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.

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.

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.

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.

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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5 Kommentare verfügbar

  • BoeWolfF
    am 06.11.2013
    Auch die Gewinnung und technische Nutzung von Sonnen-, Wind- und Wasserenergie verursacht Rohstoffverbrauch und Umweltbeeinträchtigungen, wenngleich sie in der Regel verträglicher gestaltet werden können (leider nicht immer werden) als bei fossilen und nuklearen Quellen. Somit ist eine sparsame Nutzung unumgänglich.

    Der motorisierte Individual- und der straßengebundene Güterverkehr - von der Sinnhaftigkeit mancher Wegebeziehungen einmal ganz abgesehen - stellen in ihrer Massenhaftigkeit ein Musterbeispiel ineffizienter Energienutzung dar. Zudem hat der Verkehr eine Reihe negativer Folgewirkungen, die nichts mit dem Antrieb zu tun haben: Flächenverbrauch, Aufenthaltsqualität, Unfallrisiko, ... . Die Verkehrswende darf sich nicht darauf beschränken, das Antriebskonzept zu ändern. Möglichst kurze Wege und möglichst verträgliche Verkehrsmittel müssen die primären Ziele sein. Raumplanung sowie Umkehrung der Attraktivität der Verkehrsmittel sind gefragt.

    Zum Schluß auch von mir eine Verständnisfrage:

    Wie kann die Hamburger Hochbahn das Ziel der Emissionsminderung bis 2020 unterstützen, indem sie ab 2020 nur noch emissionsfreie Fahrzeuge beschafft?
  • T.May
    am 24.10.2013
    Schade, da hat die Öl-Lobby wieder einmal gewonnen !

    Darüber wie Benzin oder Diesel hergestellt spricht keiner. Das Öl mittlerweile aus 3 km Hochseetiefe gefördert werden muss (siehe z.B Unfall Deepwater Horizon), das Super-Tanker um die ganze Welt schiffen um das Öl zu den Raffinerien der Welt zu bringen (siehe Unfall Exxon-Valdez an der Küste Alaskas), das oberirdische Pipelines lecken (Brasilien) und auf Jahre ganze Landstriche vernichten, das jetzt die Arktis angebort wird um den letzten Tropfen Öl aus dem Planeten zu holen (siehe Arctic 30 vom Greenpease), das durch Fracking das Grundwasser mit Chemikalien verseucht wird (siehe Fischsterben in Kentucky), toll USA das scheint niemanden zu interessieren.

    Dabei könnte alles so einfach sein:

    - Windkrakft, Wasserkraft, Sonnenenerie in Wasserstoff wandeln
    EON hats tatsächlich vorgemacht (siehe: E.ON hat heute 28.8.2013 im brandenburgischen Falkenhagen die „Power to Gas“-Pilotanlage in Betrieb genommen.
    - Wasserstoff tanken und emissionsfrei von a nach b fahren
  • Jürgen Lessat, Kontext:Wochenzeitung
    am 23.10.2013
    @CharlotteRath

    Zu den Verständnisfragen folgende Verständnisantworten:

    zu Feinstaub:
    Untersuchungen dazu gibt es aus Bayern:
    Verursacher Feinstaub:
    Die Verursacher der Feinstaub-Emissionen in Bayern wurden im Rahmen des Emissionskatasters Bayern 2004, Bayerisches Landesamt für Umwelt (LfU) 2009, vom LfU ermittelt. Die Verursacher bei Feinstaub (PM10) sind danach der Verkehr mit 57 %, die Kleinfeuerungen mit 16 %, die Industrieanlagen mit 12 %, die landwirtschaftliche Viehhaltung mit 12 %, der Umschlag staubender Güter mit 2 % und die Ackerlandbewirtschaftung mit 1 %. Der hohe Beitrag des gesamten Verkehrs von 57 % ist die Summe von rund einem Viertel (24 %) direkter Auspuffemissionen des Straßenverkehrs, knapp einem Fünftel (19 %) vom Straßenverkehr resultierender Aufwirbelungen und aus weiteren 14 % von dieselbetriebenen Offroad-Fahrzeugen sowie dem Schienen-, Flug- und Schiffsverkehr.

    Feinstaub-Emissionen des Verkehrssektors:
    Der Straßenverkehr trägt mit rund drei Viertel an den gesamten PM10-Emissionen des Verkehrs bei (direkte Emissionen: 42 %, Aufwirbelungen 34 %). Darüber hinaus stammen rund 17 % der Emissionen von den Offroad-Fahrzeugen. Das sind Diesel-Fahrzeuge aus der Land- und Forstwirtschaft, der Industrie und dem Militär sowie Baumaschinen.

    Feinstaub -Emissionen des Straßenverkehrssektors
    Die einzelnen Verursacher von PM10-Emissionen im Straßenverkehr sind schwere Diesel-Nutzfahrzeuge 26 %, Diesel-Pkw 22 %, leichte Diesel-Nutzfahrzeuge 7 %, Pkw mit Ottomotor 12 % sowie Reifenabrieb 19 %, Bremsabrieb 8 % und 6 % Sonstige.

    Würden alle Fahrzeuge mit Brennstoffzellen fahren, würde die PM 10-Belastung im Straßenverkehr um mindestens 67 Prozent sinken, während der Reifen- und Bremsabrieb bei 27 %-Anteilen verharren würde. Es würden sich aber auch noch die Emission durch “Sonstige” reduzieren, da B-Autos z.B. wesentlich weniger mechanische Bauteile (Getriebe) haben, die auch Feinstäube abgeben.

    In der Untersuchung sind aber nur PM10-Feinstäube berücksichtigt, es fehlen also die Ultrafeinen-Partikel, die vor allem aus modernen Direkteinspritzer-Motoren (gerade Benziner!) stammen.

    Verkehrslärm:
    Er ist vor allem in innerstädtischen Gebieten problematisch, also in Gebieten, in denen relativ langsam gefahren wird. In 30-er Zonen, also vor allem in Wohngebieten, wo man ja eigentlich seine Ruhe haben will, ist der Motor die Lärmquelle. Zudem ist innerstädtisch Motorenlärm größer Rollgeräusche beim Anfahren und an Steigungen (hohe Drehzahlen) sowie auf Gefällstrecken (Motorbremse). Luftwiderstandsgeräusche treten auch erst bei höheren Geschwindigkeiten auf und sind vor allem im Fahrzeuginneren problematisch.

    Wirkungsgrad/Primärenergieverbrauch:
    siehe Grafik im Text.

    Subventionierung bis 2016
    Das nationale Brennstoffzellenprogramm läuft insgesamt 10 Jahre, in denen 1,4 Milliarden Euro Subventionsgelder an Industrie, Forschung und staatliche Institutionen ausgeschüttet werden. Angesichts der Vielzahl der Projekte und Projektteilnehmer bleibt da nicht allzu viel für den einzelnen Geförderten übrig. Einen Zusammenhang mit dem Auslaufen des Programms und der Verschiebung des Produktionsstarts der Mercedes F-Cell herzustellen ist daher abwegig. Die Brennstoffzellen-Technologie muss auch über 2016 hinaus staatlich gefördert werden, um einigermaßen marktfähig zu werden. Im Übrigen werden ja auch konventionelle Automobil-Technologien noch immer staatlich subventioniert, da die Aufwendungen in Infrastruktur, Beseitigung von Umweltschäden etc. auch durch "nicht-verkehrliche" Steuern finanziert werden.

    Jürgen Lessat
  • CharlotteRath
    am 23.10.2013
    Verständnisfragen:
    Erzeugen Brennstoffzellenautos etwa keinen Bremsen- und Reifenabrieb? Ich meine, dass vor allem aus diesen Quellen die Kfz-bedingten Feinstaub-Emissionen stammen.
    Erzeugen Brennstoffzellenautos etwa keine Abroll- und Luftwiderstandsgeräusche? Diese überlagern bei den heutigen Pkws meist schon die Motorengeräusche (wie kann es folglich durch Brennstoffzellenantriebe wesentlich leiser werden?).
    Wieviel der eingesetzten Primärenergie kann in mechanische Energie umgewandelt werden (Wirkungsgrad im Vergleich zu anderen Antriebsformen)?
    Und die berüchtigte rhetorische Frage zum Schluss:
    Die Subventionierung aus Steuergeldern soll 2016 beendet werden. Ist es da ein Wunder, dass die Entwicklungszeiten bis mindestens 2017 verlängert werden?
    Auch für mich hat dieser Artikel ein Propaganda-Geschmäckle ...
  • G. Hayduke
    am 23.10.2013
    Das ist doch mal wieder Greenwashing und Marketing-Desinformation der übelsten Sorte, damit hintenrum weiterhin die gewinnbringenden, raubfressenden Giftmonster ("Premium-Klasse", SUVs, Limousinen, ...) verkauft werden können und dem autoindustriellen Konglomerat weiterhin öffentliche Gelder reingestopft werden. Wird die Gesamtrechnung nüchtern analysiert, ist schnell klar, wie dumm und zerstörerisch es ist, für die Produktion eines "grünen" Automobils 10.000 Einheiten der Ressourcen X einzusetzen, wenn es über seine gesamte Lebensdauer pro Jahr vielleicht 200 Einheiten dieser Ressourcen einspart.
    Nie darf der simple Grundsatz verdrängt werden: "Das umweltfreundlichste Auto ist, das, was nicht produziert wird."
    Mittelfristig ist eine wie auch immer geartete "Mobilität" mit dem automobilen Individualverkehr sowieso unmöglich - das autoindustrielle Konglomerat wird sich mit dem Schicksal dre Bergbau- und Stahlindustrie abfinden müssen, auch wenn dieser Prozess durch deren grosse politische und wirtschaftliche Macht und deren nahezu unbezwingbaren Lobbyismus noch viel langsamer und schmerzhafter vonstatten gehen wird.
    (ja ja, die vielen Arbeitsplätze - aber sind die wirklich SO viel wichtiger als unsere Lebensumwelt und unsere Lebensgrundlagen? Erinnert sich noch jemand an die grossen Krisen, die durch die Abschaltung der AKWs ausgebrochen sind?)

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