Montag, 18.10.2021
04.05.2021
   

Antriebstechnik

Wasserstoffbetankung Alternativer Kraftstoff

Technikexperten plädieren für mehr Offenheit gegenüber alternativen Antrieben.

Wasserstoff nicht vernachlässigen

Für E-Autos im Pkw-Segment setzen Hersteller bisher vor allem auf die reine Batterievariante. Technikexperten plädieren für mehr Offenheit gegenüber den Alternativen Brennstoffzelle und Wasserstoffmotor. Doch mitentscheidend dafür ist, dass es mittelfristig genug Ökostrom gibt.

Die aktuellen Kostenvorteile batterieelektrischer Autos sollten nach Meinung von Ingenieuren nicht dazu führen, dass Alternativen wie Wasserstoffantriebe vorschnell abgeschrieben werden. Die Brennstoffzelle und auch der Wasserstoff-Direktverbrenner blieben in puncto CO2-Einsparung und Marktpotenzial wichtige Ergänzungen, sagte der Chef der Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr (IAV), Matthias Kratzsch, zum Internationalen Motorensymposium in Wien - einer unter Experten viel beachteten Konferenz zu Antriebstechniken.

Technologieoffenheit müsse gewährleistet sein, forderte Kratzsch. Die Nutzung von Wasserstoff als Energieträger und die Ökostromproduktion sollen in den kommenden Jahren ausgebaut werden. "Aus unserer Sicht konzentriert sich die Debatte zu oft auf das rein batterieelektrische Fahrzeug", so Kratzsch. Man müsse etwa die gesamte Klimabilanz der verschiedenen Möglichkeiten über den Lebenszyklus des Fahrzeugs vom Rohstoff bis zum Recycling stärker betrachten. Der Autoverband VDA und der Verein Deutscher Ingenieure (VDI) hatten sich ebenfalls für parallele, weitere Forschungen an Wasserstoffantrieben ausgesprochen.

Brennstoffzellen, in denen Wasserstoff (H2) und Sauerstoff zu Wasser reagieren und die entstehende Energie den Elektromotor antreibt, sind im Straßenverkehr bislang primär in einigen schweren Nutzfahrzeugen wie Bussen im Einsatz. In Pkw ist ihr Anteil noch sehr gering. Hohe Kosten, ein fehlendes dichtes H2-Tankstellennetz und der insgesamt geringere Wirkungsgrad werden zu den Hauptgründen dafür gezählt.

Ökostrom muss in großem Maßstab verfügbar sein

Außerdem muss Wasserstoff selbst erst mit viel elektrischer Energie durch Aufspaltung von Wasser oder aus Kohlenwasserstoffen gewonnen werden. Wie bei dem Strom, mit dem Batterieautos "betankt" werden, sollte im Interesse einer möglichst geringen CO2-Entstehung Ökostrom eingesetzt werden. Dieser müsste in großem Maßstab verfügbar sein.

Eine IAV-Arbeitsgruppe entwickelte nun auf Grundlage des erwarteten deutschen Strommixes im Jahr 2030 und mit Daten des Umweltbundesamtes Szenarien zur Klimabilanz und Wettbewerbsfähigkeit der Antriebe. Ein Ergebnis: Nimmt man den Lebenszyklus des Autos als Maßstab, dürften sich zumindest auch für größere SUV Vorteile beim Einsatz "grünen" Wasserstoffs ergeben. Dies müsse die gleichzeitige Nutzung reiner Batteriewagen gar nicht schmälern. "Mit allen drei untersuchten Antriebsvarianten ließe sich der CO2-Fußabdruck im Verkehrssektor 2030 deutlich reduzieren", so Studienleiter Marc Sens. "Dabei ist ein Fahrzeug mit Brennstoffzellenantrieb je nach untersuchter Klasse ähnlich klimafreundlich wie ein rein batterieelektrisches Mobil."

Wasserstoffmotoren könnten zudem auch bei geringerem Wirkungsgrad recht schnell in Serienreife kommen - "und das sowohl für schwere Pkw als auch für Nutzfahrzeuge". Laut den Schätzungen wäre es möglich, dass die Antriebe bei entsprechender Weiterentwicklung und je nach Produktionsbedingungen konkurrenzfähig zum Batterie-E-Antrieb werden.

Mischung der Antriebs-Varianten wichtig

Umgekehrt hätten im Schwerlastbereich auch rein akkubetriebene Modelle Chancen. Es komme auf eine Mischung der Varianten an. Die Berechnungen sind allerdings von vielen Randbedingungen abhängig. Wesentlich ist laut IAV etwa "ein schneller Ausbau der erneuerbaren Energieproduktion" - und die Frage, ob Wasserstoff und Batteriezellen in Deutschland hergestellt werden. Für H2-Autos sind die bisherigen Kosten wegen des großen Strombedarfs und der langen Kette von der Rohstofferzeugung bis zum Betrieb des Wagens noch recht hoch.

Dies könnte sich demnach zumindest teilweise ändern, sollte der Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft gelingen und die Lagerung sowie Verteilung des Elements rentabler werden. Auch Lkw-Hersteller wie Traton oder Daimler erproben Brennstoffzellen und Wasserstoffmotoren.

 

 

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