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
Aktuelle Wasserstofffahrzeuge kombinieren Elemente von Elektroautos mit der spezifischen Technologie der Wasserstoff-Brennstoffzellen. Diese Fahrzeuge nutzen eine Brennstoffzelle, die durch die Reaktion von Wasserstoff mit Sauerstoff Strom erzeugt. Dieser Strom wird dann genutzt, um den Elektromotor des Fahrzeugs anzutreiben. Im Vergleich zu reinen Elektroautos haben Wasserstofffahrzeuge in der Regel eine kleinere Batterie, die als Energiespeicher für überschüssigen Strom dient.
Ein besonderes Merkmal dieser Fahrzeuge ist ihre hohe Reichweite. Beispielsweise erreicht das "Model Energy" von Revo Zero, ein fortschrittlicher Wasserstoff-Plug-in-Hybrid, Reichweiten von bis zu 1.100 Kilometern. Dieses Modell verbindet die Vorteile eines Elektromotors mit einem Wasserstoff-Brennstoffzellen-System. Die Kombination von batteriebetriebenem Elektromotor und Wasserstoff-Brennstoffzelle bietet sowohl schnelle Aufladung als auch lange Reichweiten, was sie zu einer praktikablen Option für verschiedene Fahrbedürfnisse macht.
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 der 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 bei der Rekombination. Das gewährleistet ist die Funktionsweise im Antrieb durch den Wasserstoff. So wird dann der Elektromotor durch die Brennstoffzelle und den Wasserstoff angetrieben.
Wasserstofftankstellen
Die Anzahl der Wasserstofftankstellen in Deutschland hat sich in den letzten Jahren weiterentwickelt. Zum Jahresende 2023 gab es in Deutschland etwa 92 Wasserstofftankstellen. Diese Zahl zeigt, dass Deutschland in Bezug auf die Infrastruktur für Wasserstofffahrzeuge weiterhin führend in Europa ist. Zum Vergleich: Frankreich hat 44 und die Schweiz 14 Wasserstofftankstellen. Insgesamt gab es in Europa Ende 2022 254 Wasserstofftankstellen.
Darüber hinaus ist zu beachten, dass die Bundesregierung weiterhin in den Ausbau des Wasserstoffnetzes investiert, um die Wasserstoffwirtschaft zu stärken, was sowohl den Netzausbau als auch die Finanzierungsfragen umfasst. Zusätzlich plant das Unternehmen Jet H2 Energy, bis 2024 zehn weitere H2-Tankstellen in Deutschland zu errichten.
Insgesamt zeigt sich, dass die Infrastruktur für Wasserstofffahrzeuge in Deutschland und Europa wächst, was für die Zukunft der Wasserstoffmobilität vielversprechend ist.
Wie finde ich die Tankstellen?
Hierfür gibt es eine hilfreiche App von H2 Mobility. Die App heißt H2.LIVE. Diese App enthält eine digitale Karte (map), die 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 super isoliert. Zwischen beiden Wänden des Tanks befindet sich ein Vakuum. In diesem Vakuum sind Isolationsmaterialien, die die Abdampfsverluste minimieren. Tankstellen lagern Wasserstoff ebenfalls entweder gasförmig unter Druck oder gefroren und flüssig.
Wasserstoffautos auf dem Markt
Verschiedene Automobilhersteller haben sich zunehmend der Wasserstofftechnologie zugewandt. Zu den Pionieren auf diesem Gebiet gehören der SUV Hyundai Nexo und der Toyota Mirai. Diese Fahrzeuge markieren den Beginn einer neuen Ära in der Automobiltechnologie, die sich auf Wasserstoff als Kraftstoffquelle konzentriert. Die Technologie der Wasserstoffautos entwickelt sich stetig weiter und gewinnt zunehmend an Reife, obwohl sie früher als noch nicht vollständig ausgereift angesehen wurde.
Bis zum Jahr 2025 wird erwartet, dass die Anzahl der auf dem Weltmarkt verfügbaren Wasserstoffauto-Modelle von derzeit sechs auf 31 steigen wird. Dies zeigt das wachsende Engagement der Automobilindustrie in der Wasserstofftechnologie. Zu den aktuellen Modellen zählen weiterhin der Hyundai Nexo, der Toyota Mirai und der Honda Clarity. Große Autohersteller wie Toyota, Honda, Mercedes, BMW und Audi sind dabei, neue Modelle zu entwickeln und vorhandene Modelle anzupassen, um den Anforderungen des Wasserstoffantriebs gerecht zu werden. Dies zeigt das Potenzial von Wasserstofffahrzeugen als zukunftsträchtige Alternative für den individuellen Verkehr.
Sind Wasserstoffautos umweltfreundlich?
In der Diskussion über die Umweltfreundlichkeit von Wasserstoffautos im Vergleich zu E-Autos spielt eine Vielzahl von Faktoren eine Rolle. Wasserstoffautos, die während der Fahrt keine Emissionen verursachen, gelten gesetzlich als Zero Emission Vehicles (ZEV). Diese Eigenschaft prädestiniert sie auf den ersten Blick als umweltfreundlichere Alternative zu herkömmlichen Fahrzeugen.
Ein entscheidender Aspekt bei der Bewertung der Umweltfreundlichkeit von Wasserstoffautos ist jedoch die Herstellung des Wasserstoffs. Wird dieser mithilfe von erneuerbaren Energien produziert, steigert dies die Umweltverträglichkeit dieser Fahrzeuge deutlich. Im Gegensatz dazu kann die Produktion von Wasserstoff aus fossilen Brennstoffen die Umweltbilanz erheblich beeinträchtigen.
Betrachtet man die Batterien von Wasserstoffautos, so fällt auf, dass diese in der Regel kleiner sind als die von reinen Elektroautos. Diese kleineren Batterien dienen als Energiespeicher für den von der Brennstoffzelle erzeugten Strom und tragen dazu bei, den Platzbedarf und die Umweltbelastung durch die Batterieproduktion zu reduzieren.
Insgesamt hängt die Umweltbilanz von Wasserstofffahrzeugen von einer ganzheitlichen Betrachtung ab. Diese umfasst die Emissionen während des Betriebs, die Herstellungsprozesse des Fahrzeugs, die Batterieproduktion sowie die Art und Weise, wie der für den Betrieb erforderliche Wasserstoff gewonnen wird. Nur wenn all diese Faktoren berücksichtigt werden, kann eine fundierte Aussage über die Umweltfreundlichkeit von Wasserstoffautos im Vergleich zu Elektroautos getroffen werden.
Kosten eines Wasserstoffautos
Die Kosten für Wasserstoffautos sind immer noch hoch, aber es wird erwartet, dass sie mit der zunehmenden Verbreitung und Massenproduktion sinken werden. Dieser Trend folgt dem der Elektrofahrzeuge, die anfangs ebenfalls teuer waren, aber mit der Zeit günstiger wurden.
Wie wird Wasserstoff gewonnen?
Wasserstoff wird hauptsächlich durch Elektrolyse gewonnen, wobei Strom verwendet wird, um Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zu spalten. Die Quelle dieses Stroms ist entscheidend für die Umweltbilanz von Wasserstoff; erneuerbare Energiequellen sind dabei die bevorzugte Option.
Sicherheit von Brennstoffzellenfahrezugen
Die Sicherheit von Brennstoffzellenfahrzeugen wird durch strenge Bauvorschriften und regelmäßige Sicherheitsprüfungen, einschließlich Crashtests, gewährleistet. Wasserstoff ist zwar hochentzündlich, aber Sicherheitsmaßnahmen für Wasserstoffautos sind vergleichbar mit denen für herkömmliche Benzin- und Dieselfahrzeuge.
Fazit
Wasserstoffautos sind ein vielversprechender Teil der emissionsfreien Mobilität. Ihre Umweltfreundlichkeit hängt stark von der Herkunft des Wasserstoffs ab. Mit der Weiterentwicklung der Technologie und der Infrastruktur sowie der zunehmenden Verfügbarkeit von Modellen verschiedener Hersteller ist zu erwarten, dass Wasserstofffahrzeuge eine wichtigere Rolle im Straßenverkehr spielen werden.
