Mobilität: Warum Wasserstoff und E-Fuel keine Chance haben

Wasserstoff und Brennstoffzelle oder E-Fuels. Die Stoffe der Träume – insbesondere der Gegner von Veränderungen, die diese Technologien wünschen, um vor allem sich nicht wirklich mit dem Thema Mobilität und Antriebe beschäftigen zu müssen. Ja, Wasserstoff ist ein toller Energiespeicher. Für die Industrie, aber nicht im PKW. Und auch nur dann, wenn die Erzeugung grünen Ursprungs ist. Und E-Fuels werden auch keine Rolle spielen, denn der Widerspruch zwischen einzusetzender Energie in der Herstellung und dem Wirkungsgrad bei der Nutzung werden bei den Befürwortern sehr gerne verdrängt. Die Batterietechnik ist viel zu weit in Ihrer Entwicklung, ebenso die Einsatzmöglichkeiten, auch nach der Nutzung in der Mobilität. Die meisten Hersteller haben sich von dieser Version verabschiedet – aus gutem Grund. Ohnehin stehen zahlreiche Änderungen in den Startlöchern. Das Tempolimit wird kommen, damit auch kein Grund mehr zu rasen oder übermotorisierte Modelle zu fahren.  Der Verbrenner, wie wir ihn kennen, wird auch sein baldiges Ende haben…

Eine Prognose ohne Faktenlage

Wasserstoff und E-Fuels wurde vor Jahren eine große Zukunft vorausgesagt. Experten waren sich fast einig, dass die Mobilität damit eine Zukunft hat. Eine sehr einseitige Betrachtung wie wir heute wissen. Denn alle Argumente wurden schnell zerrissen, die Fakten wolle man kaum hören. Fest steht, dass der Energieeinsatz viel zu hoch ist, die Herstellung sehr aufwendig und auch die Logistik bis zum Zapfhahn ist viel zu aufwendig, schnell wurde auch vermischt, wozu die Stoffe dienen könnten. Und in der Tat ist Wasserstoff für die Industrie ein sehr interessanter Energielieferant. Auch für die Bahn und in der Logistik könnte der Antrieb wichtig werden. Die Expertise und die wahrscheinliche Entwicklung hatten sich schnell überholt. Denn die Prognosen wurden ohne die Faktenlage erstellt.

Wenige Modelle, wenig Interesse, wenig Tankstellen

Millionen von Brennstoffzellenfahrzeugen sollten längst auf der Straße sein und den klassischen Verbrenner abgelöst haben. Aus Millionen wurden wenige zehntausend Fahrzeuge weltweit, die meisten fahren in Asien. In Europa spielen sie kaum eine Rolle und in Deutschland noch weniger und das trotz Ausbau des Netzes an Wasserstofftankstellen. Auch in den USA wurden nicht mal 1000 Modelle in einem Jahr abgesetzt bei rund 15 Millionen Fahrzeugen insgesamt. Mal eben in 3 Minuten auftanken ist nicht so einfach. Und teuer ist es auch noch. Wie oft habe ich schon Wasserstofffahrzeuge auf dem Anhänger eines Dieseltransporters gesehen. Auf dem Weg zur Wasserstofftankstelle. Die Modelle schwer, teuer und technisch so aufwendig, dass auch die Wartung teuer ist. Es lohnt sich nicht. Für niemanden.

Unzufriedene Nutzer der Technologie

Technologisch offen gelten die Asiaten und dort war Wasserstoff auch politisch gewollt. Technisch durchsetzen konnte sich diese Technologie in der Mobilität aber auch nicht. Seit 2015 wollte man den Anteil von Brennstoffzellenfahrzeugen deutlich nach oben treiben und das Ziel wurde jedes Jahr grösser, während das Angebot aber auch die Durchsetzung nicht funktionierte. So wurden 2019 lediglich 754 Brennstoffzellen-Fahrzeuge verkauft. In den ersten drei Quartalen 2020 waren es sogar nur 385 verkaufte Fahrzeuge.

Eine wirkliche Auswahl gibt es nicht – die Preise, trotz Subvention sind deutlich zu hoch. Nur drei kommerziell verfügbare Wasserstoff-Autos, der Toyota Mirai, Hyundai Nexo und Honda Clarity, teilen sich den Markt mit einigen Wasserstoff-Bussen und -Lkw mit Brennstoffzelle. Dazu kommt aber zusätzlich, dass die wenigen Käufer alles andere als zufrieden sind. So kostet es oft Stunden, um überhaupt aufzutanken. Nicht nur, weil das Tanknetz sehr dünn ist, sondern weil das „Nebenbei“-Tanken oft eine Herausforderung ist. Durch den Aufbau des notwendigen Drucks, der Enteisung nach  vorheriger Nutzung und mit 400 – 500 km Strecke inkl. dem Weg an die Zapfsäule ist das alles andere als bequem. Batterie Fahrzeuge kann man im Gegensatz dazu wirklich nebenbei laden. Nur einige wenige glauben an Wasserstoff in der Mobilität. Auch Microsoft-Gründer Bill Gates gehört dazu. Gates hatte mit seiner Investmentfirma einen zweistelligen Millionenbetrag in ein Unternehmen investiert, das eine neue Technologie zur Herstellung von grünem Wasserstoff entdeckt haben soll. Man kann es fast vergleichen mit der Plug-in Mobilität. Enttarnt, entzaubert und auch hier geht es zu Ende.

Nachteile werden oft verschwiegen

Die Modellvielfalt ist ohnehin nicht vorhanden. BMW möchte ein Modell auf den Markt bringen, aber frühestens im kommenden Jahr, während Daimler seine jahrelangen Experimente mit der Brennstoffzelle eingestellt hat. Volkswagen gibt der Technologie keine Chance, auch französische Hersteller haben „NON“ zur Brennstoffzelle im Antrieb gesagt. Aktuell sind asiatische Hersteller die Einzigen, die so etwas in Deutschland anbieten.

Und die asiatischen Modelle sind sehr teuer – um die 80.000 Euro. Das ist nicht richtig massenkompatibel und wenn man den Herstellern glaubt, legen die sogar noch drauf. Und fahren Sie solch ein Modell, sind Sie häufig auf der Suche nach einer funktionierenden Tankstelle, außerdem haben Sie enorme Kosten bei der Wartung, die meistens derzeit noch völlig unterschätzt werden.

Lokal möglich, in der Fläche nicht praktikabel

Ein weiteres Problem ist die Anzahl der Tankstellen. Also, wenn man so etwas will, dann lohnt sich das nur, wenn man eine Tankstelle in der Nähe hat, sonst nicht. Und weiter gedacht wird auch selten, z.B. wenn man in den Urlaub will. Mal eben ins europäische Ausland ist kaum möglich, denn z.B. in Frankreich gibt es nur 5 Wasserstofftankstellen, 3 davon in Paris. Es sieht nicht danach aus, dass sich das europaweit ausbreitet.

Es erinnert ein wenig an die Suche nach Ladesäulen. Vor Jahren war dies ein Problem, welches es heutzutage bei Wasserstoff gibt. Der Unterschied ist aber, dass die meisten Nutzer von Elektrofahrzeugen den Akku zu Hause und bei Unternehmen laden können. Ein Brennstoffzellenfahrzeug kann das nicht.

Wasserstoff bleibt insgesamt wichtig

Wasserstoff ist als Energieträger eine geniale Entdeckung, aber eben auch nur dann, wenn man diesen Stoff nachhaltig herstellt – durch Windenergie zum Beispiel. Wenn unser Land in 2050 klimaneutral sein will, dann kommt man an Wasserstoff nicht herum, so Experten. Er hat eine hohe Energiedichte und man kann ihn gut speichern. Wenn also weniger Kohlendioxid in die Atmosphäre kommen soll, dann dürfen wir nicht mehr so viel Kohle, Erdöl oder Erdgas verfeuern – auch nicht in der Industrie, zum Beispiel bei der Produktion von Stahl- oder Zement. Es gibt ein Konjunkturpaket zur Herstellung von „grünem“ Wasserstoff also aus alternativen Energien mit neun Milliarden Euro Förderung. Denn klar ist: Wenn man auf Wasserstoff umstellen will, dann muss man den auch haben und so hohe Herstellungskapazitäten gibt es zurzeit eben noch nicht. Zudem sind zu viele Fragen offen. Währenddessen entwickelt sich die Batterietechnologie weiter, immer mehr Ladesäulen und Fahrzeugkonzepte entstehen.

Bahn, Nahverkehr, Luftfahrt – Test und Forschung für den Einzelfall

Der Einsatz kann sinnvoll sein, überall dort, wo viele Personen oder Güter transportiert werden. Getestet wird derzeit bereits auf der Zollernalbbahn bei Tübingen. Erfahrungen gibt‘s schon aus Niedersachsen – da läuft das seit gut zwei Jahren problemlos. Die Züge sind viel umweltfreundlicher als die mit Dieselantrieb – sie haben eine Reichweite von bis zu 1.000 Kilometer – und man kann sich damit eben die Oberleitung sparen. Serienmäßige schwere LKW mit Brennstoffzelle gibt es aktuell noch nicht, ob es jemals kommt scheint offen, aber die ersten Linienbusse sind mit Brennstoffzellenantrieb unterwegs. 

Auch in der Luftfahrt ist es noch ein weiter Weg: Immerhin plant Airbus ein Wasserstoff-Regionalflugzeug für 100 Passagiere – das soll bis in etwa 14 Jahren fertig sein. Der Elektroflieger soll eher kommen. Und in Sachen Schiffe forscht man noch. Technologisch machbar, meint man, aber aus Kostengründen könnte das problematisch sein. Währenddessen sind z.B. in Norwegen schon batteriebetriebene Fähren unterwegs.

E-Fuels und das Problem mit dem Wirkungsgrad

Wenn es so einfach wäre, wären sie schon längst da. Dabei klingt es ja so simpel, denn es wäre kein großes Problem E-Fuel auch in existierenden Verbrennungsmotoren nutzbar zu machen. Auch das Tankstellennetz ließe sich weiter nutzen. Sauberes Benzin ohne klimaschädliche Emissionen, die alle modernen Autos, die heute unterwegs sind, nutzen können. Eine Idealvorstellung für viele. Und da wären wir schon bei der Realität und den Fakten. Denn der Wirkungsgrad von E-Fuel ist erschreckend gering. Während bei einem Elektroauto rund 70 Prozent der zur Verfügung gestellten Energie am Ende auch für den Antrieb genutzt werden können, sind es bei den E-Fuel nur rund 15 Prozent. Die schlechteste Ausgangssituation für diese Technologie, denn man muss eben wissen, dass man etwa die fünffache Menge an Energie benötigt, um mit E-Fuel die gleiche Strecke wie mit einem Elektroautos zurückzulegen. Und damit würde man nochmal mehr Energieeinsatz für die Herstellung benötigen als wenn man Wasserstoff für den Antrieb nutzen wollte.

E-Fuel benötigt Wasserstoff zur Herstellung

Kann man das Argument vertreten, dass der Wirkungsgrad keine Rolle spielt, wenn der Kraftstoff mit grüner Energie produziert wird? Wind und Sonne seien ja genug da, da störe am Ende nicht, wie viel grüner Kraftstoff hergestellt und verbraucht wird, solange alles klimaneutral sei. Die Frage ist aber eine andere: Wo wird der Stoff hergestellt und wie kommt er zu uns? Und damit bestätigt sich eine  Studie des Umweltbundesamts, die zu dem Schluss kommt, dass gerade die Herstellung und der Transport der E-Fuels aus weit entfernten Ländern alles andere als eine positive Ökobilanz nach sich ziehen würde.

Wussten Sie außerdem, dass man bei der heutigen Technologie zur Herstellung von E-Fuel Wasserstoff benötigt? Dieser wird dann mit Kohlendioxid (CO2) angereichert und weiter chemisch bearbeitet. Und das ist das nächste Problem, denn die Gewinnung von CO2 aus der Luft ist aufwendig und bisher kaum erprobt. Sollte man diese Hürde irgendwann beseitigen können, bleibt das Problem, dass für die Herstellung von Wasserstoff enorme Mengen an Energien benötigt werden

Die Kosten für diese Infrastruktur sind um ein Vielfaches höher als für Ladestationen

Ich muss also viel Energie für die Wasserstoffproduktion einsetzen, um anschließend diesen Stoff zu haben, der benötigt wird, um E-Fuel herstellen zu können. Ziemlich unlogisch. Die Energie ist aus vielerlei Hinsicht besser bei der Elektromobilität aufgehoben. Es ergibt sogar mehr Sinn den Wasserstoff direkt zu verwenden, zum Beispiel in der Industrie.

Betrachtet man den Zusammenhang nicht, so kommen selbst Befürworter zu dem Ergebnis, dass der Aufbau einer Infrastruktur für die Verteilung von Wasserstoff zu teuer sei. Immerhin kostet eine Wasserstofftankstelle mehr als eine Million Euro. Eine Investition, die man besser in den Aufbau von Ladestationen stecken kann. Sie sind günstiger. Da jedes Fahrzeug mehr steht, als es fährt, kann ein Stromer laden, während er steht. Das ist heute schon praktikabel. Ich tue das seit Jahren, täglich und ohne Probleme. Der Verbrenner hat ohnehin fertig. Die Ausstiegszenarien laufen und auch bei uns kommt in das Thema Bewegung.