E-Auto: Batterie vs. Wasserstoff
Wenn es um Elektroautos geht, sind Batterien nie fern. Diese treiben bekanntermaßen den Motor beim E-Auto an. Nun gibt es allerdings Konkurrenz: Die Brennstoffzelle auf Wasserstoffbasis macht ihr Comeback und wird immer ernster genommen. Was unterscheidet die beiden Antriebe und welchem gehört die Zukunft der Elektromobilität?
Elektroautos fahren mit Strom. So weit, so bekannt. Wie aus dem Strom Bewegung wird, ist allerdings eine andere Frage, und zwar keine ganz einfache: In der Autoindustrie bilden sich derzeit zwei Lager heraus. Das eine setzt weiterhin auf die etablierten Batteriezellen, während das andere massiv in Brennstoffzellen investiert. Was hat es mit den beiden Antriebsformen auf sich?
Der Klassiker in der Elektromobilität sind derzeit ganz klar Batteriezellen. Die absolute Mehrheit der Elektroauto-Batterien sind dabei sogenannte Lithium-Ionen-Akkus. Dieser Typ hat sich bereits in den 1990er-Jahren durchgesetzt, da er effizienter, leichter, umweltschonender und sicherer als Vorgängerbatterien war. Das hat der Elektromobilität Auftrieb verliehen.
Nicht jede Batterie ist gleich Batterie. Denn das, was zum Beispiel die Taschenlampe zum Leuchten bringt, ist eine sogenannte Primärbatterie. Ihr Nachteil ist, dass sie nur einmal entladen werden kann und danach im Grunde nutzlos ist. Im Auto findet sich hingegen eine Sekundärbatterie – besser bekannt als Akku. Sie lässt sich erneut aufladen und somit wiederverwenden.
Batterien ohne Puste
Zahlreiche Erhebungen haben gezeigt, dass potenzielle Käufer von Elektroautos neben dem Preis vor allem auf die Reichweite und die Ladegeschwindigkeit des Fahrzeugs achten. Bislang schaffen die meisten batteriebetriebenen Elektroautos zwischen 200 und 400 Kilometern mit einer vollen Ladung. Einem elektrischen Tesla „Long Range“-Modell gelingen gar 600 Kilometer. Zum Vergleich: Pkws mit Verbrennungsmotor fangen bei knapp 500 Kilometern Reichweite an, schaffen es gerne hoch auf 1.000 Kilometer und kommen in der Spitzenklasse auf etwa 1.700 Kilometer.
Der nicht sonderlich schmeichelhafte Vergleich für Elektroautos wäre natürlich halb so schlimm, wenn das Aufladen einfach wäre. Was die Ladedauer angeht, hat sich in den letzten Jahren bereits viel getan: An Schnell-Ladestationen dauert es je nach Fahrzeugmodell 30 Minuten bis zwei Stunden. An der heimischen Steckdose allerdings noch immer um die zehn Stunden.
An Schnell-Ladestationen dauert das Aufladen von E-Autos 30 Minuten bis 2 Stunden.
Der andere wichtige Aspekt ist die Anzahl der öffentlichen Ladestationen. Obwohl Österreich da im EU-Schnitt bereits gut abschneidet, braucht eine wirklich elektrische Zukunft noch deutlich mehr Lade-Infrastruktur. Der Politik ist das bewusst, weswegen die Stadt Wien sieben Millionen Euro in die Hand nimmt, um bis Ende nächsten Jahres von 250 Ladestationen auf 1.000 aufzustocken. Auch anderswo investieren Städte und Länder in die batteriegetriebene Elektromobilität. Die EU will gar eine heimische Batterieproduktion hochziehen, damit nicht mehr aus Ostasien importiert werden muss.
Das Wasserstoff-Comeback
Eine einflussreiche und wachsende Fraktion unter den Elektroauto-Experten hält das jedoch nicht für den besten Weg. Statt das Netz aus Ladestationen auszubauen und viel Geld in die Batteriezellforschung zu stecken, empfehlen sie, eine andere Antriebstechnik stärker einzubinden: Brennstoffzellen. Diese wandeln getankten Wasserstoff in Strom um und bringen so den Elektromotor ins Rollen. Bereits vor 30 Jahren betrat der Wasserstoffantrieb die Weltbühne, doch enttäuschte damals die hochgesetzten Erwartungen. Erst in den letzten Jahren wurde er als ernsthafte Alternative für Batterien wiederentdeckt.
In Wasserstoffautos wird Wasserstoff aus einem Tank unter dem Fahrzeug in eine Brennstoffzelle geleitet, wo er mit Sauerstoff reagiert. Das schafft eine chemische Reaktion, in der Strom erzeugt und Wasserdampf ausgestoßen wird. Auch Wasserstoffautos haben also einen Elektromotor und fallen damit in den Bereich der Elektromobilität.
Dabei führen die Wasserstoff-Verfechter so einige Argumente ins Rennen. Das Betanken mit Wasserstoff dauert lediglich wenige Minuten und eine volle Tankladung kann einen Pkw rund 650 Kilometer weit bringen. Auch die Klimabilanz fällt gut aus: Die Produktion von Wasserstoff erfordert zwar einiges an Energie, doch bei der Verbrennung entsteht nur harmloser Wasserdampf. Die Herstellung und Entsorgung von Akkus setzt dagegen schon deutlich mehr CO2 frei.
Die geringe Verbreitung ist das Hauptproblem von Wasserstoff. Der Antrieb ist in der Öffentlichkeit noch nicht sehr bekannt, weswegen auch die Investitionen bislang überschaubar sind. Besonders der Mangel an Wasserstofftankstellen macht ein Fahrzeug mit Brennstoffzellen derzeit unattraktiv und drückt die Nachfrage. Da außerdem die für Brennstoffzellen benötigten Edelmetalle, wie Platin und Iridium, recht selten sind, schlagen Wasserstoffautos derzeit mit rund 75.000 Euro zu Buche.
Batterie vs. Wasserstoff
Teile der Autoindustrie argumentieren deswegen, dass man sich weiterhin auf Batterien konzentrieren und das Ladestationen-Netz ausbauen müsse. Batteriezellen seien schließlich bereits bekannt, öffentlich akzeptiert und wüssten viel politischen Willen hinter sich. Bei Brennstoffzellen hingegen müsse Kunden noch immer erklärt werden, worum genau es sich handelt – und es sei unklar, ob die Zellen auf absehbare Zeit günstig und effizient genug werden. In diesem Lager der Skeptiker befindet sich zum Beispiel Volkswagen.
Der andere Teil der Autoindustrie sieht hingegen die Vorteile der Brennstoffzellen und argumentiert, dass sich die Kosten per Massenproduktion ausreichend senken lassen. Dieses Lager investiert heftig in die Technologie und fordert mehr Unterstützung durch die Politik. Darin finden sich zum Beispiel Toyota, welches den Durchbruch von Wasserstoff bereits ins Jahr 2020 verortet, sowie BMW, Daimler und Audi.
Stärker zu zweit
Andere Experten wie das deutsche Fraunhofer-Institut empfehlen wiederum einen Mix. Der Vorteil liegt auf der Hand: Ein Auto mit beiden Antriebsformen könnte anfangs den hocheffizienten Wasserstoff nutzen und dann auf eine Batterie wechseln, falls keine Wasserstofftankstelle in der Nähe ist. Eine Hybridlösung würde auch den Einbau leichterer Batterien erlauben und die Elektroautos damit noch effizienter machen.
Es ist also gut möglich, dass Wasserstoff und Batterien eines Tages gemeinsam die Elektromobilität antreiben – Frage ist nun, was die nächsten Jahre bringen.
