Ausgabe 134
Gesellschaft

Mobil ohne Emission: mehr Schein als Sein

Von Jürgen Lessat
Datum: 23.10.2013
Der grünste Mercedes aller Zeiten kommt Jahre später als angekündigt. Erst 2017 soll das abgasfreie Brennstoffzellen-Modell "F-Cell" vom Fließband rollen. Der verschobene Start der weltweit ersten Großserienproduktion eines Null-Emissions-Fahrzeugs nützt paradoxerweise dem Klima: Denn der Brennstoffzellen-Treibstoff Wasserstoff lässt sich nur mit Strom aus erneuerbaren Energien klimafreundlich erzeugen. Und dafür müssen Solar- und Windkraft massiv ausgebaut werden.

Erst vor wenigen Tagen hat der Weltklimarat hinter die Zukunft der Menschheit ein dickes Fragezeichen gesetzt. Denn der Mensch bläst immer mehr Kohlendioxid (CO2) durch Verbrennen von fossilen Energieträgern wie Öl und Kohle in die Luft. Das erwärmt das Erdklima, was fatale Folgen hat: Mit Gletschern schmelzen Trinkwasserreservoire dahin, steigende Meeresspiegel bedrohen Küstenregionen, Wetterextreme gefährden die Nahrungsproduktion.

Zu den menschgemachten CO2-Emmissionen steuert der Verkehr hierzulande rund ein Viertel bei. Da käme ein Auto ohne Abgase gerade recht. Etwa aus Untertürkheim die Mercedes B-Klasse "F-Cell", aus deren Auspuff nur harmloses Wasser dampft. Das grüne Modell mit Stern, mit Wasserstoff im Tank und Brennstoffzelle als Stromkraftwerk an Bord, kommt aber nicht. Noch nicht. Dabei hatte Daimler-Chef Dieter Zetsche auf der Internationalen Automobilausstellung (IAA) im September 2011 in Frankfurt noch medienwirksam den Start der Serienproduktion für 2014 angekündigt, Jahre früher als ursprünglich geplant. Kleinlaut machte der schnauzbärtige Manager jetzt einen Rückzieher. Das Null-Emissions-Auto soll erst 2017 vom Fließband rollen. Stattdessen präsentierte Mercedes auf der jüngsten IAA im September eine batterieelektrisch getriebene B-Klasse, die im kommenden Jahr marktreif sein soll.

Kurzstrecke auf Batterie, Überland mit Brennstoffzelle

Damit macht sich Mercedes selbst Konkurrenz. Denn bislang favorisierte der schwäbische Autobauer für seine Mittel- und Oberklasse die Brennstoffzellentechnologie als zukunftsfähiges abgasfreies Antriebskonzept. Batterie und Elektromotor, das gehört für die Untertürkheimer bislang eher in Kleinwagen wie den Smart, die vor allem in der Stadt bewegt werden. Schließlich spricht vieles für die Brennstoffzelle, in der Elektrizität aus der Synthese von Wasserstoff mit Sauerstoff für einen durchzugsstarken Elektromotor entsteht. Mit bis zu 350 Kilometer ist die Reichweite des Mercedes B-Klasse mit dem Typenkürzel F-Cell, von dem weltweit annährend 200 Stück ihre Alltagstauglichkeit beweisen, deutlich größer als bei einem vergleichbaren akkugetriebenen Elektromobil. Und das Betanken, knapp vier Kilogramm gasförmiger Wasserstoff passen in den Hochdrucktank, dauert mit drei Minuten einen Wimpernschlag im Vergleich zum meist mehrstündigen Batterieladevorgang eines "gewöhnlichen" E-Mobils an der Steckdose.

Erstes Brennstoffzellen-Auto mit Stern: Transporter mit Chemiewerk im Laderaum. Foto: J. Lessat
Erstes Brennstoffzellen-Auto mit Stern: Transporter mit Chemiewerk im Laderaum. Foto: J. Lessat

Technisch gelten Brennstoffzellen-Autos inzwischen als nahezu alltagstauglich. Warum bislang nur rund 100 derartige Fahrzeuge verschiedener Hersteller auf deutschen Straßen unterwegs sind, liegt vor allem an zwei nicht zu unterschätzenden Problemen. So bremsen die enormen Entwicklungskosten die neue Mobilität aus. Rund eine Milliarde Euro soll allein Daimler seit 1995 in sein F-Cell-Projekt gesteckt haben. Wie jede neue hochkomplexe Technologie kostet der neue Antrieb noch relativ viel in der Herstellung. Sicher ist deshalb, dass es die ersten Brennstoffzellen-Serienfahrzeuge keinesfalls zum Schnäppchenpreis geben wird. Mit einer strategischen Allianz mit Nissan und Ford, vereinbart zu Jahresbeginn, versucht Daimler zwar, die Kosten auf mehrere Schultern zu verteilen. Die drei Autobauer verwenden den gleichen Antriebstrang bei unterschiedlichen Karosserien. So sollen schon gleich nach Markteinführung hohe Verkaufszahlen erreicht werden, was zu kostensenkenden Skaleneffekten bei Herstellern und Zuliefern führt. Wie bei Solarpanels oder LED-Leuchten werden die Preise der neuen Fahrzeuge umso schneller sinken, je mehr von ihnen verkauft werden.

Eine Milliarde Euro für neue Tankstellen

Vor allem behindert jedoch das berühmte "Henne-Ei-Prinzip" die Einführung. Konkret fehlt es an Zapfsäulen, an denen sich die Brennstoffzellen-Autos betanken lassen. Aktuell gibt es republikweit nur 15 öffentliche Wasserstofftankstellen. Mit vier H2-Tanken besitzt Berlin bislang die beste Versorgung im noch weitmaschigen Netz. Fachleute gehen davon aus, dass bundesweit rund 1000 H2-Tankstellen gebaut werden müssen, um eine Grundversorgung zu bieten. Diese Größenordnung umfasst auch das hiesige Tanknetz für erdgasgetriebene Fahrzeuge. Der Investitionsbedarf für die neue Tankinfrastruktur – eine Wasserstoff-Tankstelle kostet rund eine Million Euro – ist somit gewaltig: Es sind etwa eine Milliarde Euro in die Hand zu nehmen. Es könnte auch mehr werden, falls der Wasserstoff vor Ort produziert werden soll, um teure wie ökologisch bedenkliche Transportwege mit dem Tanklaster zu sparen. Schließlich lässt sich der Treibstoff Wasserstoff aus gewöhnlichem Leitungswasser herstellen, was aber pro Tankstation mit einer Million Euro zusätzlich für eine aufwendige Elektrolyseanlage zu Buche schlägt.

Autarke Wasserstofftankstelle der EnBW in Stuttgart. Foto: NIP
Autarke Wasserstofftankstelle der EnBW in Stuttgart. Foto: NIP

Dass die faszinierende Idee einer "autarken" Tankstation funktioniert, zeigt sich etwa in der Stuttgarter Talstraße, wo der Energiekonzern EnBW erst im März die erste H2-Tankstelle mit eigener Wasserstoffproduktion in Betrieb nahm. Doch der gewaltige Kapitaleinsatz für die Zapfsäule der Zukunft lässt sich bislang keinesfalls aus den Erlösen des Spritverkaufs – ein Kilogramm Wasserstoff kostet derzeit 9,50 Euro – finanzieren. "Es bedarf weiterer Förderung durch die öffentliche Hand", heißt es bei Daimler. 2016 endet das Nationale Innovationsprogramm Wasserstoff und Brennstoffzellentechnologie (NIP) des Bundes, das während seiner Laufzeit von zehn Jahren insgesamt 1,4 Milliarden Euro für Forschungsprojekte an Industrie und Wissenschaft ausschüttet. Hinter den Kulissen wird schon kräftig daran gearbeitet, dass die neue Bundesregierung eine NIP-Fortsetzung beschließt – möglichst mit einem kräftig erhöhten Förderrahmen. Argumente dafür, dass der Steuerzahler die Einführung der Technologie mitanschiebt, gibt es genug. Die Brennstoffzellen-Technologie befördert auf den ersten Blick Ökologie wie Ökonomie.

Autos der Zukunft rollen sauberer und leiser

Potenzial besitzt sie beim Klima- und Umweltschutz. Mit harmlosem Wasserdampf als Abgasprodukt sind F-Cell-Fahrzeuge prädestiniert, die Treibhausgas-Emissionen des Verkehrs zu senken. Die sauberen Kraftwerke und Motoren lösen zudem das Problem mit dem Feinstaub, der an etlichen viel befahrenen Straßen in größeren Städten höhere Konzentrationen erreicht, als laut EU zulässig sind, sprichwörtlich in Luft auf. Millionen Menschen dürften nicht nur deshalb durchatmen. Einen nicht zu unterschätzenden Umweltnutzen entfaltet die neue Antriebstechnik in Sachen Verkehrslärm: Brennstoffzellen arbeiten nahezu geräuschlos.

Vergleich von Diesel-, Brennstoffzellen- und Batterie-E-Fahrzeug (von li.) hinsichtlich Primärenergieverbrauch und Treibhausgasemissionen in Abhängigkeit der Stromerzeugung. Quelle: e-mobil
Vergleich von Diesel-, Brennstoffzellen- und Batterie-E-Fahrzeug (von li.) hinsichtlich Primärenergieverbrauch und Treibhausgasemissionen in Abhängigkeit der Stromerzeugung. Quelle: e-mobil

Auf der lokalen Ebene ist die Technologie somit ökologisch sinnvoll. Anders fällt die Umweltbilanz des alternativen Kraftstoffs jedoch aus, wenn Herstellung und Verteilung mitberücksichtigt werden. Denn derzeit wird über 96 Prozent des weltweit benötigten Wasserstoffs in Raffinerien aus fossilen Energieträgern wie Erdgas und Erdöl erzeugt. Wird der Wasserstoff aus Erdgas gewonnen, ist ein Brennstoffzellen-Fahrzeug hinsichtlich Primärenergieverbrauch und klimaschädlichen Emissionen nur unwesentlich besser als ein Diesel-PKW. Wie klimafreundlich die Brennstoffzellen-Mobilität ist, hängt vor allem von der Erzeugungsart des Stroms ab, der für die Aufspaltung von Wasser in Wasser- und Sauerstoff benötigt wird.  Den notwendigen Elektrolyse-Strom liefern in Europa bislang vor allem konventionelle Kraftwerke, die mit Kohle, Gas, Erdöl oder Kernenergie arbeiten. Sie erzeugen Kohlendioxid, das den Klimawandel befördert, oder hochradioaktiven Strahlenmüll, für den es noch immer kein Endlagerkonzept gibt. Dadurch schneidet die neue Antriebstechnologie bislang sogar wesentlich schlechter als ein moderner Diesel ab.

Nachhaltige Mobilität verlangt 100 Prozent Energiewende

Absolut umweltfreundlich fährt sich ein elektrisch angetriebenes Auto, ob mit Batterie oder Brennstoffzelle an Bord, eben nur, wenn der Strom aus Sonne, Wind oder Wasser produziert wird. Derzeit stammt in Deutschland rund ein Fünftel der Elektrizität aus erneuerbaren Energiequellen. Die Energiewende ist also unabdingbare Voraussetzung für eine nachhaltige Mobilitätswende. Nachdem der Ausbau der erneuerbaren Energien unter der abgewählten schwarz-gelben Bundesregierung nahezu zum Erliegen gekommen ist, stimmen die neuen schwarz-roten Machtverhältnisse im Land nicht optimistischer.

Absolut abgasfrei fahren: eine Milchmädchenrechnung an der Wasserstofftankstelle. Foto: J. Lessat
Absolut abgasfrei fahren: eine Milchmädchenrechnung an der Wasserstofftankstelle. Foto: J. Lessat

Brennstoffzellen haben auch das Potenzial, den weltweiten Energiemarkt dramatisch zu verändern: Sprit aus Leitungswasser(!) kann rohstoffarme Länder wie Deutschland von teuren Ölimporten unabhängiger machen. Zugleich bietet die Technologie die Chance, sich aus dem Würgegriff übermächtiger, meist ausländischer Ölkonzerne zu entwinden.

Neues Geschäftsfeld für kommunale Stadtwerke

Die autarke Wasserstofftankstelle in Stuttgart zeigt beispielhaft, welche Perspektiven sich damit hiesigen Energieversorgern auftun. Großkonzerne wie EnBW, RWE und Eon könnten sich ein neues Geschäftsfeld erschließen, nachdem durch Atomausstieg und Energiewende wichtige Einnahmequellen versiegt sind. Die Wasserstoff-Infrastruktur braucht aber nicht in den Händen der Großen zu bleiben. Kommunale Stadtwerke könnten künftig Wasserstoff-Produzent und Tankstellenbetreiber in einem sein. Auch Energiegenossenschaften könnten sich an dem Bau von Wasserstofftankstellen beteiligen.

Ein erster Schritt in die dezentrale Energieversorgung auch im Verkehrssektor wäre etwa ein "Joint Venture" zwischen Stadtwerken und städtischen Verkehrsbetrieben, die eine Wasserstoff-Busflotte betreiben. In Hamburg nahm im Februar 2012 die zweite Generation von Brennstoffzellenhybridbussen den Liniendienst auf. Inzwischen fahren knapp zwei Dutzend Exemplare dieser neuen Busgeneration nahezu geräuschlos und abgasfrei durch die Hansestadt. Ab 2020 will die Hamburger Hochbahn nur noch emissionsfreie Busse für ihren Fuhrpark anschaffen. Damit unterstützt das Unternehmen das Klimaschutzziel des Hamburger Senats, den CO2-Ausstoß der Hansestadt bis 2020 um gut 40 Prozent im Vergleich zu 1990 zu senken. Das ist immerhin doppelt so viel, wie die EU anstrebt.


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