Wasserstoff – Wie sehr eignet sich das Gas als Auto-Treibstoff?

Wasserstoff kann Energie in einer Form speichern und liefern, die es zu einer interessanten alternativen Energieressource –  nicht nur für Autos – macht. Theoretisch kann es umweltfreundlich und weitestgehend emissionsfrei gewonnen werden. In der Praxis gibt es jedoch viele Hürden zu überwinden, bevor Wasserstoff massentauglich wird.

Wie würde Wasserstoff als Treibstoff funktionieren?

Energie trägt Wasserstoff in chemischer Form und zwar in der Verbindung von zwei Wasserstoffen (Dihydrogen). In dieser Form kommt Wasserstoff unter Bedingungen, die auf der Erde herrschen vor. Viel häufiger ist es jedoch noch in der oxidierten Form Dihydrogenmonoxid, was einfach nur der chemische Ausdruck für Wasser ist. 

Dabei trägt die Verbindung zwischen zwei Wasserstoff-Molekülen mehr Energie als die Verbindung zu einem zusätzlichen Sauerstoff-Teilchen. Bei dem Verbrennungsprozess zu Wasser wird also elektrische Energie in Form von Ionen frei. Das ist die chemische Grundlage für Wasserstoff als Treibstoff. Zur Nutzung als Treibstoff müssen Brennstoffzellen eingesetzt werden.

Die Brennstoffzelle – Grund für den Hype um Wasserstoff?

In den Brennstoffzellen wird die oben genannte Verbrennung von Wasserstoff vorangetrieben. Diese lassen sich mittlerweile effizient herstellen. Bei dem Prozess selbst entstehen keine Emissionen. Abgegeben wird dabei ausschließlich Wasser, das von einem Auto einfach durch einen Auspuff auf die Straße geleitet wird. Zudem sind die Brennstoffzellen sehr leise und fügen dem Lärmfaktor eines Autos fast nichts hinzu. Brennstoffzellen und ihre Funktion klingen fast zu gut um wahr zu sein, doch natürlich gibt es viele Bedenken – auch in Umweltfragen.

Wie gut ist Wasserstoff für die Umwelt?

Ein großes Bedenken ist die Schädlichkeit für die Ozonschicht. Indirekt könnte Wasserstoff in der Ozonschicht schwere Schäden verursachen. Bei einer globalen Wasserstoffwirtschaft sei damit zurechnen, dass auch Unmengen an Wasserstoff durch Lecks und ähnliche Defekte in die Atmosphäre gelangen. Hier verursacht das ultraleichte Gas indirekt Bedingungen, die den Abbau von Ozon begünstigen könnten. Ein weiteres riesiges Feld ist die Produktion von Wasserstoff. 

Wie nachhaltig lässt sich Wasserstoff produzieren?

In Deutschland ist Wasserstoff derzeit hauptsächlich ein Nebenprodukt der Industrie und wird von dieser zu großen Teilen für den Eigenbedarf genutzt. Zu großen Teilen sind dabei Kohlenwasserstoffe involviert. Die Produktion von Wasserstoff auf diesem Wege ist sehr emissionsintensiv und kommt damit für eine klimafreundliche Wasserstoffwirtschaft nicht in Betracht.

Es gibt aber auch noch die Alternative, Wasserstoff durch Aufwand von elekrischer Energie herzustellen. Nämlich durch die Elektrolyse. Bei dieser wird elektrische Energie dazu verwendet, Wasserstoff und Sauerstoff voneinander zu trennen. Allerdings ist diese Form der Wasserstoffgewinnung wiederum sehr energieintensiv. Es ist schwierig genaue Angaben dafür zu machen, wie hoch die Energieeffizienz gegenüber elektrischen Autos ist. In der Doku “Who killed the Electric Car” wird geschätzt, dass ein Wasserstoff-betriebenes Auto etwa das drei- bis vierfache eines elektrischen Autos an Energie verbraucht.

Allerdings ist diese Doku von 2006. Inzwischen hat sich die Effizienz verbessert. Der Mehraufwand wird aber logisch schon dadurch deutlich, dass die Energie, die direkt in Autos gesteckt werden könnte, zuerst im Wasserstoff gespeichert wird, der noch gelagert und transportiert werden muss. Dennoch setzen Länder wie Japan auf Wasserstoff und das Thema kommt auch hierzulande immer wieder auf. 

Wie sind die Entwicklungen in Japan einzuschätzen?

In Japan ist die Wasserstoff-Industrie stark von Subventionen abhängig. Es wird spannend sein zu beobachten, wie Japan in Zukunft dabei vorgehen wird und wie japanische Auto-Hersteller den Spagat zwischen Wasserstoff-Technik und anderer Technik schaffen wollen – gesetzt dem Fall, sie wollen weiterhin erfolgreich im Ausland agieren. Derzeit ist Japan, das einzige Land, das eine “Wasserstoff-Gesellschaft” umsetzen will. Bisher scheint es so als würde das Wasserstoff-Auto ein japanisches Phänomen werden. Wobei Japan derzeit zu großen Teilen von Gas, Öl und Kohle als Energieressource abhängig ist. Genau hier liegt der Knackpunkt.

Ohne Energiewende gelingt auch das Wasserstoff-Auto nicht

Bei der Elektrolyse-Produktion hängt die Umweltfreundlichkeit und Emissionseffizienz einer Wasserstoffwirtschaft natürlich mit der Energiewirtschaft eines Landes zusammen. Stammt die Energie vorrangig aus Kohle und Gas ist die Umweltbilanz von Wasserstoff-Autos natürlich schlecht. Bis 2030 will Deutschland aus der Kohle ausgestiegen sein. Ohne unseren Energiebedarf massiv zu verringern, reicht die Energieproduktion aus regenerativen Quellen aber nicht für unseren Bedarf aus. Auch Nuklear-Energie, die zumindest emissionssparsam ist, ist in Deutschland keine Alternative. Derzeit sieht es aber nicht danach aus, dass uns die Energiewende im vorgesehenen Zeitraum gelingen würde. 

Ein Nischen-Dasein wird Wasserstoff vermutlich dennoch führen können. Es wird immer noch viel in Forschung investiert und  zudem könnte es durchaus Sinn ergeben, Überschüsse aus regenerativen Energiequellen dafür zu nutzen, sie in Wasserstoff zu speichern. Allerdings setzen die meisten Länder und Firmen hier lieber auf den Ausbau von Batterien und Energiespeichersystemen. Ohne die nötige Infrastruktur für Wasserstoff gibt es daher auch wenige Gründe für Autohersteller, sich ausgiebig dem Thema Wasserstoff-Auto zu widmen.