Wasserstoffmobilität: Wasserstoff als Treibstoff
Der Wandel in der Mobilität ist in vollem Gange. Elektrische Motoren gewinnen zunehmend an Bedeutung, doch wie steht es um den Wasserstoffantrieb?
Mobilität: Der aktuelle Stand
Öffentlich wird über Verbrennungsmotoren und alternative Antriebsformen diskutiert. Blickt man in die Vergangenheit, zeigt sich jedoch, dass im Mobilitätssektor kaum nennenswerte Fortschritte bei der Emissionsreduktion erzielt wurden.
Laut Umweltbundesamt stieß der Verkehrssektor im Jahr 2010 so viele Treibhausgase aus, dass sie in ihrer Wirkung etwa 153 Millionen Tonnen CO2 entsprachen. Im Jahr 2020 waren es 149 Millionen Tonnen. Dies entspricht einer Reduktion von lediglich 2,61 Prozent.
Die Nationale Wasserstoffstrategie zielt darauf ab, Technologie- und Infrastrukturlösungen zu entwickeln und Rahmenbedingungen zu schaffen, die den wirtschaftlichen Weg zu einer elektrifizierten Massenmobilität ermöglichen.
Die Rolle der Brennstoffzellen
Welche Rolle brennstoffzellenbetriebene Fahrzeuge künftig einnehmen, bleibt abzuwarten. Wasserstoff hat jedoch das Potenzial, sich bei bestimmten Fahrzeugkonzepten zu etablieren. Besonders überzeugend sind seine Vorteile bei langen Distanzen und der effektiven Reichweite.
Wasserstoff im Tank sicherer als gedacht
Wasserstoff hat den Ruf hochentzündlich zu sein, doch moderne Wasserstofffahrzeuge sind so konstruiert, dass Wasserstoff und Sauerstoff niemals unkontrolliert zusammenkommen und so kein Brand oder Explosion zu Stande kommen kann. Der Wasserstoff wird in speziellen hochdruckfesten Tanks gespeichert, die im Vergleich zu herkömmlichen Benzintanks sehr robust sind.
Crashtests zeigten, dass die Tanks selbst bei Unfällen nicht beschädigt werden und kein Wasserstoff austritt. Eine erhöhte Explosionsgefahr besteht vor allem bei Freisetzung in geschlossenen Räumen wie Tunneln oder Garagen, die deshalb mit zusätzlichen Belüftungen ausgestattet werden müssten.
Außerdem sind die Fahrzeuge so konstruiert, dass bei Brand das freigesetzte Gas kontrolliert verbrannt wird, um eine explosionsfähige Mischung zu vermeiden. Deshalb können Wasserstoffautos auch sicher in Garagen und Parkhäusern geparkt werden.
Wasserstoffbetankung auf den Punkt gebracht
Wasserstoff wird an speziellen H2-Tankstellen angeboten. Dort wird er in Druckbehältern, Hochtanks oder unterirdischen Stahltanks gelagert. Beim Betanken wird der Wasserstoff durch Kompressoren auf einen Druck von 700 bar verdichtet, was etwa drei Minuten dauert. Für die gasförmige Betankung wird der Wasserstoff auf etwa -40 °C gekühlt. Dies erfolgt mithilfe einer Kryopumpe, die den bei -253 °C flüssigen Wasserstoff erwärmt.
Wasserstoffboom in China startet durch
In China bereiten sich große Hersteller auf einen Boom der Wasserstofftechnologie vor. Die Fortschritte bei der Entwicklung von Wasserstoffmotoren sind enorm. Trotz der Dominanz von Elektroautos wird ein deutlicher Zuwachs bei Wasserstofffahrzeugen erwartet. China ist weltweit größter Produzent von Wasserstoff und plant, die Kapazitäten bis 2035 vor allem im Norden des Landes massiv auszubauen.
Mammutaufgabe: Ausbau der Wasserstoffinfrastruktur
Es gibt jedoch noch ungelöste Herausforderungen. Vor allem in der Infrastruktur. Herstellung, Lagerung und Transport von Wasserstoff müssen erheblich ausgebaut werden, um den Verkehr ausreichend zu versorgen. Das bedeutet hohe Kosten, im Gegensatz zu den bereits bestehenden Infrastrukturen für Benzin- und Elektrofahrzeuge. Zudem muss Wasserstoff im Rahmen der Mobilitätswende grün produziert werden.
Aktuell ist grüner Wasserstoff noch etwa viermal so teuer wie grauer Wasserstoff, also jener, der aus fossilen Brennstoffen wie Erdgas, Kohle oder Öl hergestellt wird. Selbst wenn der Wasserstoff nicht klimafreundlich hergestellt wird, verursacht ein Wasserstoffauto über 15 Jahre und 225.000 Kilometer hinweg deutlich weniger CO2 als ein herkömmliches Auto mit Verbrennungsmotor. Schätzungsweise 40 Prozent.
Wasserstoff als Zukunftskraftstoff für schwere Transporte
Aktuell konzentrieren sich Entwicklungen in der Automobilbranche vor allem auf den Elektroantrieb. Wasserstoff könnte jedoch künftig eine wichtige Rolle in Bereichen wie Landmaschinen, Schiffen, Flugzeugen und dem Schwerlastverkehr spielen, hier ist der Einsatz von Brennstoffzellen denkbar.
Im Pkw-Bereich wird Wasserstoff aber voraussichtlich nicht in großem Stil zum Einsatz kommen. Derzeit gibt es in Deutschland rund 90 Wasserstofftankstellen. Einige Betreiber planen, das Tankstellennetz in den nächsten Jahren deutlich auszubauen. Ob und wie schnell das gelingt, bleibt abzuwarten.
