Brennstoffzelletechnologie: Sauber, wenn …

Die Brennstoffzellentechnologie (Wasserstoff) gilt als Hoffnungsträgerin der Antriebstechnologien – speziell im Nutzfahrzeugsektor. Doch wie überall: Es finden sich auch hier Zweifler.

Text : Erwin Kartnaller /Foto: zVg

Die Brennstoffzellen-Technologie ist keine Erfindung der Neuzeit. Doch ihre Entwicklung wird in den letzten Jahrzehnten von verschiedenen Fahrzeugherstellern mit Hochdruck vorangetrieben worden. Speziell im Nutzfahrzeugsektor sind bereits einige Modelle im praktischen Alltag im Einsatz, um bei Pilotprojekten und Feldversuchen ihre Tauglichkeit unter Beweis zu stellen.

Aus Wasserstoff Strom machen

Die Weiterentwicklung und das Revival der Brennstoffzellentechnologie hängt eng mit der Elektromobilität zusammen. In der Brennstoffzelle wird Wasserstoff (H2) mit Sauerstoff (O2) zusammengeführt, wobei als «Abgas» lediglich Wasser (H2O) entsteht. Die Wasserstoffatome müssen durch eine Membran «schlüpfen». Dabei bleiben die Elektronen «zurück», elektrischer Strom wird generiert. Nicht alle im Wasserstoff enthaltene Energie kann in Strom umgesetzt werden, ein Teil geht als Wärme verloren. Brennstoffzellen müssen deshalb gekühlt werden wie Verbrennungsmotoren auch. Etwa 20% des erzeugten Stroms werden für die Zufuhr von Wasserstoff und Luft (für den darin enthaltenen Sauerstoff) und die Abfuhr des entstehenden Wassers und der Abwärme benötigt. Der in der Brennstoffzelle erzeugte Elektronenfluss liefert Strom, der den Elektromotor antreibt. (Zur Erklärung des chemischen Vorgangs vgl. nachfolgend: https://www.youtube.com/watch?v=CAteA3YQN2E) Verinfacht gesagt: Der in der Brennstoffzelle erzeugte Elektronenfluss liefert Strom, der den Elektromotor antreibt. Die Brennstoffzellentechnologie ist also quasi eine Weiterentwicklung der Artverwandte der Elektromobilität.

Wasserstoff kann gespeichert werden

Entsprechend gilt beim Wasserstoff natürlich das Gleiche wie bei Batterien: Richtig sauber ist es nur, wenn der Strom, von dem das System zehrt, sauber ist. Hier nun kann, erst recht vor dem Hintergrund der Energiewende, Wasserstoff einen weiteren Trumpf ausspielen. Die Spitzen in der Produktion von Solarstrom fallen dann an, wenn man am wenigsten Energie benötigt. Auch der Wind bläst nicht immer genau dann, wenn Haushalte und Industrie, oder eben die Mobilität, den höchsten Bedarf haben. Wasserstoff hingegen kann genau in den sonnenreichen und windstarken Jahreszeiten auf Vorrat produziert und gespeichert werden. Es gibt bereits Versuchsanlagen, deren Wirkungsgrade aufhorchen lassen. Hauseigentümern zeigt dies eine verheissungsvolle Perspektive auf: Mit Hilfe der eigenen Photovoltaik-Anlage soll der Energiebedarf für Haushalt und Mobilität in weiten Teilen unabhängig von einem Stromnetzanbieter abgedeckt werden können. Ein Modell, dass natürlich auch für Industrie und Gewerbe nicht uninteressant ist.

Vorurteile und Voraussetzungen

Es gibt aber auch kritische Stimmen zur Brennstoffzellen-Technologie. Wasserstoff herzustellen setze einen hohen Energiebedarf voraus, führen die einen ins Feld. Hier nun stellt sich die Frage: Was benötigt mehr Strom? – Die Herstellung von Wasserstoff zum Betreiben mehrerer Fahrzeuge und grösserer Reichweite, oder ist der Strombedarf höher, wenn jedes einzelne Fahrzeug ständig an die Steckdose muss? Trotz intensiver Recherchen liess sich darauf keine schlüssige Antwort finden. Dies auszurechnen wäre indes der Mühe wert. Damit zu einem anderen Kostenfaktor, der in der Thematik etwas untergeht: Ein individuelles Versorgungsnetz für batteriebetriebene E-Fahrzeuge zu jedem Arbeitsplatz, zu jedem Haus und an öffentliche Ladestationen setzt infrastrukturell ganz erhebliche Investitionen voraus. Wasserstoff hingegen könnte über das bestehende Tankstellennetz vertrieben werden.

Wasserstoff hat aber noch gegen andere Befürchtungen zu kämpfen. Wie schon beim Gas sehen viele Leute darin eine erhöhte Explosionsgefahr. Experten verneinen dies zwar mit aller Vehemenz und belegen dies auch mit Experimenten und Tests. Doch das Gerücht zum flüchtigen Gas «Wasserstoff» hält sich.

Fazit: Wenn die Sicherheitsbedenken gegen Wasserstoff glaubwürdig ausgeräumt werden können, wenn die Herstellung von Wasserstoff mit sauberem Strom bewerkstelligt wird, fehlt es eigentlich nur noch am Versorgungsnetz, um der Brennstoffzellen-Technologie den Weg freizumachen. Sie ist mit Sicherheit eine Alternative, die man nicht ausser Acht lassen darf.