist hier in Deutschland führend und kündigt für 2015 ein Serienauto auf Basis der Mercedes B-Klasse an. Im selben Jahr will Toyota ein Fahrzeug mit dieser Antriebstechnik an die Kunden ausliefern. Honda, GM/Opel, Ford und Hyundai sind gleichfalls auf dem Weg zur Wasserstoffmobilität .

Fürs Pendlerfahrzeug genügt die Batterie

Es ist, als wäre ein Konkurrenzkampf zwischen den Stromlieferanten für den Elektromotor ausgebrochen: Batterie versus Brennstoffzelle. Werner Tillmetz vom ZSW widerspricht: Er sieht keine Rivalität zwischen den Konzepten. Er untersucht beide und kennt alle Vor- und Nachteile. Entsprechend differenziert ist seine Einschätzung: "Je größer das Fahrzeug und die erforderliche Reichweite sind, desto eher kommt die Brennstoffzelle zum Einsatz."

Zustimmung erntet er dafür von Christian Mohrdieck, der den Bereich Brennstoffzellen- und Batterie-Antriebsentwicklung bei Daimler leitet. "Die Technologien stehen nicht in Konkurrenz zueinander", bekräftigt Mohrdieck. Vielmehr bestimme der jeweilige Einsatzzweck, ob eine Batterie oder eine wasserstoffbetriebene Brennstoffzelle den Strom für den Elektromotor liefert.

Auf Daimler bezogen bedeutet das: Der Smart Fortwo ist vom Sommer an als electric drive erhältlich. Er ist klein, braucht wenig Energie zum Fahren, und die eher geringe Reichweite ist für fast alle Fahrten dieses Autos, das Verkehrswissenschaftler als Urban Commuter (etwa: städtisches Pendlerfahrzeug) bezeichnen, schlicht irrelevant. Ganz anders sieht das aus, wenn man beim Stuttgarter Autokonzern das andere Ende des Angebotsspektrums betrachtet. Prototypen der elektrischen Daimler-Linienbusse sind – zum Beispiel in Hamburg – seit Jahren im Alltagseinsatz erfolgreich, mit einer Brennstoffzelle als internem Stromlieferanten. "Mit einer Wasserstofftankstelle auf dem entsprechenden Betriebshof ist die Versorgung der Stadtbusse sichergestellt", erklärt Mohrdieck den Feldversuch.

Irgendwo zwischen dem Smart Fortwo und dem Linienbus verläuft die Trennlinie zwischen batterieelektrischem Fahren und Wasserstoffmobilität. Wer ein kleines Kurzstreckenauto braucht und stundenlange Ladezeiten hinnehmen kann, ist mit der Batterie gut versorgt. Wer aber ein Auto nach herkömmlicher Lesart benötigt, kommt an der Brennstoffzelle nicht vorbei. 500 Kilometer am Stück fahren, in drei Minuten auftanken und immer weiter, bis die Ermüdung zum Halt zwingt: Solche automobile Freiheit ohne Grenzen gibt es nur an der Wasserstoff-Zapfsäule.

Leserkommentare
  1. Soll heissen: Das E-Auto besitzt einen kleinen Teil an Batterien welcher immer Notwendig ist und ansonsten ist da eine leere Stelle im Fahrzeug wo Brennstoffzellenantrieb plus Wasserstofftank reinpassen oder eben ne Menge an Akkus (z.B. an der Unterseite des Autos). Beides kann man mieten.

    Will man in den Urlaub nach Suedfrankreich, dann faehrt man in die Werkstatt und es kommt der Brennstoffzellenantrieb rein, fuer den Rest des Jahres Akkus. Und die Werkstatt macht Umsatz ueber die Vermietung und den Service.

  2. Der Autor tut so als waere die Brennstoffzelle schon serienreif.
    Das ist aber nicht der Fall, genausowenig wie es Wasserstoff-Tankstellen und adaequate Wasserstoffspeicher (Sorptionsspeicher) gibt.

    Zusammengenommen ist das Elektroauto mit geeigneter Akkutechnologie (1000Wh/Kg + 100 Euro/KWh) genausoweit wie der Antrieb mit Brennzelle: ferne Zukunftsmusik.
    Diese beiden Technologien sind fruehestens 2025 serienreif, und wer andrese erzaehlt ist nicht redlich oder kennt sich nicht aus.

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    ... wer sich nicht auskennt!

    doch aber schon ein Bus mit Brennstoffzellen-Hybrid-Technik. Und die Wasserstofftankstelle unten in der Hafencity kam mir abenfalls sehr real vor...

    Brennstoffzellen gibt es schon seit Jahren.
    Das sind alles Kleinserien zu astronomischen Preisen.

    Serienreif ist die Technologie noch lange nicht. Sie laesst sich nicht zu konkurrenzfaehigen Preisen (wie etwa ein Verbrennungsmotor: 25 Euro/KWh) herstellen.

    Auch wenn seit Jahrzehnten der Durchbruch zur Serie in Kuerze verkuendet wird, passiert ist es nicht.
    Und auch diese Ankuendigung wird sicher nicht der Durchbruch sein.
    Oder warum haben die meisten anderen Autohersteller ihre Serienproduktion um Jahre verschoben ?

  3. Wie im Artikel beschrieben ist der Knackpunkt das Erdgasnetz. Langfristig müsste man Power-to-Gas Technologie nutzen. Dabei wird zunächst Wasserstoff durch Brennstoffzellen hergestellt. Jetzt könnte man diesen Wasserstoff sofort nutzen. Dazu muss er natürlich transportiert werden, wozu vorhandene Infrastruktur benutzt werden sollte, also das Erdgasnetz. Es ist meines Wissens schon bis zu 5% Wasserstoff im Erdgasnetz, die Frage ist nur ob mehr geht. Eigentlich ja. Aber man kann nicht Jahr für Jahr um 5% erhöhen, denn dann müssen alle Turbinen, großtechnischen Anlagen etc. ständig Ihre Technik anpassen. Auch hätte man verrechnungstechnische Probleme bei unterschiedlichen Gasmischungen. Das geht nicht. Man muss also auf einmal auf Wasserstoff umstellen, ein neues Netz bauen oder man Methanisiert den Wasserstoff. Dabei kann man gleich CO2 aus anderen industriellen Prozessen nutzen, oder aus der Atmosphäre. Hört sich nicht schlecht an, oder?
    Dieses Gas ist nach momentanen Szenarien natürlich viel zu teuer. Aber das ist immer so und wird sich ändern.

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    H2 wird mit Elektrolyse hergestellt (Verluste liegen bei knapp 20%).

    Es gibt u.a. auch Tankstellen die ihren H2 direkt mit Elektrolyse herstellen. Auch zuhause ist das möglich in kleinerer Ausführung!
    Z.B.
    http://www.honda.de/innov...

    a) Brennstoffzellen können zur Elektrolyse verwendet werden.
    b) Dezentrale selber herstellung macht das Verfahren zum Abbauen von überschüssiger Energie obsolet, da die Herstellung von Wasserstoff nicht an die Bereitstellung von Strom durch beispielsweise Windenergie gekoppelt ist.

  4. Renault verspricht beim Kauf von E-Autos günstige Leihwagentarife wenn man weitere Strecken fahren möchte.
    Möglich wären auch Anhänger mit Brennstoffzellen die den Strom bei weiteren Strecken liefern.

    Was aber sicher ist: Die Zukunft gehört dem Elektroauto.
    Ob der Strom nun aus dem Akku oder der BZ kommt oder einer Kombination davon.

    Tankstellen für H2 werden an größeren Windparks entstehen, man kann aber auch H2-Gasnetze (wie das in NL geschieht) zu Tankstellen an vielbefahrene Strassen bringen. Möglich sind übergangsweise auch H2-Tanklaster das schon heute praktiziert wird von Enertrag die das H2 eines Hybridwindkraftwerks per LKW nach Berlin zu einer Tankstelle fahren.
    Hyundai wird sein erstes BZ-Auto schon 2013 in Serie bringen. Testfahrten über 2000 km quer durch Europa mit Auftanken an bereits existierenden Tankstellen waren erfolgreich. Mercedes muß aufpassen daß sie nicht noch weiter in Rückstand geraten.

    Die Ölpreise können ruhig weiter steigen!

  5. H2 wird mit Elektrolyse hergestellt (Verluste liegen bei knapp 20%).

    Es gibt u.a. auch Tankstellen die ihren H2 direkt mit Elektrolyse herstellen. Auch zuhause ist das möglich in kleinerer Ausführung!
    Z.B.
    http://www.honda.de/innov...

    Antwort auf "Das Erdgasnetz"
  6. Meiner Meinung nach gehoert der Brennstoffzelle die Zukunft. Wasserstoff ist das am weitesten verbreitete Material im Universum. Es waere wirklich Schwachsinn, von einem schwindenden Rohstoff (Oel) auf den anderen (Lithium) umzuschwenken, die beide erst extrem aufwaendig und umweltschaedlich konsumtauglich aufbereitet werden muessen.

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    Wasserstoff ist das am weitesten verbreitete Material im Universum.
    Tolle BLÖDzeitungsweisheit. Leider wird aber anschließend nie erwähnt, wer die Wasserstoff-Pipeline in die Andromeda-Galaxis und andere universale Gegenden bauen soll, und wie.

    Es waere wirklich Schwachsinn, von einem schwindenden Rohstoff (Oel) auf den anderen (Lithium) umzuschwenken, die beide erst extrem aufwaendig und umweltschaedlich konsumtauglich aufbereitet werden muessen.
    Es wäre noch mehr Schwachsinn, von einem schwindenden Rohstoff (Öl) auf einen anderen (H2) umzuschwenken, der auf der Erde überhaupt nicht in benutzbarer Form vorkommt und erst extrem energieaufwändig hergestellt werden müßte.

    "Wasserstoff ist das am weitesten verbreitete Material im Universum."
    Dem hat schon Frank Zappa erfolgreich widersprochen:
    "Some scientists claim that hydrogen, because it is so plentiful, is the basic building block of the universe. I dispute that. I say that there is more stupidity than hydrogen, and that is the basic building block of the universe.
    There is more stupidity than hydrogen in the universe, and it has a longer shelf life."

  7. Wasserstoff ist das am weitesten verbreitete Material im Universum.
    Tolle BLÖDzeitungsweisheit. Leider wird aber anschließend nie erwähnt, wer die Wasserstoff-Pipeline in die Andromeda-Galaxis und andere universale Gegenden bauen soll, und wie.

    Es waere wirklich Schwachsinn, von einem schwindenden Rohstoff (Oel) auf den anderen (Lithium) umzuschwenken, die beide erst extrem aufwaendig und umweltschaedlich konsumtauglich aufbereitet werden muessen.
    Es wäre noch mehr Schwachsinn, von einem schwindenden Rohstoff (Öl) auf einen anderen (H2) umzuschwenken, der auf der Erde überhaupt nicht in benutzbarer Form vorkommt und erst extrem energieaufwändig hergestellt werden müßte.

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    • zappp
    • 31. Mai 2012 11:50 Uhr

    Wie der Strom in die Steckdose hinein und der Wasserstoff aus dem Ozean herausgebracht wird gilt wohl als peripheres Problem.

    Und was wäre dann Ihre präferierte Lösung, wenn Sie H2 so vehement ablehnen? Zu Fuß gehen?

  8. von einem schwindenden Rohstoff (Oel) auf den anderen (Lithium)

    Lithium ist ein Element und wird, im Gegensatz zu Öl im Verbrennungsmotor, in Akkus weder verbrannt noch sonstwie zerstört.
    Mit konsequentem Recycling reichen die Li-Vorräte also für unsere Zwecke "ewig" und auch die Rückgewinnung aus Altakkus kann einfach und umweltfreundlich stattfinden (außer man läßt es die Chinesen machen)-:

    Können Sie verbranntes Öl/Gas auch so einfach recyceln?

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    • tobmat
    • 31. Mai 2012 15:39 Uhr

    "Mit konsequentem Recycling reichen die Li-Vorräte also für unsere Zwecke "ewig" und auch die Rückgewinnung aus Altakkus kann einfach und umweltfreundlich stattfinden"

    Und das Recycling ist so einfach, das es billiger ist den Rohstoff abzubauen, an statt die Akkus zu recyceln. So etwas wie einfaches Recycling gibt es nicht.
    Recycling ist grundsätzlich aufwendiger als die ursprüngliche Produktion. Deswegen wird auch so wenig auf der Welt recycelt. Es ist halt teurer.

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  • Quelle ZEIT ONLINE
  • Schlagworte Ford | John F. Kennedy | Toyota | Autohersteller | Daimler AG | Elektromotor
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