Wasserstoff: Deshalb zögern deutsche Autohersteller noch

40 Milliarden Euro wollen die deutschen Automobilhersteller in den nächsten drei Jahren in alternative Antriebe investieren. Wasserstoff spielt dabei jedoch keine große Rolle. Tatsächlich fließt nur ein Bruchteil der Investitionssumme in Brennstoffzellen. Anders sieht es im asiatischen Raum aus.

By Rl91 (Own work) [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0), via Wikimedia Commons

Folgt Trendsderzukunft auf Youtube und Instagram

Wasserstoff als Alternative zu Elektroautos

Elektroautos haben nach wie vor ihre Schwachstellen. Insbesondere die Tatsachen, dass die Reichweite begrenzt ist und die Batterien anschließend neu geladen werden müssen, schreckt viele potentielle Käufer ab. Die Reichweite-Problematik wird besonders deutlich, wenn es draußen kalt ist. Der Jaguar i-Pace etwa hat laut WLTP-Normzyklus eine Reichweite von 467 Kilometer. Unter frostigen Bedingungen schafft er kaum noch 300 Kilometer. Brennstoffzellenfahrzeuge könnten hier echte Alternativen schaffen, die ohne normalen Verbrennermotor auskommen.

Ganz auf dem Abstellgleis ist der Wasserstoffantrieb auch in Deutschland nicht. So arbeitet Daimler etwa an einem Baukastensystem für Brennstoffzellen, das 2022 im Elektrobus eCitaro zum ersten Mal zum Einsatz kommen könnte. Allerdings ist die Technologie auch nach 25 Jahren Forschungsarbeit noch deutlich teurer als Batteriesysteme, was die deutschen Hersteller zögern lässt.

Anders sieht es in Asien aus. Der koreanische Hersteller Hyundai will beispielsweise bis 2030 700.000 Brennstoffzellensysteme pro Jahr herstellen. Der Hersteller setzt darauf, dass Wasserstoff-Antriebe den Transportsektor nachhaltig verändern werden. Und die deutschen Hersteller wollen mitmachen: Audi ging diesbezüglich eine Partnerschaft mit Hyundai ein, BMW arbeitet mit Toyota zusammen.

LOHC soll Infrastrukturprobleme lösen

Ein zentrales Problem der Brennstoffzellen ist ihre Effizienz: Etwa die Hälfte der eingesetzten Energie geht verloren. Außerdem hapert es an Infrastruktur: In Deutschland sind nur 55 Tankstellen entsprechend gerüstet, bis Ende 2019 sollen es dann 100 sein. Konventionelle Kraftstoffe können indes an mehr als 10.000 Tankstellen nachgefüllt werden, und auch Ladepunkte für Elektroautos gibt es inzwischen in großer Zahl – auch wenn die diesbezügliche Infrastruktur ebenso noch ausbaufähig ist.

Ein Team rund um Prof. Peter Wasserscheid, der das Helmholtz-Institut für Erneuerbare Energien in Erlangen-Nürnberg leitet, möchte das Infrastruktur-Problem für Wasserstoff lösen. Dazu haben die Forscher eine kraftstoffähnliche Flüssigkeit entwickelt, mit der es möglich ist, Wasserstoff mit der bereits existierenden konventionellen Kraftstoff-Logistik zu speichern, zu lagern und zu transportieren. Dabei setzen sie auf eine bereits bewährte Chemikalie: „ Seit den Sechzigerjahren sind industrielle Wärmeträgeröle im Einsatz. Sie sind billig und extrem hitzestabil. Im Unterschied zu heutigen Kraftstoffen stellen sie also kein Gefahrgut dar„, so Wasserscheid. Die Trägerflüssigkeit mit dem Namen „Liquid Organic Hydrogen Carrier“ (LOHC) kann pro Liter mehr Wasserstoff binden als die gleiche Menge Druckgas bei 700 bar.

Erster Einsatz auf Schienen

Um LOHC wie geplant einsetzen zu können, muss aber die Technologie der Brennstoffzellen angepasst werden. Aktuell wäre es lediglich möglich, LOHC günstig an Tankstellen zu liefern, die den darin gebundenen Wasserstoff dann in Hochdruckgas transformieren, um im Anschluss Wasserstoffautos betanken zu können. Der nächste Schritt wäre jedoch, den Wasserstoff im Auto selber aus der Trägerflüssigkeit heraus in der Brennstoffzelle zu Strom zu transformieren. Mit 80 Litern LOHC käme ein Fahrzeug dann etwa 500 Kilometer weit. Die Tankzeit läge bei etwa drei Minuten. Erste Prototypen werden bereits unter Laborbedingungen getestet.

Ihren ersten Praxiseinsatz soll LOHC jedoch auf der Schiene absolvieren. In Deutschland sind 40 Prozent des Bahnnetzes noch nicht elektrifiziert, woraus ein akuter Bedarf an Wasserstoff-Loks als Alternative zur dieselgetriebenen Variante resultiert. Um Züge mit Druckwasserstoff zu betanken, müsste die komplette Infrastruktur neu aufgebaut werden. LOHC ermöglicht es jedoch, die vorhandene Technologie zu nutzen. Grund genug für das Bayerische Wirtschaftsministerium, Fördermittel in Höhe von 28 Millionen Euro zu bewilligen. Damit soll innerhalb von 5 Jahren ein LOHC-Nahverkehrszug auf die Schienen gebracht werden.

Auch ein Einsatz direkt im Auto ist grundsätzlich möglich, wenngleich noch problematisch. Es müsste ein extra Reaktor mit Pufferbatterie eingesetzt werden, um das Gas aus der Trägerflüssigkeit freizusetzen. Außerdem müsste der Wasserstoff aufgrund der empfindlichen Brennstoffzellen von den Rückständen der Flüssigkeit befreit werden.