Viele Ladesäulen versus schnell tanken
März 2017 / Artikel erschienen in Erneuerbare Energien 02/2017
Pro-Argumente batteriebetriebene Elektromobilität im Gegensatz zu Wasserstoff – Kurt Sigl, BEM-Präsident
Batterieelektrische Fahrzeuge sind bereits heute von verschiedenen Herstellern in Großserie auf dem Markt verfügbar und zu erschwinglicheren Preisen zu haben. Konstant fallende Batteriekosten und Skaleneffekte bei der Herstellung lassen hier sukzessive die Preise fallen. Der Preis für Klein- und Mittelklassewagen mit Akkumulator liegt aktuell zwischen 18.000 (Renault ZOE) und 40.000 Euro (Ford Focus Electric). Das Model S von Tesla ist je nach Ausstattung ab 65.000 Euro erhältlich – rangiert aber auch im Luxussegment. Im Brennstoffzellenbereich gibt es erst ein einziges Fahrzeug, das überhaupt in Großserie gefertigt wird – der Toyota Mirai kann seit 2015 für 78.500 Euro in Deutschland gekauft werden.
Es gibt noch kein praktisch nutzbares Netz an Wasserstofftankstellen – bundesweit sind erst 34 Tankstellen in Betrieb. Eine Wasserstofftankstelle zu errichten kostet über 1 Mio. Euro – ohne Milliardeninvestitionen von Autoherstellern, Energiekonzernen und staatlichen Förderprogrammen wird sich daran auch in naher Zukunft nichts ändern. Batterieautos dagegen können praktisch überall aufgeladen werden, wo es Strom gibt. Die Infrastruktur für Batterieautos ist in Form des Stromnetzes bereits vorhanden – die entsprechenden Ladestationen lassen sich mit relativ wenig Aufwand überall installieren. Das Investitionsvolumen ist dabei gering: ab 2.000 Euro kann man einen 22kW-Ladepunkt errichten. Die Investitionen in Ladesäulen können außerdem schrittweise erfolgen, da die meisten Ladevorgänge in der heimischen Garage stattfinden.
Im Vergleich der Wirkungsgrade ergibt sich von der Energiequelle bis zur Energiebereitstellung im Fahrzeug für ein Elektrofahrzeug mit Brennstoffzelle ein deutlich geringerer Wirkungsgrad als für ein Elektrofahrzeug mit Akkumulator, vor allem durch die notwendige, sehr energieintensive Wasserstofferzeugung und Speicherung. Wegen des Umwegs über die Elektrolyse, den Tank und die Brennstoffzelle verbraucht ein Wasserstoffauto mehr als dreimal so viel Strom wie ein batterieelektrisches Auto. Zudem ist der Wirkungsgrad von der Elektrolyse bis zum Auspuff mit unter 50% sehr gering. Im Vergleich dazu kann der Strom bei einem batterieelektrischen Fahrzeug ohne weitere Energieumwandlungen über die Stromleitung direkt in den Akku eingespeist werden. Es treten kaum Verluste auf: der Wirkungsgrad von Lithium-Ionen-Akkus liegt bei fast 100%.
Das Brennstoffzellenauto hat eine kleine Batterie und eine Brennstoffzelle mit an Bord, welche die Energie des Wasserstoffs in elektrischen Strom umwandelt. Zusätzlich sind außerdem Tanks im Fahrzeug notwendig, in denen der Wasserstoff gelagert wird. Das schränkt den Laderaum zusätzlich ein. Das batterieelektrische Auto ist im Vergleich dazu viel einfacher aufgebaut: es benötigt lediglich möglichst viele Batterien, um die gewünschten Leistungen zu erzielen. Diese können rein theoretisch an jeder Stelle im Fahrzeug verbaut werden, wodurch sehr viel mehr Platz im Innenraum zur Verfügung steht, als bei einem Wasserstoffauto. Ein wichtiges Kriterium bei der Kaufentscheidung potentieller Kunden.
Die Technologien stehen nicht in Konkurrenz zueinander. Vielmehr bestimmt der jeweilige Einsatzzweck, ob eine Batterie oder eine wasserstoffbetriebene Brennstoffzelle den Strom für den Elektromotor liefert. Je größer das Fahrzeug und die erforderliche Reichweite sind, desto eher kommt die Brennstoffzelle zum Einsatz. Da das Volumenproblem bei der Lagerung des Wasserstoffs hier eher beherrschbar wird. So etwa bei Lastwagen im Fernverkehr, Linienbussen im ÖPNV oder im Schienenverkehr. Aufgrund der ausgebauten Ladeinfrastruktur, der Energieeffizienz und der geringeren Kosten hat das batteriebetriebene Elektrofahrzeug momentan jedoch im Bereich der Individualmobilität eindeutig die Nase vorn.
