Wasserstoff-Auto: Wie gut ist der Antrieb mit Brennstoffzelle?

Wasserstoff- oder Brennstoffzellen-Autos kommen ohne Verbrennungsmotor aus und könnten eine wichtige Rolle bei der Energiewende spielen. Doch sind die wasserstoffbetriebenen Kfz eine Alternative zum Elektroauto? Wir haben die Pkw mit Brennstoffzelle unter die Lupe genommen und stellen ihnen vor, wie die Technik dahinter funktioniert und wie effizient und klimafreundlich die Autos wirklich sind.

Die Debatten über die Zukunft des Wasserstoff-Autos haben in den vergangenen Jahren zugenommen. Wenn Deutschland die Klimaziele erreichen will, zu denen es sich gemeinsam mit vielen anderen Staaten verpflichtet hat, muss es auch die Verkehrswende beschleunigen. Der Verkehr verursacht hierzulande aktuell rund 20 Prozent der CO₂-Emissionen. Deshalb ist klar, dass auch in diesem Bereich mehr klimaneutrale und alternative Antriebe für das Auto gefragt sind. 

Bisher fördert die Regierung vor allem Elektroautos, setzt aber seit Juni 2020 auch auf eine Wasserstoffstrategie. Damit will sie den Energieträger Wasserstoff sowohl in der Industrie als auch im Verkehr stark machen. 39 Prozent der Befragten in Deutschland sind laut einer aktuellen Umfrage des Meinungsforschungsinstituts Civey für eine staatliche Förderung von Wasserstoffautos. Damit sich Autofahrer häufiger dafür entscheiden, sind jedoch noch einige Herausforderungen zu überwinden.

Vorteile

• lokal emissionsfrei

• kurze Tankzeiten

• hohe Reichweite

• sicher bei Unfällen

Nachteile

• kein ausreichendes Wasserstoff-Tankstellennetz

• noch nicht ausgereifte Technik

• hohe Kosten bei der Gewinnung von Wasserstoff

• hohe Anschaffungskosten

• keine Langzeiterfahrung

Wasserstoff vs. Elektro 

Quelle: https://www.carwow.de/ratgeber/elektroauto/wasserstoff-elektro-oder-synthetischer-kraftstoff-welcher-alternative-antrieb-ist-der-beste

Toyota hat mit der Baureihe Mirai ein Brennstoffzellen-Auto der Oberklasse am Start. In den Tank der Limousine passen 5,6 Kilogramm Wasserstoff. Damit soll eine Reichweite von rund 650 Kilometern möglich sein. 

Der Hyundai Nexo verspricht eine Reichweite von 756 Kilometern. In nur fünf Minuten soll sich der Wasserstoff-SUV volltanken lassen. Im Jahr 2020 wurden allerdings nur rund 1.000 Stück davon in ganz Europa verkauft.

Mercedes setzte beim Wasserstoffauto auf den GLC F-Cell und stellte eine niedrige Stückzahl für Firmenkunden her. Doch inzwischen hat ihn der Autohersteller vom Markt zurückgezogen. Die Begründung: Die Batterietechnologie bei Elektroautos habe in den vergangenen Jahren große Sprünge gemacht und den Reichweitenvorteil von Brennstoffzellen-Autos verringert.

Was kostet ein Wasserstoff-Auto?

Autos mit Brennstoffzellen-Antrieb haben noch einen stattlichen Preis. Die Kosten beginnen bei gut 60.000 Euro. Der Hyundai Nexo kostet knapp 80.000 Euro. Bisher produzieren die Autohersteller nur geringe Stückzahlen, was den Preis nach oben treibt. Aber auch die Produktionskosten etwa der Brennstoffzellen mit Platinbeschichtung, des Tanks und der Steuerung treiben die Anschaffungskosten bislang nach oben.

Genau genommen ist ein Wasserstoff- oder Brennstoffzellen-Auto ein Elektroauto, da es auch über einen Elektromotor verfügt. Der Unterschied: Während das E-Auto den getankten Strom in einem großen Lithium-Akku speichert, erzeugt das Wasserstoffauto den Strom in einer Brennstoffzelle an Bord. Lediglich eine kleine Batterie dient als Zwischenspeicher, die zum Beispiel zum Vorwärmen beim Starten nötig ist. Außerdem fließt die sogenannte Rekuperationsenergie hinein – das ist die elektrische Energie, die beim Bremsen entsteht.

Wie funktioniert eine Brennstoffzelle im Auto?

Die Brennstoffzelle in einem wasserstoffbetriebenen Auto ist ein sogenannter Energiewandler. Dieser erzeugt elektrischen Strom aus Wasserstoff (H₂), der vorher getankt wird, und Sauerstoff aus der Umgebungsluft. Chemisch gesehen handelt es sich um eine Umkehrung der Elektrolyse. Wasserstoff (H₂) und Sauerstoff (O₂) verbinden sich zu Wasser (H₂0). Dabei wird elektrische Energie frei, die den Motor antreibt.

Gut zu wissen: Neben Wasserstoff-Kfz mit Brennstoffzelle gibt es auch Autos mit einem Wasserstoffmotor. Dabei handelt es sich um einen Verbrennungsmotor, der den Wasserstoff direkt als Kraftstoff nutzt, ohne diesen vorher in Strom umzuwandeln.

Viele Autofahrer, die eine klimafreundliche Alternative zum Verbrenner suchen, schrecken vor dem Wasserstoff-Auto noch zurück. Bis Ende 2020 waren gerade einmal 1.060 Brennstoffzellen-Autos in Deutschland zugelassen. Die Gründe: Hohe Anschaffungskosten und das noch kaum ausgebaute Wasserstoff-Tankstellennetz. In Deutschland gibt es (Stand: August 2021) etwa 90 H₂-Tankstellen. Weitere neun befinden sich entweder in Planung oder im Bau. Zum Vergleich: An etwa 15.000 Tankstellen können Autofahrer momentan Benzin oder Diesel tanken.

Deutschland ist bei Wasserstoff-Tankstellen trotzdem schon Spitzenreiter in Europa. In Österreich und Frankreich sind es nur jeweils fünf, in den Niederlanden vier und in Belgien zwei. Das ist wenig verlockend für Menschen, die viel mit dem Auto unterwegs sind und auf ein flächendeckendes Tankstellennetz angewiesen sind.