AllgemeinUmweltDie Lösung für die Mobilität: Wasserstoff?

5. Oktober 2019

Häufig höre ich folgende Aussage: „Diesel- oder benzinbetriebene Fahrzeuge werde ich mir nicht mehr kaufen. Ich denke doch ökologisch und möchte etwas gegen den Klimawandel unternehmen. Deshalb warte ich ab, ob sich die Elektromobilität oder das mit Wasserstoff angetriebene Auto durchsetzt.“

Nach Aussagen der ARD-Tagesthemen vom 27.08.2019 hat die energieerzeugende Wirtschaft den höchsten CO2–Ausstoß. Die Energieerzeuger sind mit 38,6% dabei, gefolgt von der Industrie und dem verarbeitenden Gewerbe (22,7%), dem Verkehr (20,8%) und das Schlusslicht, die Haushalte sind mit 17,1% für die bundesweiten CO2–Emissionen verantwortlich. Die energieerzeugende Wirtschaft hat also einen, um es vorsichtig auszudrücken, ungünstigen CO2-Fußabdruck.  Wird nun die wasserstoffbetriebene Mobilität den klimafreundlichen Durchbruch bringen?

Zunächst muss festgestellt werden, dass Strom nur ein Energieträger und keineswegs eine Energiequelle ist. Um Wasserstoff zu gewinnen, werden aber  große Mengen Strom benötigt. Der US – Ökonom Jeremy Rifkin hat im Jahre 2002 das Buch The Hydrogen Economy (deutsch: Die Wasserstoff-Revolution) verfasst und zeichnete die Vision einer Wasserstoffwirtschaft. Leider erklärt uns Jeremy Rifkin nicht, woher er die großen Mengen Wasserstoff nehmen will, denn Wasserstoff kommt grundsätzlich nicht, im Gegensatz zu Öl und Gas, in der Natur vor. Wasserstoff muss also produziert werden und dazu brauchen wir Energie.

Die Wasserstoffherstellung erfolgt durch die Elektrolyse. Dazu werden die Atome von ganz normalem Wasser (H2O) benötigt. Das klingt vielversprechend, Wasser gibt es überall. Damit lässt sich aber kein Fahrzeug betreiben. Eine mit Strom betriebene Brennstoffzelle spaltet das Wasser (H2O) auf in Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O). In der Brennstoffzelle verläuft dann eine „rückwärtsgewandte“ atomare Reaktion. Trifft der Wasserstoff auf Sauerstoff entsteht eine explosive Mischung. Der Wasserstoff (H2) mutiert durch den Sauerstoff (O) in der Luft wieder zu Wasser (H2O). Die im Wasserstoff gespeicherte Energie wird in Elektrizität umgewandelt. Es findet also eine Transformation[1] statt: Zwei Wassermoleküle (2H2O) werden umgewandelt zu zwei Wasserstoffmolekülen (2H2) und einem Sauerstoffmolekül (O2), also ergibt sich die Gleichung:

2H2O = 2H2 + O2.

Um solch eine Wasserelektrolyse durchzuführen wird sehr viel Strom benötigt und die CO2–Bilanz ist deutlich schlechter als beim reinen E-Auto, denn der Primärenergie-Verlust ist beim Brennstoffzellen–Fahrzeug extrem hoch, während die Nutzenergie extrem gering ist. Diese Ineffizienz wäre aber tragbar, wenn für die Elektrolyse ausschließlich Ökostrom genutzt würde, für den es keine andere Verwendung gibt. Dies ist durchaus möglich, weil die erneuerbaren Energien in Deutschland Überschüsse erwirtschaften. Der gravierende Vorteil ist – Wasserstoff hat eine sehr hohe Energiedichte, ähnlich wie die Kraftstoffe Benzin und Diesel. Es gibt aber auch einige Nachteile.

Dr. Ulf Bossel, Maschinenbau–Ingenieur war ursprünglich von der Wasserstofftechnologie begeistert. Inzwischen hat er gegenüber dieser Technologie sehr große Vorbehalte. “Wenn man dann analysiert, die ganzen Verluste rechnet, kommt man schnell zu dem Schluss, weshalb es die Wasserstoffwirtschaft in der Vergangenheit nicht gegeben hat, weshalb sie sich heute schwer tut und weshalb sie in Zukunft vermutlich nie kommen wird: Es ist im Grunde genommen ein riesiges Energie-Verlustspiel. Und wir haben keine Energie zu verlieren, sondern wir müssen sehen, dass wir die Energie, die wir gewinnen, sinnvoll nutzen.”[2]

Außerdem ist der sehr hohe Wasserbedarf der Elektrolyse-Anlagen ein zusätzliches Problem. Falls Meerwasser zum Einsatz kommt, müssten noch sehr viele Mehrwasserentsalzungsanlagen errichtet werden. Diese Anlage lassen sich ebenfalls nicht energieneutral betreiben, auch hier könnte wiederrum Ökostrom eingesetzt werden. Wasserstoff scheint eine Alternative zur Elektromobilität zu sein. Einerseits lässt sich Wasserstoff sehr viel schneller als Strom tanken und andererseits sind keine schweren Akkus nötig, um große Reichweiten zu realisieren. Allerdings muss die Dichtigkeit des Wasserstofftanks gewährleistet sein, denn dieser Stoff ist hochexplosiv.

Die Elektromobilität wird scheitern

Auf der diesjährigen Internationalen Automobil-Ausstellung (IAA) in Frankfurt am Main lobte die Kanzlerin die Autoindustrie und stellte am Ende ihres eineinhalbstündigen Rundgangs fest, “dass wir nicht vor einem Umbruch stehen, sondern dass dieser Umbruch bereits Realität ist.” Die Autobauer haben sich für die Elektromobilität entschieden, setzen weiterhin auf Premiumfahrzeuge und SUV`s und die Kanzlerin ist darüber froh und dankbar. Damit steht fest, dass die Elektromobilität die Niesche der Übergangstechnologie verlassen hat, der autozentrierte Individualverkehr nicht zur Dispossition steht und das  die Batterie gewinnt während die Brennstoffzelle verliert. Dennoch spricht vieles für den Wasserstoffantrieb. Es gibt zwar viele technischen Hürden zu überwinden, z.B. die Dichtigkeit der Tanks, trotzdem scheint mir diese Art der Mobilität zielführender zu sein. Die power-to-gas- Speicherung  könnte zur Anwendung kommen und man benötigt weder Lithium noch andere Seltene Erden.

Die Nachteile der  Elektromobilität  habe ich kürzlich beschrieben. Darüber hinaus gibt es noch ein weiteres gewichtige Argumente gegen die Elektromobilität. Strom, der aus der Steckdose kommt, muss bereitgestellt werden. Das bedeutet, die Energie muss zu jedem Zeitpunkt sofort an der Ladestation verfügbar sein, die Stromspannung muss ständig vorgehalten werden. Dieser Sachverhalt verursacht also noch zusätzlich Bereitstellungsenergie, die auch dann anfällt, wenn niemand Strom benötigt. Das ineffiziente Vorhalten von Energie wird mit zunehmender Elektromobilität stark ansteigen. Das Wasserstoffauto benötigt diesen Strom nicht.

Ich fürchte, Deutschland hat sich verkehrstechnisch auf den Holzweg begeben. Die zweifelhafte Elektromobilität wird gefördert während Wasserstofftechnologien ins Hintertreffen geraten sind. Aber es ist letztendlich auch egal welche Technologie sich durchsetzen wird, weil die Autokonzerne nach wie vor für den uneingeschränkten Individualverkehr stehen. Die Änderung der Antriebstechnologie wird keine klimafreundliche Verkehrswende herbeiführen. Die Autokonzerne möchten, nach wie vor,  dem Autofahrer ein zweites Wohnzimmer anbieten und keineswegs eine effiziente Fortbewegung. Große Autos, die eher als Stadtpanzer zu bezeichnen sind, sollen dem Fahrer ein Gefühl der Dominanz und der Macht vermitteln. Die deutschen Autokonzerne setzen nicht auf ökologisch verträgliche Verkehrssysteme sondern nur auf Premiumfahrzeuge die einen gewissen Lifestyle vermitteln sollen. Dies wird sich sowohl bei der Elektromobilität als auch bei Wasserstoff betriebenen Fahrzeugen fortsetzen.

Der größere verkehrspolitische Fehler ist die vollkommen unzureichende Förderung des öffentlichen Nah- und  Fernverkehrs. Außerdem sind die Radwege auszubauen. Der individualisierte Autoverkehr hat einen sehr großen ökologische Fußabdruck und er wird eine zielführende Klimawende nicht herbeiführen können.

[1] Dies ist ein bemerkenswerter Vorgang – Knallgasreaktion. Zwei Gase verbinden sich und es entsteht eine Flüssigkeit – Wasser. So etwas gibt es nirgendwo in der Chemie (Natur). Im Normalfall verbinden sich 2 Gase und es bleibt weiterhin ein Gas.

[2]Dr. Ulf Bossel, Quelle: https://www.br.de/themen/wissen/wasserstoff-faszination-wissen100.html