Wasserstoff-Autos: Sind "Fuel Cells" wirklich "Fool’s Cells"?

Wasserstoff-Autos: Sind "Fuel Cells" wirklich "Fool’s Cells"?

Elon Musk sagt, Brennstoffzellen sind für Idioten. Klar, der Mann verkauft Batterie-Fahrzeuge. Tatsächlich ist Wasserstoff eine überraschend günstige Lösung. Ein Positionspapier.

David Wenger

David Wenger ist Geschäftsführer und Gründer der Wenger Engineering GmbH. Die Firma unterstützt Unternehmen dabei, ressourcenschonender und nachhaltiger zu wirtschaften und will so einen Beitrag zum Ausbau erneuerbarer Energien, zur Elektromobilität und zur Ressourcen-Effizienz leisten.

Elon Musk ist bekannt dafür, visionäre Firmen zu starten und erfolgreich zu machen. Tesla zum Beispiel ist – je nach Tageskurs – an der Börse ähnlich viel wert wie General Motors, BMW oder Ford. Das ist schon beachtlich, vor allem in Anbetracht der Tatsache, dass er seit der Gründung im Jahr 2003 nur Verluste geschrieben hat. 

Er ist auch bekannt für seine markigen Sprüche. Einer davon lautet: "Fuel Cells are Fool’s Cells". Frei übersetzt: Brennstoffzellen sind für Idioten. 

Ich gebe zu: Auf Englisch klingt der Spruch natürlich lustig, weil er sich reimt. Wir wissen aber alle: Nur, weil etwas sich reimt, ist es noch lange nicht wahr. 

Seit 2004 arbeite ich nun schon im Bereich Wasserstoff und Brennstoffzellen. Wir machen natürlich noch viele andere Dinge in meinem Ingenieurbüro, klar. Wir entwickeln und optimieren auch Batterien und Strom-Ladesäulen. Aber wir haben eben auch sehr, sehr viele Projekte im Bereich Wasserstoffspeicherung, Wasserstofftankstellen und Brennstoffzellenautos gemacht. Weltweit. Insofern behaupte ich mal, eine gewisse Autorität zu besitzen, um über das Thema zu sprechen.

Lassen Sie uns also einen kurzen Blick auf die Frage werfen: 

Sind Brennstoffzellen eine Technologie für Idioten – und sind Batterien im Gegenzug die einzig seligmachende Zukunftstechnologie?

Meine Antwort ist zweimal ein glasklares: NEIN! Auf keinen Fall. 

Umgekehrt ist es aber auch nicht richtig. Batterien sind gut, und es gibt viele Gründe, sie weiterzuentwickeln und auch in Fahrzeuge einzubauen. Es gibt aber auch viele Gründe, die für die Brennstoffzelle sprechen.

Bevor wir auf die Technik eingehen, lassen Sie uns kurz eins klären: Herr Musk ist eines der größten Marketing-Genies des Planeten. Er schafft es, einen Börsenwert von über 50 Milliarden zu generieren mit einer Firma, die noch nie einen einzigen Dollar Gewinn gemacht hat. Er schafft es, die gesamte Automobilindustrie "einmal links" zu drehen. Das ist fantastisch. Ich hätte das nicht geschafft, selbst wenn ich es versucht hätte. 

Jetzt kommt das Aber:

Er hat sich auf Batterieautos spezialisiert. Er MUSS alles andere negativ besetzen. Apple hat das ja auch immer gemacht: erst war IBM der "Feind", dann Microsoft – und schließlich waren alle Smartphones "not so smart", weil sie Tastaturen hatten. Eine bekannte Marketing-Strategie. Funktioniert gut – wie man auch hier sieht. Das hat aber mit dem Produkt und der Technik nichts zu tun. 

Apropos Technik: Sind Brennstoffzellen wirklich so schlecht? Ist Wasserstoff wirklich so gefährlich? Ist alles so unglaublich teuer?

Lassen Sie uns bitte am Anfang drei Dinge klarstellen:

1. Wir müssen etwas tun. 

Von nichts kommt nichts. Wenn der Mensch nicht immer mal neue Dinge ausprobiert und entwickelt hätte, würden wir heute noch in Höhlen wohnen. Es braucht immer wieder Menschen, die eine Vision haben und diese mit aller Kraft verwirklichen. Das bringt die Menschheit voran, und es ist die Voraussetzung für Wohlstand. Die Voraussetzung dafür ist wiederum die Forschung und Entwicklung, die die Grundlagen schafft. Wasserstofftechnik erfordert viel Forschung und Entwicklung, und diese wird sich auszahlen. Früher oder später. Heute wirkt alles noch klobig und teuer, aber war das mit Computern nicht auch so? Mit Digitalkameras? Mit Handys?

Die Industrienationen haben das Pariser Abkommen unterzeichnet, das dafür sorgen soll, dass das Klima auch in den nächsten 50 Jahren einigermaßen stabil bleibt. Allein deshalb ist es schon Pflicht, etwas zu unternehmen.

Selbst wenn Ihnen das – genauso wie mir – zu abstrakt ist im Alltag, unterbreite ich Ihnen hier mal meine Motivation: Im Jahr 2050 – dem Jahr, auf das sich das Klimaabkommen immer wieder bezieht – ist mein älterer Sohn etwa so alt wie ich heute. 

Auf einmal wird aus der abstrakten Zahl ein reales Bild: Ich will, dass es meinem Sohn dann auch gut geht. Er steht dann mitten im Berufsleben. Vielleicht hat er selbst eine Familie, vielleicht Kinder. Auch denen soll es gut gehen. Sie sollen eine Welt haben, in der sie gerne und gut leben. Das treibt mich an.

Vielleicht haben Sie ja auch Kinder oder Enkel. Rechnen Sie mal aus, wie alt die dann sind – und ob das vielleicht gar nicht mehr so weit weg ist, wie wir heute alle denken.

2. Energie-Unabhängigkeit hat etwas mit Krieg und Frieden zu tun. 

Das Leben hier ist friedlich. Alles easy. Unser Land ist sicher. Die Kriege der Welt sind weit weg. Aber woher kommen sie? Kann es sein, dass sie auch etwas damit zu tun haben, dass es neben der oft zitierten Religion auch um Öl und Gas geht? Um Diamanten und andere Rohstoffe? Warum gibt es keinen (Bürger-)Krieg in Ländern wie Neuseeland oder Uruguay – dafür aber in Syrien, im Irak oder im Kongo?

Ich weiß, das ist jetzt keine umfassende politische Analyse. Das ist auch gar nicht meine Absicht. Aber vielleicht denken Sie mal darüber nach, was es geopolitisch bedeutet, dass die gesamte EU 30,2 Prozent Ihres verbrauchten Erdgases von einer einzigen Firma – Gazprom – bezieht. Kann es sein, dass hier eine starke Abhängigkeit besteht? Könnte es gut sein, technologische Alternativen im Regal zu haben?

3. Wenn Brennstoffzellenfahrzeuge nicht aus Europa kommen, kommen sie nach Europa.

Es ist eine alte Weisheit innerhalb der H2-Community. Europa und insbesondere Deutschland haben eine starke Automobilindustrie. Davon lebt unser Land. Das dürfen wir nicht aus der Hand geben. 

Die Realität ist aber folgende: an einem Batteriefahrzeug ist nichts dran, was nicht irgendwo auf der Welt produziert werden könnte. Batterien kommen meistens aus Asien – bestenfalls wird eine entsprechende, voll automatisierte Fabrik in Tschechien oder Ungarn stehen. Im Raum Stuttgart oder in Wolfsburg wird aufgrund der Kostenstruktur sicher niemand eine Batteriefertigung bauen. Gleiches gilt für Elektromotoren, Umrichter oder andere elektrotechnische Komponenten. Deutschland hat keinen Vorteil gegenüber China oder Mexiko. 

Bei Brennstoffzellenfahrzeugen ist das anders. Die Technologie ist komplexer – was die Einführung zugegebenermaßen erschwert – aber dann haben die Firmen auch einen substanziellen Vorteil und können Arbeitsplätze schaffen.

Aktuell werden in China Fabriken für tausende Brennstoffzellenbusse pro Jahr gebaut. Und in den USA? In Europa? In Deutschland? Wird diskutiert, ob man das Demonstrationsprojekt mit zehn Bussen macht, oder ob sechs nicht auch reichen könnten…

Merken Sie sich den Satz: Wenn Brennstoffzellenfahrzeuge nicht aus Europa kommen, kommen sie nach Europa.

Lassen Sie uns jetzt noch ein bisschen über Technik reden. Ich mag das eigentlich nicht, obwohl ich Hightech-Ingenieur bin und großen Spaß an der Entwicklung entsprechender Komponenten und Systeme habe.

Übrigens: So sieht ein Auto mit Brennstoffzelle unter der Haube aus:

Es gibt viele Menschen, die sagen: Brennstoffzellen sind nicht effizient, Batterien sind viel effizienter. Ja, das ist richtig. Wenn ich Strom habe – etwa aus der Windkraft oder aus Fotovoltaik – dann sollte ich ihn tunlichst als Strom nutzen. Wenn ich ihn nicht direkt verwerten kann, ist die Speicherung in einer Batterie technisch optimal. Der Wirkungsgrad ist so gut, dass die Verluste nicht maßgeblich sind. Die Umwandlung in Wasserstoff, die für die Speicherung erforderliche Verdichtung sowie die Rückverstromung kosten wieder Energie, und am Ende habe ich weniger als zu Beginn. Logisch. Das bestreitet ja auch keiner.

Jetzt kommt wieder das Aber: 

Wie viele Batterien kann ein Land aufstellen? Es gibt interessante Studien, die erforschen, was passieren würde, wenn jedes Haus einen Batteriespeicher hätte und jedes Auto ein Batteriefahrzeug wäre. Die Antwort ist eindeutig: schon mit den jetzigen und erst recht mit den zukünftig geplanten Kapazitäten an Windkraft und PV ist das Bild "Tropfen auf den heißen Stein" zutreffend. Die installierbare Batteriekapazität ist ein Bruchteil dessen, was man bräuchte, wenn tage- und wochenlang der Wind auf der Nordsee bläst und Strom produziert ohne Ende.

Die Lösung dafür heißt Wasserstoff. Er kann dann entweder direkt genutzt werden, per Wasserstoffpipeline an einen Verbraucher weitergeleitet werden oder z.B. in unterirdischen Kavernen zwischengespeichert werden. Das ist technisch alles Stand der Technik, auch wenn einige Leute etwas anderes behaupten. Natürlich gibt es noch ein paar Fragen zu beantworten – aber das gilt in jedem Bereich der Technik. 

Ist das kompliziert und teuer? 

Auch diese Antwort wird Sie vielleicht überraschen: Es kommt darauf an. Wenn ich es mit meinem privaten Girokonto vergleiche, ist eine Milliarde Euro für ein Wasserstoff-Tankstellennetz viel Geld. Wenn ich es aber mit anderen Infrastrukturprojekten vergleiche wie z.B. die jährliche Instandhaltung für das Gasnetz, UMTS, LTE, Autobahnen etc. ist es lächerlich wenig. Zumal es ja über einen längeren Zeitraum von vielen Firmen und der öffentlichen Hand gemeinsam gestemmt werden kann. Das erforderliche Wasserstoff-Pipeline-Netz müsste übrigens nur ein paar Prozent des Erdgasnetzes ausmachen, um die wesentlichen Aufgaben zu erfüllen. Kein Problem. Stand der Technik. Arbeitsplätze für einheimische Firmen. Alles gut.

Lange Rede kurzer Sinn: 

Ich glaube, es ist gar nicht die Frage, ob Wasserstoff etwas für Idioten ist oder nicht. Er wird als Energieträger kommen, weil wir keine Alternative haben. Weil die Energiemengen, die wir speichern und auf Bedarf abrufen wollen, so gigantisch groß sind, dass wir neue Wege gehen müssen. Und weil die Diskussion um den Wirkungsgrad akademisch wird, sobald wir keine fossilen Rohstoffe mehr haben. Denn den Wirkungsgrad bei der Umwandlung von Biomasse in Rohöl mithilfe von Sonne über einige Millionen Jahre sollten wir lieber nicht berechnen. So viele Nullen nach dem Komma kann niemand schreiben.

David Wenger ist Ingenieur und Geschäftsführer Wenger Engineering GmbH in Ulm. Er beschäftigt sich schwerpunktmäßig mit Themen der Thermodynamik und der Elektromobilität. Zu seinen Kunden zählen unter anderem Audi, Bosch, Continental, Daimler, Linde und Volkswagen. Dieser Beitrag ist auch auf seinem Blog erschienen.

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