WasserstoffStudie nährt Zweifel am Erfolg der Brennstoffzelle

Daimler und andere Autohersteller arbeiten an Autos mit Wasserstoff-Antrieb. US-Forscher bezweifeln den Durchbruch der Technik: Die Brennstoffzelle sei schlicht zu teuer. von 

Brennstoffzellen, die aus Wasserstoff oder Erdgas Strom und Wärme erzeugen, werden seit Jahren als die Zukunftstechnik für Verkehr und Energieversorgung gehandelt. Manche Experten wie Jeremy Rifkin rufen gar den Beginn einer Wasserstoffwirtschaft aus. Demnach könnte grüner Strom in Wasserstoff umgewandelt werden, der dann Autos antreibt oder Gebäude beleuchtet und heizt. Das flüchtige Gas würde also sowohl Öl als auch Kohle ersetzen.

Das Charmante an der Idee: Wasserstoff lässt sich im Erdgasnetz in rauen Mengen speichern. Damit würden ganz nebenbei auch Solaranlagen und Windparks grundlastfähig. Das bedeutet: Scheint viel Sonne und weht viel Wind, wird ein Teil des Stroms in Elektrolyseuren zu Wasserstoff gemacht. Der kann am Abend und bei Flaute wieder verstromt werden.

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Kritiker bemängeln schon lange, dass das Verfahren zu viel Strom vergeudet. Denn betrachtet man den gesamten Zyklus von Strom zu Wasserstoff zu Strom und Wärme, bleiben am Ende nur rund 30 bis 50 Prozent der ursprünglichen Strommenge übrig. Die Antwort der Verfechter des Wasserstoffs: Bevor der überflüssige grüne Strom verloren geht, kann man ihn auch mit Verlust in Wasserstoff umwandeln.

Hoffnungsträger als Rohrkrepierer?

Und tatsächlich: Autohersteller wie Daimler sind davon überzeugt, dass Wasserstoff aus grünem Strom in einigen Jahren konkurrenzfähig zu Benzin und Diesel werden kann. Ohne Steuern und Abgaben ist Wasserstoff das heute schon – vor allem in Regionen wie Südtirol, die über reichlich günstige Wasserkraft verfügen. Auch große Unternehmen wie Apple und Ebay setzen für die Energieversorgung ihrer Gebäude schon auf die Brennstoffzellentechnik von Startups wie Bloom Energy.

So weit und so gut die Theorie und ansatzweise auch die Praxis. Nun bekommt die Wasserstoff-Euphorie aber aus eher unerwarteter Richtung einen Dämpfer. Nämlich bei den Kosten für Brennstoffzellen. Heute sind diese sowohl für den Einsatz in Pkw und Häusern zu teuer. Mit zunehmender Produktionszahlen, so sagen die Hersteller, würden diese aber zunehmend günstiger.

Eine neue Studie der US-Technologieberatung Lux Research sieht das – zumindest bis 2030 – nicht bestätigt. In diesem Jahr liege der weltweite Umsatz mit der Brennstoffzellentechnik gerade mal bei drei Milliarden Dollar. Der Grund dafür sind aber nicht die hohen Kosten oder Energieverluste bei der Herstellung von Wasserstoff. Die machen nur rund ein Drittel der Gesamtkosten beim Einsatz der Technik aus. Vielmehr sind die Brennstoffzellen selbst zu teuer.

Leserkommentare
  1. Für kurze bis mittlere Distanzen haben E-Autos eindeutige Preisvorteile im Gegensatz zur Brennstoffzelle. Denn der Wirkungsgrad Strom-zu-Rad beträgt ist bei 80% etwa doppelt so hoch, wie bei der Brennstoffzelle.

    Wasserstoff wird nur im Fernverkehr ein sinnvoller Energieträger.

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    • Plupps
    • 19. Januar 2013 12:50 Uhr

    Der Preisvorteil ist alledrings damit erkauft, dass das E-Cityfahrzeug die Omnipotenz des Verbrennerautos verliert. Als Erstauto für Privatpersonen ist das immer problematisch.

    Außerdem werden hierbei die Investitionen in die Infratsruktur nicht gerechnet. Zwei Ladestationen etc - ich denke eine Infrastruktur würde es nur dort geben, wo das E-Fahrzeug mindestens 30 Prozent Durchdringung erreicht.

    Nu mal zum Durchrechnen: Indivividualparkplatz in echter Citylage kostet 30.000 Euro - plus Stromanschluss. So was können sich auch nur jetzt Leute leisten, die zumindest einen BMW 5er kutschieren - und ob die von einem E-Vehikel so begeistert sind.

    Aber auch ohne Ideologie: Das ist nur etwas für sehr gut verdienende Leute

    für 2 neue Autos ;-()

    • b2e
    • 19. Januar 2013 11:45 Uhr

    Kohlekraftwerke mit etwas über 40% Wirkungsgrad werde als technische Sensation gefeiert und hier beschwert man sich über 50%??? Also schalten wir lieber die Windkraftanlagen ab und lassen sie stillstehen anstatt 50% der möglichen Leistung zu sichern?! Das wäre dann ein Wirkungsgrad von 0% ......

    Mir ist bekannt, dass Jornalisten keine Ingenieure sind, aber ein wenig Interesse und Logik kann man doch erwarten.

    7 Leserempfehlungen
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    Der Wirkungsgrad ist ein im Labor bestimmter Maximalwert, der viel weniger aussagt, als der Nutzungsgrad einer Technologie (und auch da gibt es noch verschieden Werte).
    Aus betriebswirtschaftlicher Perspektiv zählt jedoch viel mehr die Frage, wie viele Stunden pro Jahr ein Vollastbetrieb erfolgt und vor allem, was an balance of plant (also hier Technologie rund um die BZ) und Infrastruktur erforderlich ist, um die Chancen für eine erfolgreiche Markteinführung zu erhöhen.
    Bei BZ Autos ist insbesondere das Tankstellennetz ein Schwachpunkt (vgl. Verbreitung von gasbetriebenen Autos, obwohl die günstiger und ökologischer sind als benzinbetriebene).

  2. Nur mal so zum Vergleich: Für unser Pipeline Erdgas aus Russland wird etwa 20% von dessen Energiegehalt aufgewandt, um es nach Europa zu transportieren. Da ist eine HGÜ Leitung schon deutlich effizienter.

    Eine Leserempfehlung
  3. ...bzw. die Volkswirtschaften - Weltwirtschaft auf die Veränderungen letzten 100 Jahren, verursacht durch Fossilenergieträger ausschließlich angewiesen ist, werden alle Versuche der Zukunftskonzepten skeptisch beurteilt werden.

    Man braucht einfach die Zeit, eine vernünftige Politik und Fortsetzung der Forschung um die Wende zu schaffen. Letztendlich wird sich irgendwann die Frage durchsetzen müssen was wenn die Reserven nicht mehr ausreichend sind das gesamte Modell energetisch zu tragen. Bis diese Frage wahr genommen wird, hat man genug Zeit um die Zukunft mit Zuversicht und Optimismus zu begegnen.

    Wissenschaftlicher Beirat der Bundesregierung
    Globale Umweltveränderungen (WBGU)darüber schreibt:

    "Das kohlenstoffbasierte Weltwirtschaftsmodell ist
    auch ein normativ unhaltbarer Zustand, denn es gefährdet
    die Stabilität des Klimasystems und damit die Existenzgrundlagen
    künftiger Generationen. Die Transformation
    zur Klimaverträglichkeit ist daher moralisch
    ebenso geboten wie die Abschaffung der Sklaverei und
    die Ächtung der Kinderarbeit."

    "Der WBGU zeigt im Gutachten explizit, dass die
    technologischen Potenziale zur umfassenden Dekarbonisierung
    vorhanden sind, skizziert Geschäfts- und
    Finanzierungsmodelle für den Wandel und verdeutlicht,
    dass politische Instrumente für eine klimaverträgliche
    Transformation wohlbekannt sind."

    http://www.wbgu.de/fileadmin/templates/dateien/veroeffentlichungen/haupt...

    5 Leserempfehlungen
    Antwort auf "Wirkungsgrad "
    • Sikasuu
    • 19. Januar 2013 11:59 Uhr

    Sie passen sich an, gleich auf welcher Grundlage.
    Vergl. Öl/Gas/Strom...
    .
    Der weltweite Energieverbrauch steuert in => 10 J. auf eine Lücke von 20% Tendenz steigend, bei foss. Energie zu. (Daten der IEA) Wir sind hochgradig von Energie abhängig: Heizen,Mobilität, Nahrung, Konsum....
    .
    Einkommen kann man/Frau nur einmal ausgeben.
    .
    Solange der "Markt" den Preis bestimmt wird der Energiepreis steigen, gleich welcher Energieträger genutzt wird.
    .
    Foss. Energie müssen wir nur aufsammeln. sie ist billig aber auch endlich! Alle anderen Energieträger mussen wir HERSTELLEN (Umwandeln)
    .
    Die Kosten dafür, auch die Resourcen gehen in den Energiepreis ein!
    .
    Soviele Skaleneffekte kann es gar nicht geben, das wir auch nur in die Nähe (Faktor 10) fossiler Energieträger kommen.
    .
    Die Zeit "billiger" Energie ist vorbei! Damit ist Individualverkehr = Auto heutiger Prägung TOT.
    .
    Es sei denn, jemand erfindet doch das "Perpetuum mobile" :-)
    .
    Ist das so schwer zu verstehen?
    .
    Fragt sich
    Sikasuu

  4. 14. Fehler

    Es ist falsch, dass sich im Ergasnetz "rauhe Mengen" an Wasserstoff speichen lassen. Wieviel Wasserstoff vertragen wird hängt von den Geräten ab, bei den meisten Gasturbinen ist bie 1% Schluss ohne entsprechende Modifikationen.

    Das Thema ist bei weitem nicht so trivial, wie das gerne dargestellt wird.

    Was man reichlich ins Netz bekommt ist natürlich Methan, dazu brauchts aber noch CO2 und einen weiteren Schritt (Sabtierprozess).

    Die Brennstoffzelle hat drei Probleme:

    1. Der Markt ist kaum existent, denn im Consumerbereich ist der Li-Ionen Akku als klarer Sieger hervor gegangen und im Automobilbereich existiert auch kein Markt, denn...

    Für die Kurzstrecke sind Li-Ionen-Akkus auch hier meilenweit überlegen und für die langstrecke hat man...

    2. das Problem des Wasserstofftanks (der ist pro gespeicherter kWh weder leicht, noch billig noch klein) und

    3. das Fehlen nahezu jeglicher Wasserstoff-Infrastruktur außerhalb der chemischen Industrie (dort gibt es die seit Jahrzehnten)

    Auf der einen seiten haben wir also den hoch effizienten Elektroantrieb mit Li-ionen Akku (die derzeit für OEM bei unter 300€/kWh liegen und Tendenz stark fallend) und dem Ottomotor mit existierender und weitaus simpler Methan/Erdgas Infrastruktur auf der anderen Seite.

    Wasserstoff und Brennstoffzellen sind maximal für Nischen spannend, im PKW Bereich und für Consumer Elektronik ist der Zug für wenigstens die nächsten 30 Jahre abgefahren.

    Das ist eigentlich seit Jahren alle Beteiligten klar.

    mfg

    3 Leserempfehlungen
  5. Diese Studie ist, zumindest so wie sie im Artikel beschrieben, einfach äusserst unvollständig. Aufgrund der Begrenzung auf 1500 Buchstaben hier nur ein paar Stichworte:

    - Wasserstoff ist extrem flüchtig und daher nur bedingt speicherbar. Es verflüchtigt sich sogar durch massive Wände; ein gefüllter Tank ist nach ein paar Monaten einfach leer, ohne dass etwas entnommen wurde.

    - Windenergie lässt sich auch zu Methan, also "echtem" Erdgas verarbeiten, das deutlich besser speicher- und nutzbar ist. Dieses Verfahren hat sogar schon einen Namen: "Windgas".

    - Ein Brennstoffzellenauto braucht mitnichten 100 kW Brennstoffzellenleistung für einen 100 kW Elektroantrieb. Denn die Brennstoffzelle arbeitet auch, wenn man an der Ampel steht und auf der Autobahn reichen 10 kW für 120 km/h. Die Differenz für's Beschleunigen kann aus einem Super-Kondensator oder einem LiIon-Akku kommen.

    - Wie oben bereits erwähnt: Brennstoffzellen können auch mit Methan, Methanol, vermutlich sogar mit Benzin betrieben werden. Das ganze Theater mit dem Wasserstoff könnte man sich eigentlich sparen.

    - Auch allgemeine technische Fortschritte lassen die Preise sinken, nicht nur eine hohe Nachfrage. Nicht ganz so schnell, doch so lange überhaupt eine Nachfrage besteht, wird auch an der Vereinfachung der Prozesse gearbeitet.

    Möglicherweise habe ich etwas übersehen, doch das hier geschriebene halte ich für zumindest erwähnenswert.

    8 Leserempfehlungen
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    • Plupps
    • 19. Januar 2013 12:52 Uhr

    Habe ich übersehen, die Dauerleistung der Zelle barucht nur ein Drittel der Max Leistung betragen - bei Leistungsüberschuß des Antriebs.

    Die Flüchtigkeit des Wasserstoffes ist gegeben, lässt sich aber trickreich umgehen - so dass das nur bei sehr langen Standzeiten zum echten Problem wird

    • Plupps
    • 19. Januar 2013 12:50 Uhr

    Der Preisvorteil ist alledrings damit erkauft, dass das E-Cityfahrzeug die Omnipotenz des Verbrennerautos verliert. Als Erstauto für Privatpersonen ist das immer problematisch.

    Außerdem werden hierbei die Investitionen in die Infratsruktur nicht gerechnet. Zwei Ladestationen etc - ich denke eine Infrastruktur würde es nur dort geben, wo das E-Fahrzeug mindestens 30 Prozent Durchdringung erreicht.

    Nu mal zum Durchrechnen: Indivividualparkplatz in echter Citylage kostet 30.000 Euro - plus Stromanschluss. So was können sich auch nur jetzt Leute leisten, die zumindest einen BMW 5er kutschieren - und ob die von einem E-Vehikel so begeistert sind.

    Aber auch ohne Ideologie: Das ist nur etwas für sehr gut verdienende Leute

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    Ja danke für die Ausführung.

    Ich hatte nur die Antriebseffizienz betrachtet und Infrastrukturfragen (Henne-Ei) bewusst außer Acht gelassen.

    Quintessenz ist, dass das E-Auto günstiger zu betreiben ist, als das Brennstoffzellenfahzeug mit dem Argument der Effizienz=Energiekosten wenn beide auf Strom als "Primärenergiequelle" angewiesen sind.

    Dem genannten Nachteil, dass E-Autos nicht omnipotent sind, stimme ich ohne Aber zu. Ebenso dem Infrastrukturargument, welches allerding H2 Fahrzeuge genauso trifft.

    Quo vadis Alternative Antriebe? Es wird wohl beides geben, genauso "Windgas" Autos, die noch teurer zu betreiben sind, dafür aber !keine! Infrastruktursorgen haben. Die Erdölfreunde sind mit 3./4. Generation synthetisierten Flüssigkraftstoffen auf noch mächtig im Rennen.

    Geld ausgeben würde ich persönlich unter Abwägung aller Alternativen am ehesten für einen Erdgas-Plugin-Hybriden.

    • Sikasuu
    • 19. Januar 2013 13:28 Uhr

    Richtig!
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    Individuelle Mobilität HEUTIGER Prägung ist ohne foss. Energie nicht mehr bezahlbar.
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    1965 habe ich 0,50DM = 5-6DM pro 10l = 1 Std.Lohn (Facharbeiter) für 100Km Strecke bezahlt. Das Auto z.B. Käfer = 1 Jahresgehalt.
    .
    2013 ca 1.50€ = 15-16€ pro 10l = 1 Stundenlohn (Facharbeiter) für die gleiche Strecke. Das Auto z.B. Golf = 1 Jahresgehalt.
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    Heutige Autos brauchen ca 5l/100km, also ist der Mobiltätspreis gesunken.
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    Bei doppelt schweren Auto und 2-3 so bequem!
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    Das geht nur mit foss. Brennstoffen.
    ####
    KEIN regenerativer Energieträger wird sich so preiswert herstellen (umwandeln) lassen! Realistisch ist der Faktor x 10!
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    Ein Anstieg 200-300% des KW/Std Preises ist, da wir ja auch auf anderen Ebenen massiv Energie verbrauchen, ist VWL/BWL mässig nicht tragbar!
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    Gleich welcher Energieträger, bei 150€/10Std Arbeit für 100km Strecke ist unser gewohntes Verhalten nicht mehr machbar.
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    Weil parallel dazu ja auch andere Energieverbräuche teurer werden!
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    Mich wundert, das diese einfachen Zusammenhänge nicht von der Mehrheit hier gesehen werden.
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    Kopfschüttelnde Gruesse
    Sikasuu
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    Ps. Das die zürückgehenden foss. Quellen massiv nachgefragt werden=Preisteigerung, China, Schwellenländer...) steht ja wohl ausserhalb jeglicher Debatte. Dass wir uns auf Dauer nicht leisten können massiv BPI von D. zu foss. Energielieferante zu verschieben wohl auch.
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    Warum schreit hier niemand nach umsteuern! Langfristigen modernen bezahlbaren Energie- Mobilitätskonzepten.....
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    s

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