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Brennstoffzelle : Wasser im Tank

Das Tanken von Wasserstoff unterscheidet sich nicht wesentlich vom Benzintanken, es dauert nur wenige Minuten. Die Anschlüsse sind inzwischen genormt. Bild: dpa

Den Elektroautos gehört die Zukunft, aber noch fehlt die Reichweite. Abhilfe könnte die Brennstoffzelle bringen, die aus Wasserstoff Strom erzeugt. Dazu hat Shell gerade eine detaillierte Studie vorgelegt.

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          Große Hoffnung setzen viele in den Wasserstoff, er soll der Energieträger der Zukunft sein. Das leichte und ungiftige Gas H2 hat im direkten Vergleich mit anderen Energieträgern so gut wie alle Vorteile für sich – vor allem einen hohen Energiegehalt je Kilogramm, und beim Verbrennen entsteht nur reines Wasser. Eine Vergangenheit hat es auch, das Stadtgas vor gut einem Jahrhundert bestand schon zur Hälfte aus H2. Um den Status des ewigen Talents abzulegen, soll nun der Durchbruch im Verkehr gelingen. Denn ein Elektroauto, das seinen Strom aus H2 und Luftsauerstoff selbst herstellt, ist lokal emissionsfrei. Weil aber niemand ein noch so sauberes Fahrzeug kauft, wenn die Betriebskosten zu hoch sind, soll H2 an den Tankstellen billiger werden.

          Lukas Weber

          Redakteur im Ressort „Technik und Motor“.

          Der derzeitige Preis von 9,50 Euro je Kilo sei vor Jahren angelehnt an die Preise für Diesel und Benzin beschlossen worden, sagt Nikolas Iwan, der Geschäftsführer des Konsortiums H2 Mobility, zu dem sich führende Unternehmen aus der Automobil-, Gase- und Mineralölindustrie zusammengeschlossen haben, mit dem Ziel, eine flächendeckende Infrastruktur für die Wasserstoffmobilität in Deutschland zu schaffen. Mit dem wachsenden H2-Tankstellennetz entwickele H2 Mobility ein neues Kundenangebot, das voraussichtlich auch eine Anpassung der Preisstruktur noch in diesem Jahr beinhalte. Diskutiert werden, wie man hört, 8 Euro.

          Funktionsweise einer Brennstoffzelle: Die Membran in der Mitte lässt nur die Protonen durch, außen liegt Strom an
          Funktionsweise einer Brennstoffzelle: Die Membran in der Mitte lässt nur die Protonen durch, außen liegt Strom an : Bild: Viessmann Werke GmbH & Co. KG

          Viele Tankstellen sind es noch nicht, an denen die Schilder angepasst werden müssen. Derzeit gibt es in Deutschland 27 öffentliche und ein gutes Dutzend firmeninterne Einheiten (weltweit waren es zur Jahreswende 210), das Netz soll aber zügig ausgebaut werden. Die ersten wurden von der im Jahr 2002 gegründeten gemeinsame Initiative von Industrie und Politik Clean Energy Partnership (CEP) eingerichtet, diese Arbeit setzt die H2 Mobility fort. Bis Ende 2018 sollen es 100 Stationen sein, damit wäre Deutschland in der Welt führend. Danach könnte es rasch weitergehen, 400 Tankstellen sind für das Jahr 2023 angepeilt. Diese Zahl und so gut wie alles andere, was man zum Thema wissen möchte, ist der neuen Wasserstoff-Studie von Shell „Energie der Zukunft“ zu entnehmen. Neben dem Grundlagenwissen vermittelt sie die Stoßrichtung im Untertitel: Nachhaltige Mobilität durch Brennstoffzelle und H2.

          Versuche, mit H2 zu fahren, sind freilich nicht neu. In den neunziger Jahren wurden Benzinmotoren mit wenigen Modifikationen eingesetzt, die Zeit war aber noch nicht reif. H2 greift manche Materialien an, außerdem entstehen Stickoxide, die reduziert werden müssten. Schließlich war die Reichweite zu klein. Erst die Kombination aus Elektromotor und Brennstoffzelle führt zu einer konkurrenzfähigen Strecke je Tankfüllung. Ein so ausgerüsteter Mittelklassewagen verbraucht ungefähr ein Kilogramm H2 auf 100 Kilometer, im Tank führt er etwa fünf Kilo mit. Für Mobilität eingesetzt wird H2 auch als Raketentreibstoff, in U-Booten, für die elektrische Versorgung in Schiffen, versuchsweise in Lastwagen und vor allem in Flurförderfahrzeugen. Deren größte Flotte ist in den Vereinigten Staaten unterwegs, dort sind mehr als 11 000 Brennstoffzellenfahrzeuge im Einsatz.

          Bessere Wahl ist das geplante H2-Tankstellennetz

          Personenwagen mit Niedertemperatur-Brennstoffzelle (PEM), die mit etwa 80 Grad Celsius arbeitet, führen einige wenige Anbieter im Programm, die Preise beginnen bei etwa 60 000 Euro. Die Hoffnung ist, dass sie durch größere Stückzahlen und neue Materialien (die das teure Platin in der Zelle ersetzen) auf konkurrenzfähiges Niveau sinken. Überlegungen, gar nicht mit H2 zu fahren, sondern die Autos mit Erdgas zu betanken, das dann von ihnen zu H2 umgewandelt wird, gab es auch schon. Das Verfahren gleicht der PEM im Heizungskeller, wie sie als moderne Version der Kraft-Wärme-Kopplung von einigen Herstellern angeboten wird. Aus dem Erdgas wird in einer Reformierung der Wasserstoff gewonnen, dabei wird Kohlendioxid frei. Allerdings dauert es eine Weile, bis der Prozess in Gang kommt; das Auto brauchte deshalb für den Kaltstart einen zusätzlichen kleinen Wasserstofftank und einen Verdichter, die Kosten würden weiter in die Höhe getrieben. Die bessere Wahl ist daher das geplante H2-Tankstellennetz.

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