Ausdauernd und ökologisch: Das Wasserstoff-Hybrid-Auto
Unsere Mobilität muss grüner werden. Geht das bei gleichem Komfort? Mit dem Wasserstoff-Hybrid-Auto können wir sagen: Ja! Es gibt allerdings noch Hindernisse zu überwinden.
Inhalt des Blogartikels
Was versteht man unter einem Wasserstoff-Hybrid-Auto?
Grundsätzlich gilt: Hybrid-Autos fahren mit zwei Antrieben. In den aktuell immer häufiger auf den Straßen zu sehenden hybriden Fahrzeugen arbeiten allerdings neben einem Elektromotor noch die umweltschädlichen Verbrennungsmotoren. Der Schadstoffausstoß ist bei diesen Hybriden zwar geringer als bei Autos, die ausschließlich mit Benzin oder Diesel fahren, aber immer noch so hoch, dass es unserem Klima dauerhaft schadet. Daher forscht die Automobilbranche nach Alternativen.
Eine Möglichkeit, den Verbrennungsmotor im Hybrid-Auto zu ersetzen, ist die Brennstoffzelle. In der Brennstoffzelle wird aus Wasserstoff Energie gewonnen, mit der dein Auto dann fahren kann. Wie genau das funktioniert, welche Vor- und Nachteile es gibt und wie alltagstauglich Brennstoffzellenautos sind, kannst du im Folgenden nachlesen.
So funktioniert die Energiegewinnung mit Wasserstoff
Um zu verstehen, wie Wasserstoff-Hybrid-Autos funktionieren, müssen wir erst einmal klären, was Wasserstoff überhaupt ist.
Was ist Wasserstoff?
Wasserstoff ist ein farb- und geruchloses Gas. Es wird auch H2 genannt. Wasserstoff kommt als reines Gas in der Natur allerdings nicht vor, sondern geht immer Verbindungen mit anderen Stoffen ein, zum Beispiel Sauerstoff oder Kohlenstoff. Es ist allein sozusagen nicht lebenstüchtig und braucht immer einen Partner.
Was passiert in der Brennstoffzelle?
In einem Wasserstoffauto ist ein Tank eingebaut, in welchem sich dennoch reiner Wasserstoff befindet. Wo kommt der her? Dieser Wasserstoff wurde durch einen chemischen Vorgang hergestellt, den man Elektrolyse nennt. Dabei werden Stoffverbindungen aus der Natur mithilfe von Strom künstlich „auseinandergerissen“, so dass wir über diese Stoffe in reiner Form verfügen können. In der Brennstoffzelle tut der Wasserstoff das, was er in der Natur immer macht: Er sucht sich einen Partner. Da sich in der Zelle außer ihm nur Luft befindet, nimmt er sich den Sauerstoff als Verbindungspartner – es entsteht Wasser (H₂O). Bei dieser Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff entsteht darüber hinaus Energie. Diese wird in einer Batterie gespeichert und kann dann genutzt werden, um den Elektromotor anzutreiben.
Das ökologische Wunder: 0 Prozent Emissionen
Das Problem aller herkömmlichen Antriebe ist die hohe Luftverschmutzung, die vor allem durch den Ausstoß von Kohlenstoffdioxid, kurz CO₂ genannt, entsteht. Da bei der Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff nur Wasser als Produkt anfällt, sind Brennstoffzellenautos beim Fahren tatsächlich komplett emissionsfrei. Der einzige Wermutstropfen sind die Schadstoffe, die aktuell noch bei der künstlichen Herstellung von Wasserstoff anfallen, worauf unter den Nachteilen des Wasserstoff-Hybrid-Autos noch eingegangen werden soll.
Wie tankt man Wasserstoff?
Das Tanken eines Brennstoffzellenautos funktioniert genauso wie bei Benzinern oder auch Erdgasautos: Du fährst an die Tankstelle, schließt den Schlauch an den Wasserstofftank an, der sich meist hinten am Auto befindet, und sobald die Sicherheitsventile eingerastet sind, strömt Wasserstoff in deinen Tank.
Bis dieser voll ist, dauert es lediglich einige Minuten, anders als etwa beim Elektroauto. Und damit kannst du die unglaubliche Reichweite von 400 bis 700 Kilometer, je nach Größe deines Tanks und natürlich auch deines Fahrverhaltens, erreichen.
Sind Wasserstoff-Hybrid-Autos sicher?
Ein Autohersteller beschreibt für sein Wasserstoffauto ein selbstständig arbeitendes Sicherheitssystem, das sowohl Beschädigungen am Tank als auch an der Zapfsäule der Tankstelle sofort erkennt und den Wasserstofffluss umgehend stoppen würde, sollte sich ein Problem einstellen. Das Auto kannst du auch erst wieder starten, wenn der Tankdeckel verschlossen ist.
Mit weiteren Bedenken, etwa dass Brennstoffzellenautos explosiv seien oder bei der Wasserstoffherstellung und beim Tanken ein hoher Energieverlust entstehe, konnte glücklicherweise bereits aufgeräumt werden: Wasserstoffautos verbrauchen sogar weniger Energie als Benziner oder Diesel, verlieren beim Tanken durch die Sicherheitstechnik keine Energie und sind genauso sicher wie alle anderen Autos auch.
Die Nachteile von Wasserstoff-Hybrid-Autos
Die Nachteile des Brennstoffzellenautos haben mit dem Wagen selbst eigentlich gar nichts zu tun, sondern beziehen sich auf äußere Umstände.
Der Tankstellen-Mangel
Zum einen gibt es zu wenige Tankstellen, wobei Deutschland mit derzeit 100 Zapfsäulen europaweit noch am besten aufgestellt ist.
Wasserstofftankstellen findest du mit der Beschilderung „H2“ sowie mit der App und auf der Internetseite des Betreibers der meisten Tankstellen, „H2 Mobility“.
In unseren Nachbarländern Frankreich, Österreich oder Belgien liegen die Zahlen für Wasserstoff-Tankstellen jeweils unter 10. Das Wasserstoffauto ist also aktuell nur innerhalb Deutschlands ein empfehlenswertes Fahrzeug. Die Bundesregierung hat jedoch eine Erhöhung der Wasserstoff-Tankstellen bis Ende 2022 in Aussicht gestellt und auch darüber hinaus einen weiteren Ausbau geplant.
Die Wasserstoff-Gewinnung aus Erdöl und Erdgas
Der zweite Nachteil der Brennstoffzellenautos bezieht sich auf die Herstellung des Wasserstoffs: Der wird aktuell hauptsächlich aus der Spaltung von Wasser- und Kohlenstoff gewonnen, die als Verbindung bei der Erdöl- und Erdgasherstellung abfallen. Diese sind als fossile Brennstoffe weder zukunftsträchtig noch umweltfreundlich. Klimaverträglicher wäre die Spaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff durch Ökostrom. Ein auf diese Art gewonnener Kraftstoff hätte tatsächlich keine Emissionen. Aktuell produziert Deutschland aber erst 48 Prozent seines Strombedarfs aus regenerativen Energien. Da ein Ausbau von der Bundesregierung geplant ist, lässt dies allerdings auch für die Zukunft der ökologisch sauberen Brennstoffzellen hoffen.
Ein teures Auto
Ein dritter Nachteil des Brennstoffzellenautos ist der hohe Anschaffungspreis: Rund 77.000 Euro kostet ein koreanischer Wasserstoffwagen, bei der Konkurrenz liegt der Preis aktuell bei knapp 64.000 Euro. Damit sind Wasserstoff-Hybride im Moment eher Autos für Menschen mit großem Geldbeutel. Allerdings erklärt sich diese Summe aus dem Nischendasein, den die Brennstoffzellenautos derzeit auf dem Automarkt führen. Da sowohl das Tankstellen-Netz als auch die Produktion bei einigen Autoherstellern erweitert werden sollen, ist es möglich, dass auch in Europa die Preise für Wasserstoff-Hybrid-Autos sinken werden.
Wasserstoff-Hybrid-Autos mit Verbrennungsmotoren: Ein bayrisches Experiment
Das Münchener Start-Up-Unternehmen Keyou arbeitet derzeit an einem Verbrennungsmotor, der statt mit Benzin oder Diesel mit Wasserstoff betrieben werden soll. Dieses Prinzip ist schon seit dem 19. Jahrhundert bekannt, allerdings noch nicht marktfähig, da der Wirkungsgrad eines Wasserstoffverbrennungsmotors weder mit Benzinern und Dieselmotoren noch mit Elektromotoren mithalten kann. Keyou allerdings sieht im Wasserstoffverbrennungsmotor eine konkurrenzfähige Alternative zur Brennstoffzelle, da auch dieser Motor emissionsfrei arbeitet, aber kostengünstiger hergestellt werden könne und langlebiger sei.
Der Status Quo in Deutschland
Wasserstoff-Hybride sind in Deutschland rar gesät: Nur 507 Zulassungen meldet das deutsche Kraftfahrt-Bundesamt für 2020. Zum Vergleich: Die Anzahl der zugelassenen Elektroautos betrug Anfang 2020 130.000.
Die Gründe für diese sehr kleine Zahl liegen wohl im teuren Kaufpreis, der umstrittenen – jedoch nicht wahrheitsgemäßen – geringen Reichweite und in der Zurückhaltung der deutschen Autohersteller, die sich derzeit mehr auf elektrische Fahrzeuge konzentrieren. Lediglich ein deutscher Automobilhersteller plant für 2022 ein neues SUV-Modell, das mit Wasserstoff fahren soll.
