Fahren mit Wasserstoffantrieb

Autos, die reinen Wasserstoff tanken, wandeln diesen in Strom um. Brennstoffzellen-Fahrzeuge zählen also zu den Elektroautos. Im Gegensatz zu einem Elektro-Fahrzeug wird der Strom aber nicht mitgeführt, sondern direkt im Fahrzeug erzeugt und in einer Batterie gespeichert. Dies geschieht durch einen Brennstoffzellenantrieb. Ursprünglich wurde dieser in der Raumfahrt verwendet.

Funktionsweise eines Wasserstoffautos

Die im Fahrzeug verbaute PEM-Brennstoffzelle erzeugt in einer umgekehrten Elektrolyse aus Wasserstoff elektrischen Strom, der einen Elektromotor antreibt: Der mitgeführte Wasserstoff reagiert mit zugeführtem Luftsauerstoff zu Wasser und gibt dabei elektrische Energie ab. Der Wasserstoff wird in der Regel gasförmig mit einem Druck von bis zu 700 bar und mit bis zu -40 °C vorgekühlt an H₂-Tankstellen angeboten und im H₂-Auto verbauten Druckbehältern gespeichert. Bei Nutzfahrzeugen mit größeren on-board-Wasserstoffspeichern, können auch Wasserstoff mit einem Druck von 350 bar mitführen. Statt einer großen Batterie wie bei einem Elektroauto ist in Brennstoffzellenautos nur eine kleine Batterie verbaut, die als Zwischenspeicher fungiert. Zudem nimmt sie die Bewegungsenergie beim Bremsen – die sogenannte Rekuperationsenergie – auf und speichert sie. Als Abgas emittiert das Fuel Cell Vehicle lediglich Wasserdampf.

Wasserstoffautos: Vor- und Nachteile

Brennstoffzellenautos sind in Deutschland bis dato noch ein Nischenprodukt. Etwa 1.400 Autos (Stand: Januar 2021) fahren bisher mit Wasserstoffantrieb auf unseren Straßen. In Japan ist man da bereits deutlich weiter, denn Wasserstoffautos werden großzügig staatlich gefördert.

Das Tanken: Lange Ladezeiten wie bei Elektro-Fahrzeugen gibt es nicht. Nach drei bis fünf Minuten ist der Tank voll. Durch die schnelle Betankung sind Wasserautos den Elektroautos weit überlegen.
Die Reichweite: Brennstoffzellen-Fahrzeuge sind bereits heute langstreckentauglich: Mit über 500 Kilometern bei einer Tankfüllung von 4 bis 6 Kilogramm Wasserstoff haben sie eine deutlich höhere Reichweite als Elektroautos.
Die Lebensdauer: In der Brennstoffzelle sind kaum bewegliche Teile verbaut. Das sorgt für eine lange Lebensdauer.
Die Klimabilanz: Wasserstoff ermöglicht es, Energie zu speichern. Durch die Elektrolyse von überschüssigem Ökostrom entsteht ein sauberer Energieträger, der für einen emissionsfreien Straßenverkehr sorgt.

Erneuerbare Energie speichern

Tankstellennetz für Wasserstoffautos

Derzeit gibt es über 100 H₂-Tankstellen in Deutschland (Stand: Oktober 2022). Bis Ende 2023 sollen 400 Tankstellen errichtet werden, dennoch sind für eine flächendeckende Infrastruktur mindestens 1.000 H₂-Tankstellen nötig. Unternehmen wie H2 Mobility arbeiten intensiv am Ausbau der H₂-Tankstellen-Infrastruktur. Neue Tankstationen sollen dabei vermehrt in bestehende Tankstellen integriert werden. Die aktuellen Wasserstofftankstellen in Deutschland und Europa stellt H2 Mobility als Kartenansicht zur Verfügung.

H2-Tankstellen

Wasserstoffautos: Hohe Anschaffungskosten, hohe Ersparnis

Namhafte Hersteller wie Mercedes-Benz oder Toyota haben bereits Wasserstoffautos im Programm aufgenommen. Mit 64.000 Euro sind die Anschaffungskosten noch sehr hoch. Mit höheren Stückzahlen werden H₂-Fahrzeuge perspektivisch günstiger werden. Das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur unterstützt die Anschaffung eines Wasserstoffautos. Zudem sind H₂-Autos zehn Jahre von der KfZ-Steuer befreit.

Autogas

LPG wird in Raffinerieprozessen aus Erdöl gewonnen. Die meisten Autos mit Ottomotor können unkompliziert darauf umgerüstet werden.

Vergleich CNG und LPG

Elektroantrieb

Elektroautos sind aktuell deutlich teurer als Fahrzeuge mit Ottomotor. Mit dem aktuellen Strommix kann keine CO₂-Entlastung erzielt werden.

Vergleich CNG und Elektro