Batterie oder Wasserstoff – was ist der zukunftsfähigste Antrieb für unsere Mobilität? Der Autohersteller Volkswagen erklärt in einem aktuellen Beitrag, wo nach aktuellem Stand die entscheidenden Vorteile des E-Antriebs gegenüber der Brennstoffzelle liegen. Und warum er seine Entscheidung, E-Mobilität konsequent voranzutreiben, für richtig hält.
Der Klimawandel und die Flottenvorgaben für Pkw machen einen Wechsel vom Verbrenner zum Elektroauto unabdingbar. Eine der aktuellen Gretchenfragen in der Automobilindustrie lautet dabei: Soll man eher auf die Batterie als Energiespeicher setzen oder auf Wasserstoff? Oder gar beides in gleichem Maße vorantreiben und auf die Straße bringen? Unter Politikern und Experten, in Medien und sozialen Foren wird das regelmäßig und mit großer Leidenschaft diskutiert.
Die Wissenschaft ist sich in dieser Frage weitestgehend einig, dies belegen mehrere aktuelle Studien. So geht das Bundesministerium für Umwelt davon aus, dass Wasserstoff und synthetische Kraftstoffe, sogenannte E-Fuels, teurer als ein Elektroantrieb bleiben, da für ihre Produktion auch mehr Energie aufgewendet werden muss. Auch die Initiative Agora Verkehrswende weist darauf hin, dass Wasserstoff und E-Fuels ohne die Verwendung von zu 100 Prozent erneuerbaren Energien keine ökologisch sinnvollen Alternativen bieten. Beim aktuellen und absehbaren Strommix verfügt das Elektroauto über die mit Abstand beste Energiebilanz.
Aus der Sicht des Fraunhofer-Instituts werden synthetische Kraftstoffe und Antriebstechnologien wie Wasserstoff in Kombination mit der Brennstoffzelle zwar eine Rolle spielen – allerdings weniger im Pkw-Bereich, sondern eher im Langstrecken- und Schwerlastverkehr sowie im Schienen-, Flug- und Schiffsverkehr. Diese Segmente werden erst in späteren Phasen der Energiewende, also jenseits des Jahres 2030, und eng verknüpft mit dem Ausbau erneuerbarer Energien umgestellt.
Tatsächlich bietet die wasserstoffbasierte Brennstoffzellen-Technologie einen entscheidenden Nachteil: Sie ist sehr ineffizient – und zwar sowohl hinsichtlich ihres Wirkungsgrads als auch ihrer Betriebskosten. Das bestätigt im Detail auch eine Studie von Horváth & Partners, die beide Antriebsarten für Elektrofahrzeuge aus Kundensicht verglichen hat.
In ihrer Studie „Automobilindustrie 2035 – Prognosen zur Zukunft“ ließ die Unternehmensberatung jüngst detailliert untersuchen, ob sich batterie- oder wasserstoffbetriebene E-Autos künftig durchsetzen werden. Die Studie wurde über sechs Monate erstellt, von 80 Menschen und Interviewpartnern begleitet und von der Unternehmensberatung selbst finanziert. „Hauptgrund unserer Untersuchung war, dass Horváth & Partners viele Klienten in der Autozulieferindustrie betreut. Diese wollen natürlich wissen, worauf sie sich in den nächsten 10 bis 15 Jahren einzustellen haben“, begründet Studienleiter Dietmar Voggenreiter die Untersuchung.
Beim Wirkungsgrad hat das Batterieauto die Nase vorn
Welcher Energiespeicher hat also den besten Wirkungsgrad und ist am kostengünstigsten, um E-Autos anzutreiben? Beim batteriebetriebenen E-Auto verliert man nur acht Prozent der Energie beim Transport, bevor der Strom in den Akkus der Fahrzeuge gespeichert wird. Beim Umwandeln der elektrischen Energie zum Antrieb des E-Motors gehen dann noch einmal 18 Prozent verloren. Damit kommt das batteriebetriebene E-Auto je nach Modell auf einen Wirkungsgrad von 70 bis 80 Prozent.
Beim wasserstoffbetriebenen E-Auto sind die Verluste deutlich größer: 45 Prozent der Energie gehen bereits bei der Gewinnung von Wasserstoff durch die Elektrolyse verloren. Von diesen übrig gebliebenen 55 Prozent der ursprünglichen Energie gehen noch einmal 55 Prozent beim Umwandeln von Wasserstoff in Strom im Fahrzeug verloren. Damit kommt das wasserstoffbetriebene E-Auto nur auf einen Wirkungsgrad, modellabhängig, von 25 bis 35 Prozent. Der Vollständigkeit halber: Bei alternativen Kraftstoffen ist die Effektivität noch einmal deutlich schlechter. Der Gesamtwirkungsgrad liegt hier bei nur 10 bis 20 Prozent.
Konkret heißt das: Ein Wasserstoff-Auto verbraucht für die gleiche Strecke zwei- bis dreimal mehr Strom als das Batterie-Auto. Diese Art der Stromverschwendung können wir uns aber nicht leisten. Der knappe Grünstrom muss künftig so effizient wie möglich verwendet werden. Beim Pkw wäre Wasserstoff daher ein schwerwiegender Irrweg. „Neben dem sehr realen Potenzial von grünem Wasserstoff existiert gerade ein gefährlicher Hype“, warnen auch Experten der Unternehmensberatungsgesellschaft Boston Consulting Group (BCG) in einer Studie, aus der das Handelsblatt zitiert. Auch die Horváth & Partners-Studie kommt hier zu den gleichen Ergebnissen.
Dabei bietet Wasserstoff durchaus vielversprechende Perspektiven – nur eben nicht beim Auto. Die Investitionen sollten sich lieber auf andere Bereiche konzentrieren, in denen sie ökologisch und wirtschaftlich sinnvoll sind, so das Fazit der Studienautoren. „Wir glauben, dass es großes Potenzial gibt, wenn man grünen Wasserstoff in Anwendungen forciert, in denen er sich langfristig wirklich durchsetzen kann. Vor allem in der Industrie, außerdem im Schwerlast- beziehungsweise Flug- und Schiffsverkehr“, sagt Frank Klose, Mitautor der Studie.
Auch jenseits der Umweltbilanz spricht alles für das batteriebetriebene Elektroauto. Die Technologie ist ausgereift und bereit für den Massenmarkt. Die Zahl der Modelle wächst beständig. Und mit dem batteriebetriebenen E-Auto bleibt das Autofahren vor allem auch bezahlbar. Aktuelle Modelle liegen bereits auf dem Preisniveau vergleichbarer Verbrenner. Das Wasserstoff-Auto dürfte dagegen immer teurer bleiben als das Batterie-Auto – aufgrund der komplexen Technik und der hohen Kraftstoffkosten. Schon heute bezahlen Autofahrer beim Wasserstoff-Auto rund neun bis zwölf Euro je 100 Kilometer, beim Batterie-Auto sind es nur zwei bis sieben Euro je 100 Kilometer (je nach Strompreisen in den einzelnen Ländern). Und das Thema Langstrecke? Das spielt schon bald keine Rolle mehr. Mit der neuen Elektroauto-Generation steigen die Reichweiten auf 400 bis 600 Kilometer, gleichzeitig wird das Laden immer schneller.
Beim Pkw spricht also fast alles für die Batterie und praktisch nichts für den Wasserstoff. „Keine nachhaltige Volkswirtschaft kann es sich erlauben, die doppelte Menge an regenerativer Energie zu verwenden, um mit Brennstoffzellen-Pkw anstatt mit Batteriefahrzeugen zu fahren“, sagt Studienleiter Dietmar Voggenreiter. Das sehen auch die Kunden so: In Deutschland sind bereits mehr als 130.000 Batterie-Autos unterwegs – aber gerade mal gut 500 Wasserstoff-Autos.
Quelle: Volkswagen — Pressemitteilung vom 12.03.2020
Dem ist eigentlich nichts hinzuzufügen.
Heute vergleichen wir Äpfel mit Birnen.
Die Zukunft könnte anders aussehen. Und das schon bald.
Wasserstofftechnik wird effizient weiterentwickelt und für den Massenmarkt tauglich. Der benötigte Wasserstoff kommt wie heute Rohöl von Drittländern, die überschüssige grüne Energie haben. Sonne in Afrika. Für diese Länder wird es ein neues Geschäftsmodell, für Europa Wasserstoff anzubieten.
Der Energieverlust relativiert sich dadurch.
Grüner Strom aus Norddeutschland kann, anstelle ihn bei Überschuss abzustellen, genutzt werden.
Heute ist der Vergleich zugunsten Elektroauto. Morgen sieht die Sache anders aus. Wenn man das wirklich möchte.
Für die Industrie, sprich unsere Autobauer, ist es schwierig auf mehrere Pferde zu setzen. Ihnen ist simlify lieber.
Für eine CO2 freie Mobilität gibt es demnach zwei Wege.
Im Vergleich fehlt übrigens die Umweltbelastung durch die Produktion der gigantischen Batteriemengen die VW benötigt.
HE
Perfekte Argumentation von VW die dem ganzen Hype mal verdeutlicht wie sinnlos mit dem aktuellen Wirkungsgrad Wasserstoff im PKW ist. Zudem verunsichert es die Bevölkerung zusätzlich und viele springen nicht auf den EMob Zug mit auf
Auch im LKW Bereich wird sich Wasserstoff nicht durchsetzen, da auch hier die Langstrecke nur einen Teil der Flotte betriff und es Alternativen wie Bahn, Schiff oder E-fule gibt.
Zahlen, Daten, Fakten!!!
In der Praxis sieht es anders aus wie in der Theorie.. was wird aus den Tankstellen was mit den vielen Stellen die da wegfallen. Was wird aus den Ölkonzern die Investoren in Wasserstoff. Jetzt werden die Akku Autos steurelich subventioniert später wir eine hohe Steuer kommen um arbeitslose zu subventionieren . Man muss das ganze sehen. Warum sollte Wasserstoff teuer bleiben. Die Industrie investiert und forscht. Und die Scheichs die nach den Öl auch geld benötigen haben sonne.
Helmuth, diesmal hast Du wirklich ein wenig Recht! Die Natur zeigt uns wo es lang geht. Globalisierung am Ende. Schaut was die Chinesen bei der Bewältigung der Krise gelernt haben. Man bleibt künftigt mehr zu Hause , zumindest im eigenen Land. Was heisst das für die Autoindustrie ? Wir müssen in Europa die besseren E Autos bauen und zwar alleine. Fertig mit dem Argument Fertigung in solchen Ländern sei billiger! Was kostet dieser seit Jahrzenten gemachte Blödsinn dem Staat. Wenn wir nicht mehr in der Lage sind alles komplett bei uns zusammen zuschrauben muss das Schulsystem ändern. Den Handwerkerstatus aufwerten. Nur mit Gelehrten können solche Gefahren auch nicht vorhergesehen werden. Dies müssen wir endlich gelernt haben………………..
Da fehlt ein „sch“ – „verschwenden“ muss es heißen ;-)
Ich glaube eher, dass die Studie von der Automobilindustrie gefördert wird und sie bewertet leider auch nicht GANZHEITLICH! Zu einem vollständigen Gutachten mit seriösem Ausblick in die Zukunft gehören auch die katastrophalen Umweltschäden bei der Lithium-Gewinnung (die sind VW und Co. wurscht!). Ferner gehören der schleichende Fortschitt der Ladeinfrastruktur und die unverschämte Abzocke bei den Kosten des Ladens massiv gegeißelt. Wir nähern uns mit Riesenschritten einem Euro/kWh. Da gehört schon längst vom (Ladeinfrastruktur massiv fördernden) Staat dazwischengegräscht! Der Staat (also wir alle!) fördert mit Steuergeldern – und die Steuerzahler werden beim Laden unverfroren nochmal abgezockt! DERZEIT ist Wasserstoff noch nicht so weit. Das ist erst der Fall, wenn der Strom zur Herstellung des Wasserstoffs AUSSCHLIESSLICH regenerativ hergestellt, z.B. übers ganze Land verteilt DEZENTRAL in Tankstellen die über große Flächen für ausreichend große Gebäude und Dachflächen für Solarenergie verfügen. Das sind sehr viele, v.a. entlang der Autobahnen. Damit hätte sich auch (teilweise) der Transport des Wasserstoffs vom Herstellungsort zu den Tankstellen entspannt. Nein, liebe Leser, das Horvath-Gutachten spielt mir viel zu sehr den Autoherstellern in die Hände! In 10 Jahren ist die Forschung so weit, den Wasserstoff-Brennstoffzellenantrieb effizienter und billiger zu gestalten. Einzige Rettung für batterieelektrische Autos: Feststoffbatterien mit den Zielen HALBES GEWICHT, DOPPELTE REICHWEITE, gegenüber heute verzwanzigfachter Ladeinfrastruktur und umweltfreundlicher, ressourcenschonender Akkuherstellung. Was soll sonst der Schwachsinn mit großen E-SUVs und (noch überflüssiger!) schnellen E-Sportwagen??? Alle 200 km für mindestens eine halbe Stunde an die bald überfüllten Ladesäulen?? Wenn ich einen Taycan – mit seiner zweifellos überragenden und begeisternden Performance – voll ausfahre, wo immer es geht, dann hänge ich alle 120 km an einer DC-Ladesäule für 85 Cent/kWh. Was soll das? Batterieelektrische Autos sind bestenfalls denkbar beim ohnehin bald kommenden und längst überfälligen Tempolimit von höchstens 130. Dann brauchts aber SOLCHE Boliden eh‘ nicht mehr.
Bereits 2018 habe ich den Schwachsinn der E-Mobilität unter dem Artikel “Gedanken-Anregungen zu Diesel-/E-Mobilität vs. BRENNSTOFFZELLE“ beschrieben und ins Netz. Zu lesen unter “pdfinsinternet“. Den Artikel haben bereits mehr als 14000 Interessierte gelesen. VW habe ich auch wegen dieses Unsinns und andere Gremien angeschrieben.
Die Brennstoffzelle kommt! Es passiert der deutschen Industrie der gleiche Fehler wie beim Verbrenner. Die Technik wird verpennt wegen der Milliarden, die man mit dem E-Auto abschöpfen will. China und Japan werden die Märkte mit Brennstoffzellen-Autos überschwemmen. Jetzige Euro
5/6 PKW halten 7/10Jahre, wer kauft sich dann eine E-Schleuder?
In ca. 10 Jahre, wenn die Wasserstoff-Wirtschaft mal steht – für LKWs, Schiffe, Bahn – wird für 70-80% der Benutzer (‚privater Normalbenutzer‘) ein BEV mit Batterie für ca. 150 bis 200 km und einem Wasserstoff-Range-Extender die beste, günstigste und ökologischste Variante sein.
Ich werde hier aber nicht noch einmal begründen, warum; ich habe das schon so oft getan. Wer will, kann es selber nachrechnen. Ich bin aber jederzeit zu Wetten im 4- bis 5stelligen Bereich bereit.
Eine Menge „Für und Wider“ bzgl. der Wasserstofftechnologie bzw. ihrer Anwendung bei Autos. Ich sehe folgende wesentliche Fragen :
– da Wasserstoff wegen der schlechten Energieeffizienz nur bei Überschuss von erneuerbaren Energien gebraucht werden sollte : wie gross ist dieser Überschuss und wo fällt er an ? (desweiteren Speicher- und Transportmöglichkeiten ?)
– der Preis für Brennstoffzellenautos und für den Wasserstoff selbst, wann wird er konkurrenzfähig werden, und ob überhaupt ?
– wie machbar ist der Gedanke, in Afrika mit Solarenergie hergestellten Wasserstoff nach Deutschland zu transportieren ?
Momentan liegen reine Batterieautos jedenfalls in Front, und die Entwicklung, z.B. in Bezug auf Reichweite und niedrigere Preise, geht schnell voran.
Der Autor reitet einzig und allein auf der Energieeffizienz herum. Was er nicht sieht: Es ist nur ein Kriterium von vielen.
Photovoltaik-Strom lässt sich in sehr sonnenreichen Regionen mittlerweile für 1 Cent pro Kilowattstunden herstellen. Wenn interessiert da ein bischen mehr oder weniger an Effizienz? Niemanden.
Den Endverbraucher sowieso nicht. Der sitzt auch heute nicht in seinem Benziner und sinniert darüber, dass sein Wagen vielleicht nur 30% effizient ist.
Bemerkenswert ist, dass man sich bei VW zur Rechtfertigung des eigenen Weges gezwungen sieht. Würde man das tun, wenn man von diesem überzeugt wäre? Wohl kaum.
für den Schwerlastverkehr sehe ich ja Wasserstoff noch weniger. Denn wenn er für PKW schon teuer und ineffizient ist dann ist er ja für den Schwerlastverkehr eben so teuer und ineffizient. Und wozu eine Zugmaschine 1000 km Reichweite am Stück haben muss? Es wird ja eine rein wirtschaftliche Betrachtung sein, ob der Fahrer lieber öfter anhält und seiner Zugmaschine neue Batterien verpasst oder ob die Zugmaschine erheblich mehr Geld durch Wasserstoff braucht.
Zum ’neue Batterien verpassen‘: gerade hier sehe ich zwei Techniken: den Batteriewechsel und voll autonome fahrerlose Zugmaschinen für die Fernstrecke. Bei letzteren ist die Reichweite auch nahezu unerheblich, denn sie fahren dann einfach raus und eine neue vollgeladen Zugmaschine übernimmt den Auflieger. All das erfordert natürlich Investitionen in die Infrastruktur, aber man kann dabei sehr gut auch bestehende Infrastruktur weiter nutzen und ausbauen. Bemannte LKW benötigt dieses Modell nur im Verteiler-Verkehr, und da würde es sich anbieten, die Zentren, an denen die bemannten Zugmaschinen die Ladung übernehmen, ohnehin langfristig ans Bahnnetz anzuschließen. Es gibt zu wenig Lkw-Fahrer, und ich sehe auch nicht, dass sich das ändert, denn Lkw-Fahrer ist kein zukunftsträchtiger Beruf.
Und warum Batteriewechsel? LKW unterscheiden sich in den Geometrien, die für den Batteriewechsel entscheidend sind, deutlich weniger als PKW. es fängt auch bei der Bauform an, nahezu alle LKW sind Cab over engine. Sie haben immer einen Rahmen aus zwei parallel verlaufenden Profilen, an denen rechts und links Tank, Schalldämpfer und alles andere hängt was ein LKW so braucht. Darüber hinaus kommt es bei LKW längst nicht so sehr auf Design an wie bei PKW. Es wäre also denkbar, verschiedene Batteriegrößen anzubieten, die das gleiche Querschnittsprofil haben und nur unterschiedlich lang sind. Und die werden dann teilautomatisiert rechts und links eingehängt.
Das sehe ich prinzipiell auch wie Sie. Aber eine Sache fehlt mir hier. Wenn wir unsere Umweltprobleme wirklich lösen wollen, dürfen wir nicht weiter den Verkehr ausbauen. Wir müssen damit aufhören Waren in der ganzen Welt hin und her zu transportieren. Die Produkte müssen langlebiger werden und der Konsum muss umweltfreundlicher werden. Eine auf unendliches Wachstum basierte Wirtschaft hat keine Zukunft. Qualität statt Quantität muss die Zukunft sein. Faire Löhne für alle Menschen muss angestrebt werden. Wenn wir das nicht hinkriegen, hat die Menschheit keine Zukunft.