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Alternative Antriebe

„Wasserstoff wird unterschätzt“

Alles auf E? Die Automobilbranche setzt stark auf die Elektromobilität. Doch dabei drohen einige sinnvolle alternative Antriebe übersehen zu werden, schreibt Prof. Dr. Christian Sattler vom Institut für Solarforschung am Deutschen Zentrum für Luft und Raumfahrt in seinem Gastbeitrag.

Prof. Dr. Christian Sattler
Prof. Dr. Christian Sattler - der promovierte Chemiker leitet die Abteilung Solare Verfahrenstechnik im Institut für Solarforschung des Deutschens Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Köln und ist Professor für Solare Brennstofferzeugung an der TU Dresden. Dort forscht er an der Umwandlung von Sonnenenergie in flüssigen Kraftstoff.

Hätten Sie’s gewusst? Deutschland hat eine bessere Infrastruktur an Wasserstoff-Tankstellen als das moderne, umweltbewusste Kalifornien. Doch das Kraftfahrtbundesamt registrierte zum 1. Januar 2019 lediglich 392 Fahrzeuge mit Brennstoffzellen in Deutschland. Angesichts des breiten Trends zur Elektromobilität, genauer gesagt zur batterieelektrischen Mobilität, scheinen andere alternative Antriebe aus der allgemeinen Wahrnehmung zu verschwinden.

Batterieelektrische Fahrzeuge sind sicher gut für den Stadtrandverkehr geeignet: Die Strecken sind überschaubar, die Ladeinfrastruktur ist gut ausgebaut. Für den reinen Stadtverkehr mag das im gleichen Ausmaß gelten, hier muss man aber angesichts der zunehmend überfüllten Citys generell den individuellen Autoverkehr hinterfragen. Doch bei längeren Strecken und bei schweren Fahrzeugen sind Batterien angesichts ihrer relativ geringen Reichweite und ihres hohen Gewichts kaum sinnvoll. Lkw, Züge und Schiffe werden wir kaum mit Batterien betreiben können.

Nachteile der Batterien

Batterien haben weitere Nachteile. Da sind zum einen die Rohstoffe: Lithium ist rar, Kobalt gesundheitsschädlich und kann Krebs erregen. Die oft genannten seltenen Erden sind zwar gar nicht so selten, problematisch ist aber, dass sie mehrheitlich aus nur einem Förderland kommen, der Volksrepublik China, und bei steigender Nachfrage so starke Abhängigkeiten entstehen können. Zum anderen muss man davon ausgehen, dass die Mechanik im Auto wahrscheinlich langlebiger ist als die Batterie. Wenn also nach beispielsweise zehn Jahren die Batterie nicht mehr funktionstüchtig ist, kaufen Sie sich dann für ihr zehn Jahre altes Auto eine neue, teure Batterie? Ist das sinnvoll?

Für lange Strecken und große Gewichte ist E-Mobilität mit Wasserstoff und einer Brennstoffzelle als Energiewandler ein idealer Antrieb. Vielfach wird er auch schon in dem Bereich eingesetzt. In Deutschland etwa ist der Rhein-Main-Verkehrsverbund einer der Vorreiter beim Einsatz von Wasserstoff in Nahverkehrszügen. Auch StreetScooter, der Hersteller von Elektro-Transportern für die Post, ist jetzt in die Produktion von Brennstoffzellen-Fahrzeugen für den Logistikverkehr über längere Strecken eingestiegen.

Und auch für Pkw bietet sich Wasserstoff an: Wir haben am Zentrum für Luft- und Raumfahrt auch ein Fahrzeug, mit dem wir zwischen den Standorten Köln und Jülich pendeln. Das sind etwa 150 Kilometer hin und zurück. Wenn Sie vernünftig fahren, schaffen Sie das dreimal mit einer Füllung. Und außerdem liegen drei Wasserstoff-Tankstellen auf dem Weg.

Warum fristen angesichts solcher handfester Vorteile Wasserstoff-Fahrzeuge bei europäischen Herstellern immer noch ein Nischendasein? Ich glaube, da fehlt vielfach das Verständnis, wie sich die Märkte entwickeln werden. In Japan und Korea etwa ist das anders, dort werden Brennstoffzellen-Autos produziert.

Erdgas und synthetische Kraftstoffe

Aber Wasserstoff wird sicherlich nur ein Baustein in einem Antriebsmix der Zukunft sein. Erdgas macht im Moment den größten Anteil der alternativen Antriebe aus. Das ist eine finanziell günstige Antriebsart, stellt aber für die Herausforderung, CO2-Emissionen zu senken, nur eine Übergangslösung dar, schließlich werden hier auch fossile Rohstoffe verbrannt.

Eine interessante Alternative sind synthetische Kraftstoffe. Sie eignen sich überall da, wo wir Verbrennungsantriebe schwer ersetzen können, also zum Beispiel im Flugverkehr. Im Straßenverkehr könnten sie auch eine Alternative sein, weil sie die vorhandene Infrastruktur der Tankstellen nutzen können. Ob synthetische Kraftstoffe zu konkurrenzfähigen Preisen angeboten werden können, hängt nicht zuletzt von der steuerlichen Ausgestaltung ab: Wenn CO2 stärker besteuert wird, könnten synthetische Kraftstoffe aus Luft und Wasser, die eben keine CO2-Emissionen verursachen, profitieren. Damit könnte das, solange wir viele Autos mit Verbrennungsmotoren haben, durchaus eine sinnvolle Technologie sein.

Prof. Dr. Christian Sattler

Der promovierte Chemiker leitet die Abteilung Solare Verfahrenstechnik im Institut für Solarforschung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Köln und ist Professor für Solare Brennstofferzeugung an der TU Dresden. Dort forscht er an der Umwandlung von Sonnenenergie in flüssigen Kraftstoff.

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