Leserbrief

Energiewende Wasserstoff ist nicht wirklich die Lösung für den Antrieb von Autos / Infrastruktur- und Serviceprobleme sind zu groß

„Brezel-Car“ oder Akku-Mobil?

Bundeskanzlerin Merkel hat unlängst wieder einmal für Wasserstoff (H2) als „Energie der Zukunft“ plädiert. Das ist schwer verständlich, wenn man weiß, dass H2 der Schwächste aller Energieträger ist und mit Energieverlusten hergestellt werden muss: Entweder man spaltet dreimal so energiehaltiges Erdgas oder man entwertet praktisch die hochwertigste Energie namens elektrischer Strom durch seine Verwendung zur elektrolytischen Wasserspaltung in den energieschwachen H2 und Sauerstoff.

In vielen Jahrzehnten Energieforschung ist es nicht gelungen, für den Wasserstoff eine sinnvolle energetische Verwendung zu finden. Doch das Interesse nimmt wieder zu, was mit Klimapolitik zu tun hat. Die wendefreundliche Energiepolitik spricht davon, dass man mit zeitweise überschüssigem Windstrom einen Energieträger herstellen könne, der sich emissionsfrei verwerten lässt.

Weit im Vordergrund der Verwendungsmöglichkeiten steht die Klein-Brennstoffzelle für Pkw als Alternative zu den etwas in Verruf geratenen Akku-Mobilen mit Lithiumbatterie. Die Klein-Brennstoffzelle passt nämlich in etwa in einen benzintankfreien Gepäckraum.

In einer Brennstoffzelle reagiert H2 mit Luftsauerstoff unter Mithilfe spezieller, zum Teil hochwertiger Katalysatoren (zum Beispiel Platin), wobei elektrischer Strom entsteht. Genau genommen handelt es sich gar nicht um ein energietechnisches Verfahren, sondern um ein chemisches, denn H2 wird ja nicht energetisch genutzt, sondern mit Sauerstoff zu Wasser verbunden, wobei merkwürdigerweise Strom entsteht, was man schon 1838 bemerkte.

Vom Gepäckraum aus liefert die Kleinbrennstoffzelle Strom an eine Fahrbatterie, die einem Elektromotor nach Bedarf Strom für den Antrieb der Vorderräder liefert. Sofern der Strom für die Elektrolyse von Windrädern stammt, hat die Brennstoffzellen-Mobilität den Vorzug, dass man überschüssigen Windstrom indirekt speichern kann, indem man den H2 nach der Elektrolyse in großen Tanks zur Versorgung eines Tankstellennetzes für „Brezelmobile“ lagert. Gerade diese indirekte Stromspeicherungsmöglichkeit trägt dazu bei, dass die Brennstoffzellen-Option der Akku-Option energiepolitisch überlegen scheint.

So weit, so gut, doch ein anderer Punkt lässt die „Brezeloption“ als fragwürdig bis unrealistisch erscheinen. Es ist der Platzbedarf des für eine bestimmte Reichweite an Bord zu nehmenden Wasserstoffs. Eine Ahnung des Problems mag die Tatsache vermitteln, dass eine Kilowattstunde Wasserstoff 3000-mal so viel Platz benötigt wie eine Kilowattstunde Benzin!

Angenommen der E-Motor eines Brennstoffzellen-Mobils braucht für 100 Kilometer Fahrt 18 Kilowattstunden, also 90 Kilowattstunden für die bekannte „Zielreichweite“ 500 Kilometer. Für diesen Strombedarf braucht eine entsprechende Brennstoffzelle etwa 150 Kilowattstunden Wasserstoff. Da eine Kilowattstunde H2 einen Raum von 333 Liter einnimmt, muss für diesen Bedarf ein Raum von 150 x 333 Liter, das sind rund 50 000 Liter, gleich 50 Kubikmeter, vorhanden sein, was bei einem Pkw unmöglich ist.

Abhilfe kann die Kompression schaffen, indem sie die 50 Kubikzentimeter H2 in einen Tank drückt, der im Gepäckraum eines mittleren Pkw ohne Benzintank Platz hat. Fragt sich mit welchem Druck? Im letzten Jahr hat Daimler Benz ein Brennstoffzellen-Fahrzeug namens „GLC-Fuel Cell“ vorgestellt, das eine Reichweite von gut 450 Kilometer haben soll. Die erforderlichen 45 000 bis 50 000 Liter H2 werden in drei Spezial-Carbontanks von zusammen 120 Liter mit sage und schreibe 700 bar hineingepresst!

Wird ein solches Fahrzeug der Öffentlichkeit als zukunftsweisende Pionierleistung der Fahrzeugtechnik vorgestellt, so kann man dafür eine gewisse Bewunderung empfinden. Es erscheint uns aber kaum vorstellbar, dass eine kleine chemische Fabrik auf vier Rädern mit Wärme- und Abwasserproblemen und einem hohen gefühlten Gefährdungspotenzial durch Hochdrucktanks mit leicht entzündlichem Gas viele Freunde findet, zumal diese ja die zur Zeit viel kritisierte Lithium-Antriebsbatterie nicht loswerden.

Die dieser Brennstoffzellen-Option zugehörigen Infrastruktur- und Serviceprobleme – zum Beispiel die Hochdruckzapfpistole – lassen, die bei der Akku-Option verbleibenden Koordinierungs- und Netzausbauschwierigkeiten als absolut „minor problems“ erscheinen.

Die restlichen Ausführungen wenden sich an den thermodynamisch interessierten Leser. Sie machen dem „Brezelmobil“ als Option einer künftigen Mobilität sachlich-argumentativ den Garaus. Stichwort Wirkungsgrad: Bei einem mit Strom aus dem Netz betriebenen Akku-Mobil wird rund die Hälfte der in den Kraftwerken eingesetzten Energie (Kohle, Gas) als Antriebsenergie an den Rädern umgesetzt. Gesamtwirkungsgrad 50 Prozent. Bei einem Brennstoffzellen-Mobil auf Basis Windstrom und Hochdrucktanks verbleiben nur 30 Prozent. Kommt unser Netzstrom, wie angestrebt, fast nur aus regenerativen Quellen, so erreicht die Akku-Option unserer Mobilität einen Gesamtwirkungsgrad von 80 bis 90 Prozent. Wasserstoff wird dann nur das sein, was seinen stofflichen Eigenschaften entspricht, nämlich ein einzigartiger Rohstoff für viele große chemische Synthesen.

Dr. Felix Conrad, Hockenheim

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