Bunter Antriebsmix

Wenn Umweltschützer von der Verkehrswende sprechen, meinen sie damit auch: Lassen Sie das Auto ruhig mal stehen und greifen bitte aufs Fahrrad oder den ÖPNV zurück. Oder kaufen Sie wenigstens ein Elektroauto. Ist für den Außendienstler, der seinen Wagen beruflich einsetzt, wohl nicht so einfach. Und selbst wenn er einen Stromer mit Lithium-Ionen-Akku verwendete und immer mit ökologisch produziertem Strom lüde – ach, Moment, kann er ja gar nicht. Zu Hause an der Steckdose hätte er sogar die Möglichkeit, aber unterwegs kann er nicht garantiert umweltfreundlich laden – und auf das Nachladen zu verzichten, wäre für Langstreckennutzer mit E-Mobil derzeit keine Option, denn die meisten Elektro-Fahrzeuge kommen vielleicht 300 km mit einer Akkufüllung, und das ist bereits hochgegriffen. Also muss erstens die Reichweiten-Entwicklung weiter voranschreiten, um batterieelektrische Autos uneingeschränkt auch langstreckentauglich zu machen, und zweitens sollten Autohersteller und Politik zusätzlich Alternativen zum Akku-E-Auto in der Hinterhand haben, um später nicht mit leeren Händen dazustehen, falls die Akku-Entwicklung doch stockt.

Zunächst einmal: Worin liegt eigentlich das Problem beim Batteriespeicher? Derzeit handelsübliche Lithium-Ionen-Speicher haben ja in Sachen Leistungsdichte schon große Steigerungen erzielt, so ist es nicht. Demnach ist es überhaupt kein Problem mehr, bei Kompaktwagen Kapazitäten bis 300 oder 400 km Reichweite zu installieren. So mancher Autohersteller hat bereits Reichweiten von 600 Kilometern angekündigt. Eine gute Sache, keine Frage. Doch ein anderer Punkt verhagelt selbst den E-Autos mit großen Batterien so ein bisschen die Praktikabilitäts-Bilanz. Ein Lithium- Ionen-Akku braucht eben immer noch zu lange, um aufgeladen zu werden. Selbst mit hoher Ladeleistung benötigt es bei kleineren bis mittleren Akkus noch rund 30 Minuten, um sie lediglich zu 80 Prozent zu befüllen. Einmal abgesehen davon, dass das schnelle Laden die Batterie stresst und auf deren Lebenserwartung schlägt, müsste auch noch eine umfassende Infrastruktur aufgebaut werden, damit der Nutzer bei einer sich leerenden Batterie nicht strandet.

Es gibt Autohersteller, die bieten als Alternativlösung zum Akku-Auto schon heute Brennstoffzellen-Fahrzeuge an. Dabei handelt es sich um konventionelle, mit Listenpreisen versehene Serienfahrzeuge, also die Rede ist mitnichten von irgendwelchen weit von der Realität entfernten Prototypen. Auch wenn das Wasserstoff-Tankstellennetz (denn damit werden sie betrieben) derzeit noch dünn ist, so könnte dieser Antrieb eine Hoffnung sein für den Fall, dass eine Batterietechnik, die alle bisherigen Zielkonflikte auflöst, nicht schnell genug entwickelt werden kann. Neben der ebenfalls noch im Ausbau befindlichen Infrastruktur haben Brennstoffzellen- Fahrzeuge derzeit noch einen Kosten-Nachteil. Das liegt nicht nur an der Brennstoffzelle selbst, die komplex ist und bisher lediglich in kleiner Serie produziert wird. Anders als bei Diesel- und Ottokraftstoffen muss der Wasserstoff wegen seiner niedrigen Siedetemperatur von minus 252 Grad Celsius unter starkem Druck im Tank gelagert werden, was die Angelegenheit aufwändig und teuer macht. Die Tanks bestehen bei modernen Autos aus dem kostspieligen Werkstoff CfK, denn der bürgt erstens für Stabilität und sorgt zweitens dafür, dass das Gewicht im Zaum gehalten wird.

Im Prinzip ist es ganz clever, Wasserstoff als Energieträger zu nutzen. Denn während beispielsweise Windenergie heutzutage noch häufig deshalb ungenutzt bleibt, weil der elektrische Strom gar nicht so schnell und in so großer Menge gespeichert werden kann (das bekannte Problem des Lithium-Ionen-Akkus), wie Wind in den Spitzen zur Verfügung steht, könnte der bei hohen Windstärken produzierte Strom zur Elektrolyse eingesetzt werden. Die so genannte Wasserelektrolyse ist ein chemisches Verfahren, mit dessen Hilfe unter Stromeinsatz Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff zerlegt wird. Diesem Umstand könnte in der Zukunft bedeutender Wert zugemessen werden, nämlich dann, wenn man aus Gründen der Ressourcenknappheit oder des Umweltschutzes die Nutzung fossiler Brennstoffe herunterfährt. Der dabei entstehende Wasserstoff wird in der Brennstoffzelle zu elektrischem Strom umgewandelt, welcher wiederum einen herkömmlichen Elektromotor füttert. Insofern sind Brennstoffzellen- Fahrzeuge nichts anderes als Elektroautos mit kleinem Kraftwerk an Bord.

In der Brennstoffzelle kann – vereinfacht gesprochen – unter Zunahme von Wasserstoff und Sauerstoff mit Hilfe zweier Elektroden und einer Membran elektrischer Strom entstehen als Produkt einer quasi direkt stattfindenden chemischen Umwandlung. Man spaltet den Wasserstoff in Elektronen und Protonen an der Anode. Die als Elektrolyt fungierende Zellmembran lässt nur die Protonen durch, nicht jedoch die Elektronen. Letztere werden abgeleitet und fließen im Falle der Auto-Nutzung zur Traktionsbatterie – diese dient als Stromspender für die E-Maschine. Wie beim batterieelektrischen E-Auto gilt natürlich auch bei der Brennstoffzelle: Richtig funktionieren kann das Ganze nur, wenn neben einer reichhaltigen Auswahl seitens der Hersteller eine brauchbare Infrastruktur steht. Derzeit gibt es rund 300 Wasserstofftankstellen weltweit – zum Vergleich: Alleine in Deutschland existieren über 14.000 konventionelle Tankstellen. Klar ist: Ohne eine leistungsfähige Infrastruktur funktioniert auch der beste alternative Antrieb nicht. Es mangelt jedoch nicht an weiteren Alternativen, um den Verkehr zu dekarbonisieren. Ein von manchen Gruppierungen gefordertes Verbot für den Verbrenner wäre zu kurz gegriffen, um das Auto wirklich umweltfreundlich zu machen. Schließlich kommt es darauf an, woher der Strom stammt – daher kann man das Elektroauto nicht per se als umweltfreundlich bezeichnen. Und auch Feinstaub aus der lokalen Umwelt komplett zu verbannen, dürfte sich als schwierig gestalten, solange noch konventionell mit Bremsbelägen verzögert wird und Gummireifen zum Einsatz kommen. Einen sinnvollen Beitrag um Umweltschutz dagegen könnten E-Fuels leisten. Dabei handelt es sich um synthetisch hergestellte Kraftstoffe, die – ähnlich wie Wasserstoff – unter Zuhilfenahme von elektrischem Strom und in diesem Fall CO2 produziert werden. Jawohl, CO2, jenes Teufelszeug, von dem zu viel existiert auf der Erde. Es bleibt also spannend, wie das Rennen um die alternativen Antriebe ausgehen wird. In den nächsten Jahren, so viel ist klar, werden die Hersteller viele Felder gleichzeitig bespielen müssen. Und das wird noch eine echte Herausforderung.