Warum Wasserstoffautos unsere Zukunft sein könnten

Verbrennungsmotoren schaden unserem Klima und unserer Umwelt, so wird es uns zumindest berichtet. Aus diesem Grund werden immer mehr E-Autos zugelassen. Die Anschaffung eines E-Autos wird sogar vom Staat finanziell gefördert. So sollen immer mehr Verbraucher dazu angeregt werden, den Umstieg vom Verbrenner zum E-Auto zu tätigen. Doch viele Autofahrer sind davon noch nicht ausreichend überzeugt – und das zurecht, denn auch der Strom muss irgendwie erzeugt und die Autobatterien irgendwann entsorgt werden. Zudem ist die Produktion der Akkus aufgrund der eingesetzten Rohstoffe und des notwendigen Energieaufwands nicht gerade optimal.

Neben Verbrennungsmotoren und Akku-betriebenen Fahrzeugen gibt es aber noch eine weitere Alternative, die möglicherweise beides irgendwann einmal ablösen könnte. Dies wäre zumindest der Idealfall. Die Rede ist vom Wasserstoff, dessen Forschung, Infrastruktur und damit verbundene internationale Partnerschaften immerhin mit neun Milliarden Euro vom deutschen Staat bezuschusst werden. Ein Großteil davon wird in Industrieprozesse investiert, zum Beispiel für die Stahlerzeugung oder verschiedene Chemiewerke. Doch die sogenannte Nationale Wasserstoff-Strategie könnte bald schon auch für Bürger interessant und von Bedeutung sein, denn sie könnte sich im täglichen Straßenverkehr als durchaus nützlich erweisen.

Was genau ist das eigentlich, dieser Wasserstoff?

Wasserstoff ist ein Element, das auf unserem Planet Erde quasi unbeschränkt verfügbar ist. In seiner Verwendung als Kraftstoff sorgt er kaum für eine Umweltbelastung, denn Wasserstoff produziert hauptsächlich Wasserdampf und so gut wie keine Abgase.

Man kann mit Wasserstoff viel Energie freisetzen, ohne die Umwelt mit Feinstaub, CO2-Emissionen oder Unmengen an Stickoxid zu belasten.

In der Theorie klingt das also nach dem idealen Mittel für den Antrieb unserer Fahrzeuge. Doch leider gibt es einen Haken, denn Wasserstoff lässt sich nur mit sehr viel Aufwand herstellen. Dies liegt daran, dass Wasserstoff in unserer Natur fast ausschließlich als Verbindung mit weiteren Stoffen vorkommt.
So bilden zum Beispiel Sauerstoff und Wasserstoff unser täglich Wasser, in Methan oder Erdöl kommt Wasserstoff gemeinsam mit Kohlenstoff vor. Man bräuchte das Element als isoliertes, reines Gas und genau hier liegt die große Herausforderung.

Wie entsteht Wasserstoff?

Derzeit wird Wasserstoff hauptsächlich über die sogenannte Dampfreformierung von den anderen Stoffen isoliert. Unter Energiezufuhr reagieren Erdgas und Wasserdampf, sodass am Ende Kohlendioxid und Wasserstoff dabei herauskommen. Leider ist diese Art der Wasserstoffgewinnung nicht gerade umweltfreundlich. Eine weitere Variante ist die Spaltung von Wasser durch die sogenannte Elektrolyse.
Hierfür wird jedoch eine Menge Strom benötigt. Damit der Vorgang umweltfreundlich erfolgt, müsste auch der Strom nachhaltig zur Verfügung gestellt werden, ansonsten würde der gewonnene „grüne“ Wasserstoff keinen allzu großen Mehrwert bieten. Das große Problem bei der Sache ist aber, dass zu viel Strom dafür aufgewendet werden muss. Das Verhältnis von Aufwand und Ertrag ist leider nicht ausgeglichen, da bei dem Verfahren der Elektrolyse bis zu einem Drittel der genutzten Energie in Form von Abwärme verloren geht.

Auch der Transport von Wasserstoff stellt ein recht großes Problem dar, denn Wasserstoff ist ein Gas und beansprucht deshalb viel Platz. Es gibt nur zwei Wege, wie man Wasserstoff transportieren könnte: Entweder man würde es komprimieren was jedoch extreme Bedingungen erfordert und ebenfalls viel Energie benötigt. Oder man kühlt das Gas soweit herunter, bis es flüssig ist. Hierfür bräuchte man aber eine Temperatur von Minus 253 Grad Celsius.

Und wie kann Wasserstoff für Autos genutzt werden?

Wenn von Wasserstoff betriebenen Autos die Rede ist, dann sind eigentlich die Brennstoffzellen-Autos gemeint. Sie ähneln in ihrer Technik eigentlich sehr dem E-Auto, denn auch die Wasserstoffautos besitzen eine Batterie.

Der Unterschied liegt aber darin, dass die Batterie des Wasserstoffautos ihren Strom selber erzeugen kann und nicht aufgeladen werden muss.

Man kann sie sich wie ein kleines Kraftwerk vorstellen. Das funktioniert folgendermaßen: Im Tank des Autos ist Wasserstoff, der mit der Luft aus der Umgebung reagiert. Es entsteht eine Knallgas-Reaktion, bei der eine große Menge an Energie freigesetzt wird. Diese Energie kann als Strom genutzt werden, der die verbaute Batterie auflädt und somit den Motor des Autos zum Laufen bringt.

Hat Wasserstoff wirklich Potential als Energiequelle für Autos?

Weil die Gewinnung von Wasserstoff so aufwendig und energieintensiv ist, ist es Stand heute nicht denkbar, dass eines Tages alle Autos dieser Welt mit einem wasserstoffbasierten Kraftstoff betrieben werden, denn hierfür müsste viel zu viel Energie verschwendet werden. Es gibt aber bereits zwei Auto-Modelle auf dem Markt, die mit Wasserstoff angetrieben werden. Zum einen den Hyundai Nexo sowie den Toyota Mirai. Auch Mercedes begann damit, ein solches Modell zu produzieren, stellte die Produktion jedoch kurze Zeit später wieder ein – vermutlich, weil es nicht rentabel ist. Schließlich kosten die Fahrzeuge um die 63.000 bis 80.000 Euro.
Außerdem ist die Versorgung etwas rar: In ganz Deutschland stehen bislang nur 130 Wasserstoff-Tankstellen zur Verfügung. Zum Vergleich: Im Nachbarland Frankreich gibt es lediglich 5 dieser Tankstellen! Nicht gerade ein Anreiz, sich ein solches Auto zuzulegen.