Wasserstofftankstelle

Wasserstoff ÔÇô Traumkandidat oder Nischenplayer der Zukunftsmobilit├Ąt?

Das Wasserstoffauto entwickelt sich gegen├╝ber dem E-Auto deutlich langsamer. Warum das so ist, beleuchtet Mobility NEO in mehreren Artikeln. Heute stellen wir das klassische Huhn-Ei-Problem in den Mittelpunkt: Verhindern fehlende Tankstellen die massenhafte Verbreitung von H2-Autos oder umgekehrt?

19.08.2021

  • Zukunft

W├Ąhrend Elektroautos vor dem grossen Durchbruch stehen, fristen Wasserstoffautos ein Schattendasein. In der Schweiz kurvten Anfang des Jahres weniger als hundert H2-Autos ├╝ber die Strassen, darunter 27 Toyota Mirai und 58 Hyundai Nexos. Auf der Ost-West-Verkehrsachse gibt es heute lediglich neun Wasserstoff-Tankstellen. Doch beginnen wir bei den Basics:

Das Wasserstoffauto einfach erkl├Ąrt

Wasserstoffautos werden oft auch als ┬źBrennstoffzellenautos┬╗ bezeichnet: In millimeterd├╝nnen Zellen entsteht Strom, wenn Wasserstoff (gasf├Ârmig in 700-bar-Drucktanks mitgef├╝hrt) auf Sauerstoff trifft. Der gewonnene Strom treibt wie beim Elektro-Auto einen E-Motor an. Ein grosser Akku ist ├╝berfl├╝ssig und als einziges Abgas entsteht Wasserdampf.

Wie wird Wasserstoff eigentlich produziert?

Wasserstoff wird mittels Wasser-Elektrolyse hergestellt. Dabei wird Wasser unter Einsatz von Elektrizit├Ąt in seine Bestandteile Sauerstoff und Wasserstoff aufgespaltet. Betrachtet man die Umweltfreundlichkeit von H2-Autos, so ist die Frage entscheidend, wie der zur Elektrolyse ben├Âtigte Strom produziert wurde ÔÇô mittels fossiler oder erneuerbarer Energie? Erst ┬źgr├╝ner Wasserstoff┬╗ treibt Brennstoffzellenfahrzeuge CO2-frei und somit nachhaltig an.

Die hohe Energiedichte ist der Hauptvorteil von H2

Wo liegen ├╝berhaupt die Vorteile von Wasserstoff?

Wasserstoff ├╝berzeugt mit hoher Energiedichte: Im Vergleich mit Batterien kann in H2 bei gleichem Gewicht mehr Energie gespeichert werden. Deshalb ist Wasserstoff als transportabler Speicher f├╝r grosse Energiemengen bestens geeignet, beispielsweise im Fernverkehr f├╝r  Lastwagen oder Schiffe. Das Tanken ist in wenigen Minuten erledigt ÔÇô eine Spur l├Ąnger als bei Benzin oder Diesel, aber deutlich schneller als beim E-Auto. Und der Preis an der Zapfs├Ąule ist nicht h├Âher als bei konventionellen Treibstoffen.

Verbreitungs-Hemmnisse ÔÇô teure Fahrzeuge, teure Tankstellen

Nun wirst du dir denken: Einen Haken muss die Sache doch haben. Und nat├╝rlich hast du recht! Schauen wir uns die Preise an. Ein H2-Auto kostet derzeit 60'000 bis 90'000 Franken, w├Ąhrend ein E-Auto gem├Ąss TCS-Ratgeber ab 19'000 Franken zu haben ist und auf dem Schweizer Markt insgesamt zehn Fahrzeuge unter 35'000 Franken erh├Ąltlich sind. Hohe Summen sind bei den Tankstellen im Spiel: F├╝r den Bau einer H2-Tankstelle werden1 bis 1.5 Mio Franken veranschlagt.

Derzeit ist eine H2-Tankstelle noch ein Millionenprojekt

Kostenintensiv sind dabei die Hochdrucktanks f├╝r die H2-Lagerung bei bis zu 1'000 bar und die speziellen Kompressoren, welche diesen enormen Druck erzeugen. 1'000 bar entsprechen dem Druck in einer Meerestiefe von 10'000 Metern oder 500 Mal dem Druck in Autoreifen. Relativ teuer sind auch die Pumpen und die Vork├╝hleinheit, welche daf├╝r sorgt, dass sich der Wasserstoff nicht ├╝berm├Ąssig erw├Ąrmt und das Betanken des Autos innert Minuten m├Âglich ist. Demgegen├╝ber liegt der Preis f├╝r den Bau einer ├Âffentlichen AC-Stromtankstelle im vierstelligen bis tieferen f├╝nfstelligen Bereich ÔÇô eine ganz andere Welt also. Die DC-Schnellladestationen sind im sechsstelligen Bereich angesiedelt.

Was H2-Autos ausserdem ausbremst

Doch nicht nur das liebe Geld steht H2-Autos im Weg, sondern auch andere Faktoren. Beispielsweise die Nachhaltigkeit: Betrachtet man die gesamte Wirkungskette ┬źwell to wheel┬╗ ÔÇô von der Gewinnung und Bereitstellung der Antriebsenergie bis hin zur Umwandlung in kinetische Energie ÔÇô schneiden Wasserstofffahrzeuge gegen├╝ber E-Autos deutlich schlechter ab. Dies, weil die H2-Erzeugung mit Strom und die erneute Umwandlung in Strom doppelt am Wirkungsgrad nagt. Ein zweiter Bremsfaktor f├╝r die Wasserstofftechnik liegt darin, dass die Autohersteller komplett auf Elektromobilit├Ąt setzen, was den Innovationsfortschritt der E-Technologie massiv beschleunigen wird. Zum dritten h├Ąlt sich die Angst vor Explosionen hartn├Ąckig, obwohl Wasserstoff-Fachleute keine erh├Âhten Gefahren sehen. Denn: Wasserstoff ist 14 Mal leichter als Luft und somit extrem fl├╝chtig. Gef├Ąhrliche ┬źGas-Seen┬╗ k├Ânnen sich nicht bilden.

Was braucht es, um Wasserstoff attraktiver zu machen?

Die unbefriedigende Situation betreffend des geringen Tankstellennetzes will der 2018 gegr├╝ndete F├Ârderverein ┬źH2 Mobilit├Ąt Schweiz┬╗ verbessern. Hierf├╝r bringt er Fachleute von Firmen und Forschungseinrichtungen aus allen Bereichen der Wasserstofftechnologie an einen Tisch. Mit steigenden Tankstellenzahlen werden auch die Kosten f├╝r die anspruchsvollen Komponenten wie Kompressoren, Drucktanks usw. sinken.

Erfolgsschl├╝ssel: markante Kostensenkungen via h├Âhere St├╝ckzahlen

Zudem muss die Brennstoffzellen-Produktion weiter vorangetrieben und billiger werden. Reifenproduzent Michelin und Autozulieferer Faurecia sind bereits seit 15 Jahren gemeinsam t├Ątig und werden noch im 2021 in Lyon den Bau einer Brennstoffzellenfabrik starten. Die Produktionsanlage wird zu den gr├Âssten Europas z├Ąhlen. In vier Jahren sollen 20'000 Zellensysteme j├Ąhrlich hergestellt werden, bis Ende des Jahrzehnts sind mehr als 200'000 Einheiten geplant. ┬źIm Jahr 2030 werden die Herstellkosten nur noch bei einem Zehntel der heutigen liegen┬╗, l├Ąsst sich Anish Taneja, Pr├Ąsident der Michelin-Region Nordeuropa, auf faz.net zitieren. In der Fachwelt ist man sich allgemein einig, dass bei sechsstelligen St├╝ckzahlen oder mehr die Produktion eines Brennstoffzellen-Fahrzeuges zu ├Ąhnlichen Kosten m├Âglich ist wie die eines batterieelektrischen Autos.

Verbilligung der Brennstoffzelle um 90%

Warum setzt Mobility vorerst nicht auf Wasserstoff?

Mobility stellt bis sp├Ątestens 2030 komplett auf Elektromobilit├Ąt um. ┬źZwar ist Wasserstoff wegen seiner hohen Energiedichte interessant┬╗, weiss Mobility-Flottenchef Viktor Wyler. ┬źAllerdings sprechen die Preise, das erw├Ąhnte geringe Tankstellennetz und die Entwicklungen im Markt zurzeit gegen einen Einsatz im Carsharing┬╗. Zudem sei die Technologie f├╝r Mobility nur interessant, wenn sie komplett erneuerbar erfolgen kann. Das sei heute noch nicht der Fall, erkl├Ąrt Wyler. ┬źWir sind gespannt, in welche Richtung sich die Technologie entwickeln wird.┬╗ 

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