Wasserstoff-Fahrzeuge: Zukunftsträchtige Ergänzung zur E-Mobilität

Der Klimawandel ist in der Steiermark angekommen und stellt uns bereits heute vor große Herausforderungen. Um ihm entgegen zu wirken, ist das Einsparen von schädlichen Treibhausgasemissionen unerlässlich. Der Ausbau der Energiegewinnung aus erneuerbare Quellen wie Wind- und Sonnenkraft ist dabei eine wichtige Säule, aber auch im Fahrzeugsektor braucht es eine Wende. Diese ist bereits im Gange: Aktuell sind mehr als 6500 E-Fahrzeuge in der Steiermark zugelassen. Tendenz stark steigend - und im Alltag bereits ein gewohnter Anblick.

Doch die Forschung schreitet voran und sieht vor allem im Wasserstoff-Antrieb eine Zukunftsperspektive für den Verkehr. Wie ein steirischer Vorzeige-Taxiunternehmer beweist, ist die Technik bereits serienreif und eine praxistaugliche Alternative: Gerhard Kraus aus Wildon ist seit vergangenem Jahr mit dem ersten wasserstoffbetriebenen Taxi Österreichs unterwegs. Seine Erfahrungen fasst er knapp zusammen: „Es fährt sich wie ein normales Auto, nur eben viel klima- und umweltfreundlicher. Und das ist doch das Beste, was man über diese Technologie sagen kann." Sein Ziel: „Das erste Taxiunternehmen zu sein, das zu 100 Prozent auf die Brennstoffzelle setzt. Österreich hat beste Voraussetzungen dafür: Mit dem Know-how in der Forschung und der Industrie und mit den natürlichen Ressourcen Wind, Wasser und Sonne für eine umweltfreundliche Wasserstofferzeugung", ist Kraus überzeugt.

Die Brennstoffzelle kann die chemische Energie des Kraftstoffs Wasserstoff in Verbindung mit Luftsauerstoff direkt in elektrische Energie umwandeln. Einziges „Abgas" ist hochreines Wasser. Brennstoffzellenfahrzeuge (Fuel Cell Electric Vehicles, FCEV) verfügen nach aktuellem Entwicklungsstand über Reichweiten von circa 600 km bei gleichzeitig hoher Nutzlast und ermöglichen das Heizen im Winter ohne signifikante Reichweitenreduzierung. Zugleich ermöglicht die geringe Betankungszeit von maximal fünf Minuten bei PKWs in Flotten oder Taxis eine hohe Flexibilität und Verfügbarkeit der Fahrzeuge - auch als LKW und Busse.

Wasserstoff wird großtechnisch mittels Stroms und Elektrolyse mit circa 70 Prozent Wirkungsgrad erzeugt. Um die Dekarbonisierung des Verkehrsektors zu ermöglichen, muss der benötigte Wasserstoff „grün", nämlich aus erneuerbaren Energieträgern, hergestellt werden.

Die Kosten für Wasserstoff, die direkt an der Tankstelle zu bezahlen sind, hängen stark vom gewählten Erzeugungspfad ab. Derzeit betragen sie neun Euro pro Kilogramm, eine Tankfüllung mit rund sechs Kilogramm kostet damit rund 54 Euro. Wenn erneuerbare Energien und Elektrolyse in Betracht gezogen werden, könnte der Preis auf ungefähr sechs Euro pro Kilogramm reduziert werden. Einmal Volltanken für rund 600 Kilometer Reichweite käme dann auf nur mehr 36 Euro. „Die Kosten für die Errichtung einer Wasserstofftankstelle belaufen sich derzeit auf etwa eine Million Euro - durch Skaleneffekte könnten dies auf rund 400.000 Euro sinken", erwartet der steirische Wasserstoffexperte Alexander Trattner von der TU Graz. Am Beispiel Österreich wären 40 Tankstellen erforderlich, um ein flächendeckendes Netz unter 15 Kilometern zu realisieren.

Wasserstoffmobilität ist reif

• Hohe Reichweite, 600 Kilometer und mehr. Im Winter und Sommer besteht kein Unterschied

• Schnelle Betankung, circa fünf Minuten, an herkömmlichen Tankstellen möglich

• Serienfahrzeuge in zweiter Generation vorhanden, Industrialisierung schreitet voran

• Brennstoffzellen ermöglichen bereits jetzt serienreife Busse und LKW

• Wasserstofffahrzeuge entsprechen bei der Sicherheit aktuellen konventionellen Fahrzeugen

Kennwerte von FCEV, BEV und Benzinern- Wasserstoff eindeutig Nummer Eins

• Eindeutiges Ergebnis bei den Gesamt Co2-Emissionen inklusive Fahrzeugherstellung

• Brennstoffzellenfahrzeuge haben den besten ökologischen (Gesamt)Fußabdruck

• Brennstoffzellenfahrzeug Nummer Eins im Co2-Gesamt Vergleich unter Einbezug der Herstellung:

Durch ein gleichartiges Batteriefahrzeug ensteht um 160 Prozent mehr Co2/km

Durch ein gleichartiges Benzinfahrzeug entsteht um 340 Prozent mehr Co2/km     

Wasserstofferzeugung und Tankstelleninfrastruktur

• Derzeit fünf Tankstellen in Österreich, damit sehr schlechte Versorgung

• 40 Tankstellen genügen für flächendeckende Versorgung (> 15 Kilometer Umkreis)

• Kosten je Tankstelle derzeit circa eine Million Euro, könnte auf 0,4 Millionen Euro sinken, wenn in größerer Anzahl errichtet

• 16 Millionen Euro Investition und Österreich verfügt über ein flächendeckendes Wasserstoff-Tankstellennetz

Vergleich zwischen Wasserstoff-Brennstoffzellen und Batterien

• FCEV haben deutlich besseren ökologischen Fußabdruck

• FCEV benötigen kein Lithium oder seltene Erden. Keine Abhängigkeit von China

• Brennstoffzelle als FCEV Kernbestandteil ist in Europa ohne Probleme produzierbar. Keine Abhängigkeit von Non EU-Lieferanten, wie im Batteriebereich

• FCEV fast vollständig recyclebar, BEV: Problembereich Lithium in den Batterien.

• Grüne Erzeugung von Wasserstoff ermöglicht den Ausgleich von Leerläufen im Energiebereich → Stabilisierung, Energiespeicher

• Betankung FCEV sehr kurz, weniger Tankpunkte, Infrastruktur, als bei BEV werden benötigt

• Infrastruktur für FCEV Betankung ist einfach einzurichten

• FCEV sind auch geeignet für große Fahrzeuge und Langstreckenfahrzeuge 

Anschaffungs- und Betriebskosten von Brennstoffzellenfahrzeugen

• FCEV Anschaffungskosten sehr hoch. Bei BEV gibt es bereits günstige Modelle. Kostenentwicklung bei FCEV stark sinkend, Toyota Mirai 2: - 23 Prozent im Vergleich zum Mirrai 1

• Deutliche Senkungen durch höhere Stückzahlen sehr wahrscheinlich

• Betriebskosten von FCEV derzeit höher als BEV, können bei hohem Volumen 60 Prozent geringer als bei BEV sein

• Kosten Wasserstoff können dramatisch sinken, Potential von -75 Prozent