Auch in der Mobilität stellt sich die große Frage nach Klimaneutralität. Nachdem es umstritten ist, wie umweltfreundlich Elektroautos tatsächlich sind, bleiben nun noch die Wasserstoff Autos. Diese sollen lokal emissionsfrei sein. Sie werden durch eine Brennstoffzelle betrieben und können eine umweltfreundliche Alternative zu anderen Fortbewegungsmittel darstellen. Wie Wasserstoffautos funktionieren und ob sie wirklich umweltfreundlich sind, lesen Sie hier.
Die Technik der Wasserstoff Autos
Wasserstoff Fahrzeuge sind im Grunde E-Autos mit Wasserstoff Antrieb. Sie heißen auch Brennstoffzellen Autos und verfügen über ein ähnliches System wie ein normales E-Auto. Es gibt allerdings im Wasserstoff Fahrzeug eine Brennstoffzelle, welche an den Wasserstofftank angeschlossen ist. Diese Brennstoffzelle erzeugt Strom während der Fahrt. Mit diesem Strom wird dann der Motor im Wasserstoffauto betrieben. Wasserstoff Autos verfügen über eine kleine Batterie. Diese ist nicht so groß wie bei E-Autos. Dennoch dient sie dazu, überschüssigen Strom zwischenzuspeichern.
Was passiert in der Brennstoffzelle?
Aus dem Wasserstoff wird in der Brennstoffzelle Strom gewonnen. Wasserstoff und Sauerstoff reagieren zu Wasser und setzen Wärme und elektrische Energie frei. Diese elektrische Energie ist Strom, mit dem das Fahrzeug betrieben wird. Die Brennstoffzellen heißen PEM (Polymer-Elektrolyt-Membran). Durch eine Membran werden hier Wasserstoff und Sauerstoff getrennt. Durch die Membran können nur Wasserstoffionen gelangen. So trennen sich Ionen und Elektronen und Strom entsteht. So ist die Funktionsweise im Antrieb durch den Wasserstoff gewährleistet. So wird dann der Elektromotor durch die Brennstoffzelle und den Wasserstoff angetrieben.
Wasserstofftankstellen
Doch wo und wie kann der Wasserstoff getankt werden? Wasserstoffautos brauchen schließlich Wasserstoff als Kraftstoff. Leider gibt es in Deutschland und vor allem Europa bisher keine flächendeckende Versorgung mit Wasserstofftankstellen. In Deutschland gibt es gut 100 Wasserstofftankstellen. Das mag wenig klingen, doch in Österreich sind es lediglich 5, in der Schweiz 3 und in den Niederlanden 4 Wasserstofftankstellen.
Wie finde ich die Tankstellen?
Hierfür gibt es eine hilfreiche App von H2 Mobility. Die App heißt “H2.LIVE”. Diese App ist eine digitale Karte, welche alle Wasserstoff Tankstellen in Europa markiert. Sie wird täglich auf den neuesten Stand gebracht. Meist finden Sie in dieser App auch die genaue Adresse, Öffnungszeiten und den Namen des Betreibers. Ob die Tankstelle zur Verfügung steht, ist daran erkennbar, ob sie mit einem roten oder einem grünen Punkt auf der digitalen Karte eingezeichnet ist. Falls Sie kein Interesse an einer App auf Ihrem Telefon haben oder kein Smartphone besitzen, gibt es auch eine Internetseite namens www.h2.live. Hier gibt es auch noch weitere Hintergrundinformationen.
Der Brennstoff Speicher im Wasserstoffauto
Wasserstoff kann entweder gasförmig unter hohem Druck, oder flüssig bei minus 253 Grad gespeichert werden. Meist wird die Druckvariante gewählt. Deshalb muss der Tank enorm stabil gebaut sein. Außerdem ist dieser meist Doppelwandig und stark isoliert. Zwischen beiden Wänden des Tanks befindet sich ein Vakuum. In diesem Vakuum sind Isolationsmaterialien, welche die Abdampf Verluste minimieren. Tankstellen lagern Wasserstoff ebenfalls entweder gasförmig unter Druck oder gefroren und flüssig.
Wasserstoffautos auf dem Markt
Mehrere Automobilhersteller haben sich bereits mit der Wasserstoff Technik beschäftigt. Die erste Serie der Wasserstoffautos war der SUV Hyundai Nexo. Auch der Toyota Mirai war ganz vorne mit dabei. Wasserstoff ist allerdings noch in der Probephase. Ein Antrieb mit Wasserstoff ist vielversprechend aber noch nicht ausgereift. Neben dem Hyundai Nexo und dem Toyota Mirai gab es noch andere Modelle und sogar einen LKW von Hyundai, der eine Reichweite von 400 Kilometern hatte und nur mit Wasserstoff angetrieben wurde. Bis das Wasserstoffauto eine ausgereifte Alternative für den oder die Normalverbraucher:in ist, können aber noch einige Jahre verstreichen. Doch wer weiß - die Technik entwickelt sich schneller denn je.
Sind Wasserstoffautos umweltfreundlich?
Das Wasserstoffauto ist definitiv umweltfreundlicher als das E-Auto. Das unökologischste am E-Auto ist die große Batterie (der Akku). Doch beim Wasserstoffauto ist die Batterie genauso groß wie bei Verbrennungsmotoren. Doch auch beim Brennstoffzellen Antrieb gibt es einen Haken: Die Frage ist, wie der Wasserstoff hergestellt wurde.
Gesetzlich gelten Fahrzeuge mit Wasserstoffantrieb als Zero Emission Vehicle (ZEV). Tatsächlich verursachen sie auch keinerlei Emission während der Fahrt. Doch Wasserstoff muss durch elektrische Energie gewonnen werden. Diese kann entweder durch Gas oder durch erneuerbare Energieträger erzeugt werden. Und genau davon hängt ab, ob ein Wasserstoffauto emissionsfrei ist oder nicht. Die Produktion ist also entscheidend.
Kosten eines Wasserstoffautos
Noch sind Wasserstoffautos zusätzlich auch sehr teuer. Dies wird sich aber mit einer möglichen Massenproduktion in der Zukunft höchstwahrscheinlich ändern. Genau wie Elektrofahrzeuge es einst mussten, müssen Wasserstoff Fahrzeuge nun nach und nach in den Markt integriert werden. Auch die Brennstoffzellentechnik wird sicherlich noch verfeinert und dadurch verändern sich vermutlich sowohl den Preis, die Technologie, als auch die Reichweite des Fahrzeugs.
Wie wird Wasserstoff gewonnen?
Wasserstoff wird durch den Prozess der Elektrolyse gewonnen. Hier reagieren Wasser und Strom. Dieser Strom kann entweder aus Kohle- oder Gaskraftwerken stammen, oder eben aus erneuerbaren Energien. Die Produkte der Elektrolyse sind Wasserstoff und Sauerstoff.
Übrigens: Im Wasserstoffauto passiert später genau das gleiche rückwärts. Wasserstoff und Sauerstoff reagieren und die Produkte sind Strom und Wasser. Das Wasser kommt dann aus dem Auspuff heraus - dieses Wasser ist so rein, dass es garantiert nicht umweltschädlich ist. Und laut der Wissenscommunity von Mercedes Benz soll das Wasser aus dem Auspuff sogar trinkbar sein.
Der weltweite Wasserstoffbedarf wird bisher nur zu 2% von erneuerbaren Energien gedeckt. Um Wasserstoffautos emissionsfrei zu tanken, muss die Energiewende also zunächst weiter umgesetzt werden.
Wozu wird Wasserstoff noch verwendet?
Wasserstoff wird vor allem in der Lebensmittelproduktion viel genutzt. Zum Beispiel Margarine wird mit ihm befeuchtet. Er wird aber auch als Brennstoff genutzt und erfüllt den Zweck, Kraftstoff zu entschwefeln. Wasserstoff ist ein extrem wichtiger Stoff für die Dekarbonisierung der Welt und des Straßenverkehrs.
Sind Brennstoffzellen Fahrzeuge sicher?
Die Brennstoffzellentechnologie ist neu und unbekannt. So kommt schnell die Frage nach der Sicherheit einer Brennstoffzelle auf. Auch mit Wasserstoff im Alltag sind wir noch nicht besonders erfahren. Wasserstoff ist sehr entzündlich. Doch dies gilt auch für Benzin und Diesel. Auch für Wasserstoffautos gibt es strenge Bauvorgaben, welche die Sicherheit der Fahrer:innen garantieren sollen. Auch werden Sicherheitsprüfungen regelmäßig durchgeführt. Dazu gehören Tests für Druck, Dichte, Feuer und Belastbarkeit. Und auch Crashtests werden bei einem Wasserstoffauto ganz gewöhnlich durchgeführt.
Fazit
Wasserstoff als Antrieb ist sicherlich noch in der Entwicklung, aber es sieht sehr danach aus, dass die Brennstoffzelle in unseren Autos weiterhin verbaut werden wird. Wenn Wasserstoff aus erneuerbaren Energien hergestellt wird, ist er nämlich tatsächlich emissionsfrei und sogar umweltfreundlicher als ein Elektroauto. Es stößt selbst nämlich kein CO2 aus. Nur Wasserdampf kommt aus seinem Auspuff. Doch Hoffnungen auf eine Mehrheit an Wasserstoff-PKW im Straßenverkehr müssen noch ein wenig warten. Die Brennstoffzellentechnik ist nach wie vor in der Entwicklung.
