15.11.2017

Wasserstoff: geeignete Energieressource für Mobilität

Auf dem UN-Klimagipfel in Bonn geht es vor allem um eins: Wie den Ausstoß von Abgasen eindämmen? Nicht nur stationär, auch mobil könnte Wasserstoff einen nicht unwesentlichen Beitrag zum Erreichen der gesteckten Ziele leisten. So das Ergebnis einer Shell-Studie.

Wasserstoff als grüne Energieressource

Nicht nur in Gebäuden eine Alternative

Wasserstoff und Brennstoffzellen (BSZ) sind nicht nur im Gebäudesektor eine geeignete Alternative. Auch im Transportsektor könnten sie als E-Mobilität eine große Zukunft haben. Dies ist eines der Ergebnisse der 72 Seiten umfassenden Studie „Energie der Zukunft? Nachhaltige Mobilität durch Brennstoffzelle und H2“, die Tankstellenkonzern Shell soeben vorgelegt hat. Sie wurde in Zusammenarbeit mit dem Wuppertal Institut erstellt.

Brennstoffzellensysteme in Ein- und Mehrfamilienhäusern

Speziell für die Hausenergieversorgung gibt es demnach in Deutschland sowie in zwölf EU-Mitgliedstaaten mit „Callux“ und „ene.field“ große Demonstrationsprojekte, in denen insgesamt über 1.500 Brennstoffzellensysteme in Ein- und Mehrfamilienhäusern betrieben werden. Mittlerweile sind in Europa erste Brennstoffzellensysteme für die Hausenergieversorgung kommerziell verfügbar. In Japan sind durch das staatliche „Ene-Farm“-Projekt fast 200.000 gasversorgte Brennstoffzellensysteme für die Hausenergieversorgung installiert. Bis 2020 sollen es 1,4 Millionen, bis 2030 5,3 Millionen Systeme sein.

Mobile Anwendungen

Aber auch als Energiequelle für mobile Anwendungen wird Wasserstoff eingesetzt. So in der Raumfahrt als Raketentreibstoff, bei U-Booten, in Flurförderfahrzeugen wie Gabelstaplern oder Zugmaschinen für Material-Handling, städtischen Bussen oder PKWs. Allerdings hier bislang nur in äußerst begrenztem Umfang. Nach Angaben der Deutschen Gesellschaft für Sonnenenergie e.V. (DGS) gibt es davon heute erst ganze 5.000 Autos weltweit.

Mobilität durch Brennstoffzellen und H2

Schwerpunkt der Shell-Studie ist die Nachhaltige Mobilität durch Brennstoffzellen und H2. Im Bereich Mobilität stehen Brennstoffzellen-Pkw im Vordergrund. Allerdings können Wasserstoff und Brennstoffzelle auch von anderen Verkehrsmitteln genutzt werden.

Reichweite von Brennstoffzellen-Pkw

Die Reichweite von Brennstoffzellen-Pkw liegt heute bei etwa 500 km. Hierfür werden bei aktueller Fahrzeugtechnik sowie in Abhängigkeit von Fahrzeug, Fahrweise und Fahrbedingungen etwa vier bis sechs Kilogramm Wasserstoff benötigt. Um für einen Pkw vier bis sechs Kilogramm H2 bei 700 bar zu speichern, werden etwa 100 bis 150 Liter Tankvolumen benötigt. Otto- oder Benzintanks für Kompakt- und Mittelklasse-Pkw liegen heute bei 50 bis 60 Litern Tankvolumen; während Oberklassefahrzeuge und leichte Nutzfahrzeuge 70 bis 80 Liter mit sich führen.

Ein Tankstellennetz nach Ende von Benzin und Diesel?

Shell Deutschland steuert nach Schätzung der DGS allein in Deutschland rund 2.000 Tankstellen mit seinen Tankwagen an. Für ein Auslaufen von Benzin und Diesel als Primärenergieträger mobil nutzbarer Energie müsse er vorsorgen. Deswegen propagiere der Konzern den Ausbau der Tankstellen mit Wasserstoff-Technologie zwecks Ausnutzung staatlicher Unterstützung und hierfür der mobilen Nutzung des Gases.

Erste Wasserstoff-Station in Bremen

Tatsächlich hat Shell erst kürzlich zusammen mit Daimler als Partner auf der PKW-Herstellerseite und Linde als Partner für die Kompressions- und Tiefkühltechnik von Wasserstoff eine erste Wasserstoff-Station in Bremen in Betrieb genommen. Damit Wasserstoff-Mobilität zur Erfolgsgeschichte wird, bedürfe es, so Shell in einer Pressemitteilung, eines attraktiven Angebots an Brennstoffzellen-Fahrzeugen sowie zugleich einer entsprechenden Versorgungs-Infrastruktur. Das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur fördere deshalb den Bau der ersten 50 Wasserstoff-Tankstellen über das Nationale Innovationsprogramm Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NIP). Es beteiligt sich mit rund 900.000 Euro am Bau der Anlage in Bremen.

DGS Lobby der Solartechnik

Demgegenüber hält sich das Interesse der DGS als Organisation von Firmen der Solartechnik und Erneuerbarer Energien an einer Ausweitung von Wasserstoff als Energieträger für PKW in eher engen Grenzen. Hier kritisiert man einen zu geringen Wirkungsgrad, hohe Energieverluste durch Transport zu den Tankstellen, bei den Speichern und Betankungsvorgängen sowie Technik-Kosten für jede H2-Tankstelle von derzeit einer Million Euro in einem zur flächendeckenden Wasserstoff-Versorgung notwendigen Netz von rund 14.000 Tankstellen in Deutschland. Von weiteren Kosten wie für die benötigten Groß-Elektrolyseure ganz zu schweigen.

Dezentrale Versorgung mit dem „Wasserstoff-Ei“

Beide, die Apostel konventioneller Wasserstoff-Belieferung von Tankstellen zwecks Aufrechterhaltung des bestehenden Netzes wie die Jünger mobiler Nutzung von Solar-Technik übersehen dabei die Möglichkeiten, die die dezentrale Nutzung von Wasserstoff in PKW mithilfe des „Wasserstoff-Eies“ eröffnet, wie es von Wissenschaftlern der Universitäten Rostock und Ilmenau jetzt entwickelt wurde.

Autor: Friedrich Oehlerking (Freier Journalist und Experte für Einkauf, Logistik und Transport)