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Exotische Technologie

Wasserstoffautos sind Fahrzeuge mit einem Wasserstoffmotor bzw. einer Brennstoffzelle. Hierzulande gilt die Technologie noch als eher exotisch, wenngleich es sich um eine spannende Alternative zu den klassischen Verbrennungsmotor und tatsächlich auch zu einem Elektroauto handelt. Doch wie sieht der Markt derzeit aus? Gibt es überhaupt ausreichend Fahrzeuge? Und wo finde ich eine Wasserstoff Tankstelle in meiner Nähe? Diese Fragen stellen sich ebenso wie die grundsätzliche Frage nach der Funktionsweise eines Wasserstoffautos und dessen Vor- und Nachteilen.

„Wasserstoffautos sind Fahrzeuge mit einem Wasserstoffmotor bzw. einer Brennstoffzelle. “

Wie funktionieren Wasserstoffautos?

Auf den ersten Blick ähneln Wasserstoffautos ihren Pendants mit Verbrennungs- oder Elektromotor. Anders ausgedrückt passen Modelle wie der Toyota Mirai oder der Hyundai Nexo perfekt in die Mittelklasse bzw. das SUV-Segment. Technisch arbeiten Wasserstoffautos mit einer Brennstoffzelle, d.h. den „Wasserstoffmotor“ im klassischen Sinne gibt es nicht. Brennstoffzelle bedeutet, dass die Energie aus Elektromotoren stammt und diese durch Wasserstoff aufgeladen werden. Dadurch, dass es sich auch um einen elektrischen Speicher, ähnlich wie bei einer Batterie oder einem Akku, handelt, wird auch Rekuperation betrieben.

Gespeichert wird der Wasserstoff in Drucktanks, die in den letzten Jahren kontinuierlich weiterentwickelt wurden. An neuen Formen wird kontinuierlich geforscht, doch schon jetzt steht fest, dass Wasserstoff als Treibstoffe mindestens so sicher ist wie Benzin oder Diesel und auch bei einem Unfall keine größeren Gefahren drohen. Emissionen entstehen durch Wasserstoffautos keine – statt Abgasen gelangt lediglich Wasserdampf in die Umwelt. Bei der Gewinnung wird derzeit noch an emissionsfreien Formen gearbeitet.

Tankmöglichkeiten

Die Tankmöglichkeiten für ein Wasserstoffauto sind stark begrenzt. Dabei ist der Tankvorgang für sich genommen nicht anspruchsvoller oder langsamer als bei einem Benziner oder Diesel. Das Problem besteht darin, dass in Deutschland im Jahr 2020 lediglich 87 Tankstellen mit öffentlichem Zugang existierten. Teilweise muss man sich vor dem Tanken sogar registrieren und wer auf eine Landkarte schaut, findet vor allem in den Ballungsgebieten Tankmöglichkeiten. Es werden aber auch die wichtigsten Autobahnen abgedeckt, sodass das Fahren auch auf Langstrecken möglich ist. Begünstigt wird dies durch die hohe Reichweite, die ein Wasserstoffmotor bietet: mehr als 600 Kilometer sind problemlos möglich.

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Motor

Unter der Motorhaube von Wasserstoffautos arbeiten Elektromotoren. Der Strom wird von einer Brennstoffzelle erzeugt und die Bremsenergie fließt wieder mit ein. Der elektrische Strom wird – vereinfacht gesprochen – dadurch gewonnen, dass die Elektrolyse umgekehrt abläuft. Wasserstoff wird mit Sauerstoff kombiniert und es entsteht Wasser sowie Energie. Gearbeitet wird nach aktuellem Stand der Technik mit PEM (Polymer-Elektrolyt-Membran)-Brennstoffzellen, bei denen der Sauerstoff und der Wasserstoff voneinander getrennt werden und dank einer speziellem Membran lediglich die Wasserstoffionen durchgelassen werden, die Wasserstoffelektronen jedoch von der Anode zur Kathode wandern müssen, wodurch der Strom entsteht. Wirft man einen Blick auf die Leistung vorhandener Modelle, so können sich die 163 PS des Hyundai Nexo oder auch die 182 PS des Toyota Mirai voll und ganz sehen lassen.

Integration in den Alltag

Und der Alltag? Fakt ist, dass Ende 2020 in Deutschland gerade einmal etwas mehr als 500 Wasserstoffautos zugelassen waren. Dies entspricht einem Anteil von 0,001 Prozent. Weltweit wurden zum selben Zeitpunkt rund 18.000 Fahrzeuge registriert, wobei vor allem asiatische Staaten und die USA als Vorreiter gelten. Es muss aber trotzdem von einer Nische gesprochen werden.

Möglich ist das Fahren mit Wasserstoffmotor aber ohne Probleme und der flächendeckenden Durchdringung des Marktes stehen aktuell eher die Kosten für die Errichtung von Wasserstofftankstellen in Höhe von rund einer Million Euro entgegen. Da es nur wenige Fahrzeuge gibt, werden wenige Tankstellen gebaut und aufgrund dessen, lassen nur wenige Autofahrerinnen und Autofahrer ein Auto mit Brennstoffzelle zu. Experten gehen davon aus, dass bei Aufnahme einer Massenproduktion auch die Preise sinken würden und die Technologie den Alltag prägen könnte.

Vor- & Nachteile von Wasserstoffautos

Die Vorteile von Brennstoffzelle und Wasserstoffautos liegen auf der Hand: es handelt sich um eine kostengünstige und grundsätzlich sehr umweltfreundliche Technik. Das Tanken ist einfach und preiswert, die Reichweite groß und auch die Leistung der Fahrzeuge bzw. eines Wasserstoffmotors ist auf Augenhöhe.

Auf der anderen Seite steht, dass sich bislang kaum Autokäuferinnen und -käufer für diese Technologie interessieren. In der Theorie existieren viele Vorteile doch aufgrund der geringen Verbreitung ist die Technik schlichtweg teuer und es fehlt an Tankstellen. Bedenkt man, dass die Offensive seitens der Bundesregierung derzeit nur in Richtung Elektroauto und Plug-In-Hybrid- Förderung zielt, dürften sich die Chancen für Wasserstoff auch künftig nicht erhöhen.

Ein weiterer Nachteil liegt im geringen Wirkungsgrad von lediglich 15 Prozent gegenüber rund 70 Prozent bei einem Elektroauto und darin, dass für die Herstellung einer Brennstoffzelle sowohl Platin als auch Lithium und Kobalt benötigt werden.

„Die Vorteile von Brennstoffzelle und Wasserstoffautos liegen auf der Hand“

Aktuelle und geplante Modelle

Wer sich heute für ein Wasserstoffauto interessiert, steigt in einen Hyundai Nexo oder einen Toyota Mirai. Andere Autos sind auf dem deutschen Markt im Frühjahr 2021 nicht erhältlich. Toyota hat seinen Mirai weltweit immerhin schon mehr als 10.000 Mal verkauft, sodass es sich um ein etabliertes Modell handelt. Hinsichtlich der Ausstattung steht ein Wasserstofffahrzeug einem Auto mit Verbrennungs- oder Elektromotor in nichts nach.

Neuplanungen existieren derzeit kaum. Lediglich Jaguar Land Rover plant Anfang 2021 Tests für Prototypen, die allerdings nicht auf den deutschen Markt gelangen dürften. Die Platzhirsche aus Japan und Korea fokussieren mehr auf die asiatischen Märkte, sodass die Zukunftsaussichten hierzulande gering sind. Ein Grund hierfür besteht sicher auch darin, dass in China, Korea und Japan umfassendere Fördermaßnahmen stattfinden.

In der Vergangenheit versuchten sich sowohl Audi als auch VW, BMW und Mercedes-Benz an der Technik und auch Fiat, Chrysler, GM sowie Honda, Nissan, Peugeot und Renault sind zu nennen. Die Rede ist fast durchweg von Prototypen oder Concept-Cars und kaum zählbaren Verkaufserfolgen.

Planungen für mehr Wasserstofffahrzeuge finden derzeit vor allem im Bereich Lastkraftwagen statt und mit dem Kangoo Z.E. Hydrogen oder auch dem Master Z.E. Hydrogen existieren zwei Renault-Modelle im Alltag. Brennstoffzellen-Trucks werden gute Chancen zugebilligt, wenn es um eine Senkung der CO2-Emissionen geht, aber auch hier handelt es sich um reine Zukunftsmusik.

Zusammenfassung

In der Theorie funktionieren Wasserstoffautos vorbildlich und auch deren Eignung für die Praxis wurde schon unter Beweis gestellt. Die meisten Experten prognostizieren aber für die nähere Zukunft keinen Aufschwung. Es bleibt somit eine Nischentechnologie, bei der das Potenzial größer als der tatsächliche Erfolg ausfällt. Ob dies in ferner Zukunft anders wird, wird die technische Entwicklung zeigen