Den Befürwortern der Wasserstofftechnologie wird regelmäßig der schlechte Wirkungsgrad aufgrund der verlustreichen Umwandlung von Strom in Wasserstoff per Elektrolyse und der Umwandlung von Wasserstoff in Strom per Brennstoffzelle vorgehalten. Dieser schlechtere Wirkungsgrad ist unbestreitbar. Allerdings stellt sich die Frage, wann der Wirkungsgrad noch relevant ist, wenn eines Tages ausreichend regenerativ gewonnener Wasserstoff zur Verfügung steht? Mal ein simples Beispiel: Schaut man aus dem Fenster seines Hauses, sieht man in den meisten Fällen Sonne und Wind im Garten und auf den Feldern. Diese verstreichen sehr häufig ungenutzt. Der energetische Wirkungsgrad ist damit Null (Sonne und Wind erfüllen natürlich auch noch andere sinnvolle Zwecke). Wenn wir uns bemühen und den erneuerbaren Energien mehr Raum in unserer Landschaft geben, dann werden wir ausreichend Energie zur Wasserstofferzeugung und für andere elektrische Verbraucher haben und damit relativiert sich auch die Diskussion um den Wirkungsgrad. Gefördert werden kann die Bereitschaft zu mehr Windkraft- und Photovoltaikanlagen durch eine finanzielle Beteiligung der betroffenen Gemeinden an den Gewinnen aus dieser Energieerzeugung vor ihrer Haustür, z.B. bessere Schul- und Kindergärten, mehr Personal, ein nicht ständig Pleite gehendes Schwimmbad mit Kegelbahn, jede Menge Warmbadetage im Schwimmbad, freier Eintritt, bestens ausgerüstete Feuerwehr, neue Sportplätze etc..
Vielleicht ist es dem einen oder anderen schon aufgefallen, in regelmäßigen Abständen gibt es in den Medien regelrechte Verrisse zur Wasserstoffenergienutzung insbesondere im Heizungsbereich oder bei der Nutzung in Brennstoffzellenfahrzeugen (z.B. Spiegel vom 3.7.2023, Wasserstoff- der Traum ist aus). Die Hintergründe dafür werden wir wohl nie genau erfahren, allerdings drängen sich unbewiesene Vermutungen auf. Deutschland und die EU haben die batterieelektrische Revolution in der Mobilität verschlafen. Asien und Amerika sind diesbezüglich mit den Entwicklungen und dem Einsatz viel weiter fortgeschritten. Die besten und neuesten Batterien kommen aus China oder den USA, nicht aus Deutschland. Die europäischen Fahrzeughersteller, allen voran die deutschen, laufen der Entwicklung im Batteriebereich hinterher (wie auch in der Fahrzeugdigitalisierung). Sie verkaufen bei weitem nicht mehr so viele Fahrzeuge wie vorher, müssen aber sehr viel Geld in die Elektrifizierung der neuen Fahrzeugkonzepte investieren. Hierfür erwarten die deutschen Hersteller staatliche Fördermittel, insbesondere für die Batterieentwicklung, die sie auch schon seit Jahren erhalten. Die Entwicklung eines alternativen Fahrzeugkonzeptes, hier der Wasserstoff-Brennstoffzelle, erfordert ein anderes Technikwissen mit anderen Spezialisten und entsprechenden Kosten. Die Förderung beider Konzepte könnte zu einer geringeren Förderung des batterieelektrischen Konzepts führen und das möchten die Fahrzeughersteller unbedingt vermeiden. Möglicherweise aus diesem Grund gibt es diese maximal ablehnende Haltung von einigen Managern aus dem Automotivebereich und insbesondere von Journalisten, die sich häufig in der Materie im Detail nicht auskennen. Unserer Initiative steht für eine Technologieoffenheit, allerdings nicht im Sinne der FDP, die damit in erster Linie die Verbrennung von e-Fuels meint, sondern im Sinne der Nutzung der Vorteile beider Energiespeicherkonzepte, Batterie und Wasserstoff.
Ende Juli diesen Jahres konnte man in den Nachrichten von einem brennenden Autofrachter vor dem deutsch-niederländischen Wattenmeer lesen. Als Ursache gilt, zumindest ist das noch die aktuelle Vermutung, ein brennender Akku eines der 500 mittransportierten batterieelektrischen Fahrzeuge. Schnell wurde dies als Ausnahmefall deklariert mit dem Hinweis, dass Verbrennerfahrzeuge viel häufiger brennen. Das mag sicherlich stimmen, was schon allein aufgrund der erheblich höheren Anzahl von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren nachvollziehbar ist. Allerdings sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die in den meisten batterieelektrischen Fahrzeugen verbauten Lithium-Ionen-Akkus sicherheitstechnisch eine gewisse Herausforderung darstellen. Diese Akku-Technologie ist zurzeit die optimalste, was die Unterbringung von viel Energie auf kleinstem Raum angeht. Dass dies schon zu einigen Bränden aufgrund der Neigung zur Instabilität geführt hat, weiß man von den Akkubränden einiger Top-Handy Modelle(SAMSUNG) und diversen Bränden von TESLA Fahrzeugen (diese Fahrzeuge brennen in ca. 11h kontrolliert herunter und müssen dann in großen Schüttgutcontainern gewässert werden, um die Restwärme abzuführen). Diese Brände sind leider kaum löschbar und führen zu erheblichen Umweltbelastungen. Die Gefahr eines unkontrollierbaren großen Brandes wächst mit der Akkuleistung, was bei den immer größer werdenden BEV-Fahrzeugen zu einem Problem werden könnte. Schon jetzt wird darüber diskutiert, ob batterieelektrische Fahrzeuge beim Schiffstransport als Gefahrgut deklariert werden müssen. Und was bedeutet diese Diskussion für die Benutzung von Parkhäusern und Tiefgaragen durch batterieelektrische Fahrzeuge?
Quellen:
https://www.spiegel.de/politik/deutschland/fremantle-highway-bremer-spd-fraktion-will-e-autos-als-gefahrgut-einstufen-a-8f2adeea-cff8-464d-a51f-0967450a0472?sara_ref=re-xx-cp-sh
Betrachten wir zunächst den Individualverkehr und vergleichen die Möglichkeiten, die sich uns bieten: Dieselfahrzeuge, batterieelektrische Fahrzeuge (BEV) und Fahrzeuge mit H2-Brennstoffzellen (FCEV). Hybrid-Fahrzeuge, also Diesel/Batterie-PKW und H2-Verbrenner werden nicht betrachtet, da sie keinen wirklichen Beitrag zur Klimawende liefern.
Die größte Varianz an Fahrzeugtypen finden wir (noch) in der Dieselwelt. Hier können wir von Verbrauchswerten, je nach Typ, Technik und Leistung, von 4 bis 7 Litern je 100 km ausgehen. Aktuell sind die Dieselpreise bei ca. 1,80 € pro Liter (08.2023), natürlich mit regionalen und zeitlichen Schwankungen. Daraus ergibt sich eine Spanne von 7,20 € bis 12,60 € für 100 Kilometer.
Bei den batterieelektrischen Fahrzeugen ist die Auswahl bereits geringer, hier können wir von Verbrauchswerten, auch wieder je nach Typ, Technik und Leistung, von 15,7 bis 19,1 kWh für 100 gefahrene Kilometer ausgehen. Der Strompreis variiert nach Anbieter und Ladegeschwindigkeit. Ein guter Mittelwert, der von einem Joint Venture von Automobilherstellern angeboten wird, liegt zurzeit bei 0,79 €/kWh. Damit beträgt die Spanne zwischen 12,40 und 15,09 € pro 100 Kilometer. Natürlich kann der Strom z.B. über ein eigenes Solarkraftwerk günstiger bezogen werden, aber diese Möglichkeit steht den meisten Nutzern nicht zur Verfügung und findet daher hier auch keine Berücksichtigung.
Bei den H2-Brennstoffzellen-PKW ist die Auswahl noch geringer. Aktuell (2023) bieten nur zwei Hersteller entsprechende Fahrzeuge an. Die Verbrauchswerte für Wasserstoff liegen zwischen 0,76 und 0,84 kg für 100 Kilometer. Der Wasserstoffpreis ist gesetzlich fixiert und liegt zurzeit bei 13,85 € pro Kilogramm. Damit ist für den Brennstoffzellen-PKW die Spanne von 9,73 und 10,75 € für 100 Kilometer.
In einer vereinfachten grafischen Darstellung sieht das wie folgt aus (Angaben in €/100km):
Das bedeutet im Klartext, dass die H2-Brennstoffzellentechnologie durchaus mithalten kann. Ihr Vorteil gegenüber der Dieseltechnologie ist, dass sie schadstofffrei ist, grünen Wasserstoff vorausgesetzt.
Perspektivisch müssen wir davon ausgehen, dass Diesel durch die CO2-Bepreisung und Verknappung als fossiler Brennstoff Schritt für Schritt teurer werden wird. Umgekehrt wird der Wasserstoffpreis mit einer etablierten Gewinnung aus erneuerbaren Energien weltweit sinken.
Was bei dieser Betrachtung noch nicht berücksichtigt wurde, sind zwei weitere entscheidende Vorteile des Wasserstoffs:
Grundsätzlich stehen die beiden Technologien BEV und FCEV aber nicht in Konkurrenz, sondern werden sich in ihren Anwendungsmöglichkeiten ergänzen.
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