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Wie funktioniert Auto mit Brennstoffzelle?

Wie funktioniert Auto mit Brennstoffzelle?

Copyright Abbildung(en): shutterstock / Lizenzfreie Stockfoto- Nummer: 1145964545

Wie ein Auto mit Brennstoffzelle funktioniert ist eigentlich eine kleine Erfolgslegende. Denn es gab tatsächlich keinen Nachteil in dessen Geschichte, der in den eigenen Eigenschaften begründet läge. An dieser Stelle mag der Eine oder Andere denken, dessen „Geschichte“ sei doch zu kurz, um Rückschlüsse überhaupt zuzulassen. Und wenn Brennstoffzellen-Autos gut wären, hätte man doch längst mehr davon gebaut.

Seit wann existieren Brennstoffzellen-Autos? Davon hört man doch erst seit wenigen Jahren. Außerdem gibt es kritische Stimmen. Und nicht jede Marke bietet Brennstoffzellen-Autos überhaupt an. Nicht einmal Volkswagen macht mit – im Gegenteil. Da muss doch etwas faul sein. Wer hat im Jahr 2020 recht?

180 Jahre Brennstoffzellen

Als „Vater“ der Brennstoffzelle gilt Robert William Groove mit seiner Entdeckung im Jahre 1838 in London. Der Name seiner Erfindung war ein anderer als heute: Er feierte noch die erste „Gasbatterie“, die er im Rahmen seiner Forschung über bessere Batterien entdeckte. Seine Innovation erzeugte damals schon 2 Volt – mehr als jede andere zum damaligen Zeitpunkt. Fast zeitgleich begann Christian Friedrich Schönbein seine Laborexperimente, denen sich später andere anschlossen und allgemein bis Mitte des 20 Jahrhunderts andauerten. Wenige Jahrzehnte nach der Entdeckung dieses Prinzips gab es schon Versuche beim Betrieb von Fahrzeugen. Sie klappten.

Die Bezeichnung der Brennstoffzelle tauchte erstmals im Jahr 1898 auf. Knapp 70 Jahre später stellte General Motors seinen Elektro-Van vor, der jedoch nicht in Serie ging. Warum erst nach der Ölkrise 1973 manche Autobauer nachgezogen sind, lag jedenfalls nicht an der Brennstoffzelle selber.

Auch zwischenzeitlich erfuhr man nichts derart Negatives, so dass ein Aufgeben begründet wäre. Sie war schon damals eine fixe Konstante zum Antrieb ohne fossile Kraftstoffe für Kraftfahrzeuge, aber auch ein Konkurrent für den Status Quo. Die Produzenten waren verständlicherweise nur routiniert in der Herstellung von Benzin- und Dieselfahrzeugen. Das weltweite Netz an Benzin- und Diesel-Tankstellen war geschaffen. Aber dort, wo es keine fossilen Tankstellen gibt, setzt man seit langer Zeit auf die Technik der Brennstoffzellen – und das von Anfang an: im Weltall und damit in der Raumfahrt.

Die forschungsintensiven Etappen der letzten Jahrzehnte blieben für uns nachvollziehbarer erhalten als anno dazumal – auch dazu online. Sie fristet noch ein gewisses Nischendasein. Mit jedem Jahr wächst das Ausmaß ihrer Verwendung. Anfang 2020 sind es rund 100 Wasserstofftankstellen in Deutschland. Kein anderes europäisches Land hat mehr.

Funktionsweise von Experten erklärt

Aus dem Jahr 2005 befindet sich eine wissenschaftliche Abhandlung der Westfälischen Wilhelms Universität in Münster im Netz, die einfach zu lesen ist und selbst Skeptiker von der Funktionsweise der Brennstoffzelle überzeugen sollte.

Einige (Anti-)Thesen sind zwar ebenfalls Fakt. Das wäre einmal die mangelnde Infrastruktur an Wasserstoff-Tankstellen im Vergleich zu anderen, vor allem in noch nicht erschlossenen Gebieten. Jeder andere Antrieb ist noch einfacher im Alltag, auch Elektroautos übertreffen hier die Brennstoffzellen-Autos um ein Vielfaches. Immerhin kann man Letztere mittlerweile schon zuhause aufladen. Die flächendeckende Brennstoffzellen-Betankung musste sich eben auch bei bloßen E-Autos hinten anstellen. Denn ihre Ladestationen sind viel billiger in der Errichtung. Man kann erkennen: Mangelnde Rentabilität ist bislang die Ursache für sämtliche „Nachteile“ des Brennstoffzellen-Autos. Dasselbe gilt für umweltbezogene Nachteile wie die Herstellung der Brennstoffzellen und Wasserstoff-Gewinnung. Bio-Wasserstoff, von dem nicht der geringste Nachteil bekannt ist, gilt als ökonomisch unwirtschaftlich.

Serienmäßige Produktion soll sich für Autobauer nicht besonders lohnen. Damit ist der wirtschaftliche Aspekt auch für den Kunden nicht allzu rosig. Aber mittlerweile gibt es Brennstoffzellen-Autos, die man sich genauer anschauen sollte.

Anschaffungskosten von Wasserstoff-Autos 2020

Was günstig im Betrieb sein könnte, kostet bei der Anschaffung mehr. Das wissen wir seitdem es Dieselautos gibt. Laut einem Bericht im Spiegel kosten die Wasserstoff-Autos heute in Deutschland zwischen 70 000 und 80 000 € neu – also ein Preis fernab der Massentauglichkeit. Analysiert werden dort sämtliche Nachteile aus Sicht des Verbrauchers: Die staatliche Förderung für Privatpersonen gälte demnach nur für Modelle unter einem Kaufpreis von 60 000 €. Man muss es aber differenzierter betrachten: Bis zu 40 % wären drinnen. Und einer schert preislich aus: der Toyota Mirai, der gekauft oder geleast werden kann. Dieses Angebot ist es wert, genauer unter die Lupe genommen zu werden.

Der Wirkungsgrad von Brennstoffzellen-Autos– was sagt dieser Faktor aus?

Wer es ganz genau wissen möchte, kommt an der „Well to Tank-Berechnung“ nicht vorbei. Eine Rechnung, welche sämtliche energetischen und wirtschaftlichen Faktoren eines Treibstoffes berücksichtigt und dem möglichen Nutzen gegenüberstellt. Vom Moment der Gewinnung an, welche beispielsweise bei fossilen Kraftstoffen die Bohrung wäre, bis zur Tankstelle. Sogar der Transport oder etwaige Verluste werden mit einbezogen. Ab der Betankung oder Aufladung des Fahrzeuges ist Ende.

Diese Aspekte werden in einen sogenannten „Wirkungsgrad“ eingerechnet – aber Vorsicht: Umweltbelastungen wie Schadstoffausstöße als solche sind nicht davon erfasst. Nun ist man davon verleitet, einen niedrigeren Wirkungsgrad als Ineffizienz zu betrachten. Man erfasst aber mit diesem Wert nur alle Umstände und Kosten, welche irgendwie mit der Bereitstellung zusammenhängen.

Hoch interessant ist hingegen die Analyse von Ulf Bossel vom European Fuel Cell Forum. Er befindet sich in seinem Resümee weder auf Linie mit den Wasserstoff-Kritikern wie dem VW-Boss, noch mit den Befürwortern der Brennstoffzellen. Vielmehr sieht er in Brennstoffzellen-Autos einen Versuch, an chemischen Energieträgern zur Befriedigung von Geschäftsinteressen festzuhalten. Er weist auf den aufwändigen Transport von Wasserstoff hin zu den Tankstellen hin und setzt ihn zum einfachen „Transport“ von Strom in den Leitungen gegenüber – Transport fällt dort weg. Für ihn ist selbst der Aufbau einer Infrastruktur für Wasserstoffautos eine Phase, bis man auch bei der Mobilität zu Strom finden wird.

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