In den vergangenen Wochen taucht in der Presse immer wieder das Thema Wasserstoff als Alternative für das batterieelektrische Fahrzeug (BEV) auf. Woher kommt es, dass dieses Thema, nachdem es jahrzehntelang in der Versenkung verschwunden war, plötzlich wieder so einen Stellenwert einnimmt. Ist es vielleicht tatsächlich die bessere Antriebsform? Sollten wir die Forschung auf Wasserstoffantrieb konzentrieren?

Ein Blackout in der Stromversorgung könnte eine Folge von zunehmenden Betrieb von Elektroautos sein.
So ein sich hartnäckig haltendes Vorurteil der Kritiker.

Stromverbrauch steigt unwesentlich

Es steht mehr als genug Energie zur Verfügung um auch erheblich mehr Elektroautos mit Ladestrom zu versorgen.
Ein aktueller Bericht bei firmenauto.de gibt an, dass

eine Million Elektroautos den deutschen Stromverbrauch um lediglich 0,35 % steigern würde.

Selbst wenn alle deutschen PKW, ca. 40 Millionen, elektrisch betrieben würden, führt das nicht zu einem Engpass in der Stromversorgung.
Und das mit ausschließlicher Versorgung durch erneuerbare Energien. Ohne Kohle- und Atomstrom. Was ein äußerst wichtiges Kriterium ist.

Die Versorgung mit erneuerbaren Energien steigt in letzter Zeit stark an.

Energieversorger sehen keine Gefahr

Große Energieversorger wie Eon und Innogy gehen davon aus, das bei Weitem ausreichend erneuerbare Energien zur Verfügung stehen um alle etwaigen Elektromobile mit Strom zu versorgen. Das Bundesumweltministerium ist zum gleichen Ergebnis gekommen.
Zudem werden praktisch zu keiner Zeit alle E-Autos gleichzeitig geladen.
Die Lösung um solche Szenarien erst gar nicht entstehen zu lassen, sind intelligente Ladesysteme. Aber die lassen noch auf sich Warten. Ebenso wie die Einführung intelligenter Stromzähler.

Konzept notwendig

Die Politik muss Rahmenbedingungen schaffen um die Stromversorgung intelligenter zu machen.
Nicht alleine die Dieselproblematik sollte im Vordergrund stehen. Nicht die Umstellung auf neuere Verbrenner sollte das Konzept sein. Vielmehr muss die Zeit jetzt genutzt werden um Alternativen aufzuzeigen und sich klar für einen Wandel der Mobilität einzusetzen.

Stromversorger und Politik gehören zur Entwicklung eines tragfähigen Plans an einen Tisch. Und dann sollte man erwarten können, das es genug schlaue Köpfe gibt um so ein Konzept für eine intelligente Ladestromversorgung auf die Beine zu stellen. Jetzt hat man es in der Hand die richtigen Strukturen zu schaffen.

Strompreise könnten sogar sinken

Die Strompreise für die Haushalte könnten durch den zunehmenden Strombedarf für Elektroautos sinken. Dies hat das  Frauenhofer Institut für System- und Innovationsforschung in Karlsruhe errechnet. Angenommen wurde ein Bestand von 4 Millionen Elektroautos im Jahr 2030.
Auch hier ist der Knackpunkt der gewählte Ladezeitpunkt. Gesteuerte Ladevorgänge könnten die Stromnetze viel effektiver auslasten, weil Stromspitzen bei hoher Sonnen- und  Windkraft Einspeisung durch gesteuerte Ladevorgänge besser abgefangen werden können. Die Verlegung von Ladezeiten in die Nachtstunden wäre ein weiterer positiver Aspekt. Anreize könnten auch durch eine entsprechende Tarifgestaltung geschaffen werden. Eine flächendeckende Einführung intelligenter Stromzähler lässt ebenfalls auf sich warten.

Oft hört man als Argument gegen Elektrofahrzeuge mit Batteriespeicher  (BEV), dass die Zukunft dem Wasserstoff gehört. Ist das wirklich so?

Stand heute

In Deutschland gibt es aktuell an die 50 Wasserstofftankstellen. Ein Ausbau des Netzes wird einige Zeit in Anspruch nehmen. Technisch ist so eine Tankstelle aufgrund des hohen notwendigen Drucks bei der Speicherung nicht so einfach zu realisieren und daher auch sehr kostspielig.
Mit Kosten von mehr 1 Million Euro muss gerechnet werden.
Das Netz an Ladesäulen ist dagegen deutlich besser ausgebaut (Stand Nov. 18 ca. 9.500 Ladepunkte) und wird aktuell in hohem Tempo erweitert. Die Technik dafür ist vorhanden und mehr oder weniger ausgereift.

Die Herstellung von Wasserstoff aus Elektrolyse ist sehr energieintensiv. Eine Industrie zur Wasserstofffertigung für den Treibstoffsektor gibt es in größerem Stil in Deutschland noch nicht. Das Argument, dass der Wasserstoff aus überschüssigen Strom aus Wind- und Solarkraftwerken erzeugt wird greift nicht. Um die Fertigung einigermaßen kostendeckend zu betreiben muss die Produktion mindestens 4.000 Betriebsstunden im Jahr schaffen. So viele Überschuss Zeiten  haben wir aber bei weitem nicht.

Energiebilanz

Bei der Herstellung von Wasserstoff durch Elektrolyse und anschließender Umwandlung von Wasserstoff in Strom zum Antrieb des Elektromotors im Auto verbleiben von ursprünglich eingesetzten 100 kWh nur noch etwa 30 kWh. Also ganz ähnlich wie ein Verbrenner der nur ein Drittel der Energie aus seinem Treibstoff in Vortrieb umwandelt. Wohlwollend gerechnet hätte ein mit Wasserstoff betriebenes Fahrzeug einen Verbrauch von etwa 60 kWh auf 100 km.
Ein BEV liegt etwa bei 15kWh.

Um Wasserstoff zu verflüssigen, um ihn dementsprechend mit geringem Volumen zu transportieren, ist viel Energie zum Kühlen erforderlich. Der Kraftstoff um den Tankzug zu den Tankstellen zu schicken kommt ebenfalls noch dazu. Weiterer Energieeinsatz nötig.

Wasserstoff ist ein sehr flüchtiger Stoff. Was eine Lagerung in den Kraftstofftanks der Fahrzeuge erschwert.

Eine Fahrt über Landesgrenzen hinweg gestaltet sich noch schwierig, da im angrenzenden Ausland kaum Wasserstofftankstellen vorhanden sind; noch weniger als in Deutschland. Eine Reichweite von etwa 500 Kilometern hilft da nur bedingt weiter.

Aber es gibt auch Vorteile

Der Rohstoff um Wasserstoff zu erzeugen, also Wasser, ist beinahe unbegrenzt vorhanden. Bei der Verbrennung entsteht wieder nur Wasserdampf. Also hoch umweltfreundlich.
Die Betankung dauert nur einen Bruchteil so lang wie ein Ladevorgang beim BEV.

Die Forschung schreitet auch sicher mit großen Schritten voran. Ob das BEV der Weisheit letzter Schluss ist mag man bezweifeln. Aber Stand heute ist es auf jeden Fall eine deutlich ausgereiftere alltagstaugliche Technik die jedermann (abgesehen von den hohen Lieferzeiten durch starke Nachfrage) sofort einsetzen kann.

Meiner Meinung nach wird es noch einige Jahre, wenn nicht Jahrzehnte dauern bis ein Wasserstoff Fahrzeug eine Alternative zum jetzigen Elektroauto sein wird.

Aber die Zeit bis dahin kann nicht mit weiteren Verbrenner Neuzulassungen überbrückt werden.

Wasserstoff als Speicherlösung für den Überschuss Strom kann vorübergehend vielleicht eine Lösung sein.
Wobei es sicher sinnvoller ist auf intelligente Stromnetze zu setzen, aber das ist ein anderes Thema….

Die Zeit ist reif für Elektromobilität und irgendwann in Zukunft dann vielleicht auch mit Wasserstoff als Treibstoff

Erneuerbare Energien haben den Brutto Stromverbrauch in Deutschland  in den 3 ersten Quartalen 2018 zu 38 Prozent gedeckt.
Dazu zählen

  • Windkraft
  • Sonne
  • Wasser
  • Biomasse

Damit wurde annähernd soviel Strom aus erneuerbaren Energien wie aus Kohlestrom erzeugt.

Damit setzt sich der Aufwärtstrend der letzten Jahre für die Ökostromhersteller fort. Für die Elektromobilität ist das eine sehr gute Nachricht. Muss man sich doch immer wieder, wenn auch ungerechtfertigte, Kritik anhören bezüglich des deutschen Strommix.

Ökostromverwendung wichtiger Punkt

Wenn man es Ernst meint mit der Entwicklung der E-Mobilität, dann steht dies im untrennbaren Zusammenhang mit der Nutzung erneuerbarer Energien. Die Bundesregierung muss jetzt die Weichen richtig stellen um die Umstellung auf “grünen” Strom zu beschleunigen. Dies wurde sinngemäß auch vom Bundesverband der Energie und Wasserwirtschaft (BDEW) so gefordert. Dessen Chef, Stefan Kapferer, sagte u.a.

Es muss sichergestellt werden, dass beim weiteren Ausbau kein Fadenriss entsteht.

Die Verwendung von Ökostrom zum Laden von Elektroautos sollte Pflicht werden. Benötigt wird aber ganz sicher ein funktionierendes Speichersystem. Meiner Meinung nach ist dies eine der größten Herausforderungen der nächsten Jahre, wenn nicht Jahrzehnte.

Die Förderungen für den weiteren Ausbau der erneuerbaren Energien wurden jedoch in letzter Zeit zurückgefahren. Es wird sich zeigen, ob der Markt schon stark genug ist um sich, auch ohne Förderungen, stärker weiter zu entwickeln.