Beim Tanken geht immer Energie verloren

Anders als beim Benziner geht auch noch Energie beim Tanken verloren. In der Praxis sind etwa 15 Prozent des Energiegehalts des Wasserstoffs nötig, um die kohlefaserverstärkten Tanks mit den nötigen 700 bar Druck befüllen zu können. Das sind noch mal rund 30 kWh Strom. Beim Laden von Batterien gehen aber auch etwa 5 Prozent des Energiegehalts verloren, also etwa 5 kWh. Bei Schnellladung ist es etwas mehr.

Diese Energieverluste können praktisch nicht verhindert werden. Es mangelt zwar nicht an Vorschlägen, die Lagerung von Wasserstoff zu vereinfachen. Wasserstoff soll mit anderen Stoffen verbunden werden, aber auch dazu ist Energie nötig. Nur ein Beispiel: Vor kurzem wurde im Forschungszentrum Jülich ein Festvortrag gehalten, der für die chemische Einlagerung von Wasserstoff in Stoffen wie Dibenzyltoluol plädierte. Zur Freisetzung des Wasserstoffs aus der chemischen Verbindung muss allerdings etwa 25 Prozent des Energiegehalts in Form von Wärme zugeführt werden. Die dafür nötigen Temperaturen sind so hoch, dass dafür auch nicht die Abwärme der PEM-Brennstoffzelle infrage kommt. Die Gesamteffizienz von der Erzeugung des Wasserstoffs zum Elektromotor beträgt dort etwa 28 Prozent - im Vergleich zur Batterie mit über 90 Prozent.

Solche und ähnliche Lösungen des Lagerungsproblems machen das Effizienzproblem also nur noch schlimmer. Etwa genauso schlecht ist die Verflüssigung von Wasserstoff, die rund 30 Prozent des Energiegehalts in Anspruch nimmt und ständig Energie für die Kühlung verbraucht. Weniger Verluste sind nur mit weniger Druck und größerem Volumen möglich, was für Autos keine ernsthafte Alternative ist, auch wenn das im Zweiten Weltkrieg durchaus versucht wurde.

Woher soll der Wasserstoff kommen?

Zuletzt stellt sich die Frage nach dem Wasserstoff selbst. Wenn Wasserstoff nachhaltig durch Elektrolyse erzeugt werden soll, dann ist die Effizienz begrenzt. Industriell verfügbare Elektrolysezellen erreichen trotz ihrer Geschichte von über 100 Jahren nur eine Effizienz von etwa 70 Prozent, bessere Prozesse konnten Forschung und Entwicklung noch nicht hervorbringen. Thermische Prozesse zur Wasserstofferzeugung bewegen sich im Bereich von 30 bis 40 Prozent. Im Ergebnis braucht die Erzeugung von 5 kg Wasserstoff und die Kompression für den Tank über 300 kWh Strom. Davon kommen aber nur etwa 100 kWh bei den Elektromotoren an.

Im Betrieb können wegen des hohen Stromverbrauchs keinerlei Kosten eingespart werden. Das Fehlen der Infrastruktur kommt noch hinzu, ist dabei eher ein Randproblem. Es soll vorläufig durch eine Home Energy Station zumindest zum Teil gelöst werden. Das ist eine Elektrolysezelle mit Kompressor und Zwischenspeicher. Eine volle 5-kg-Tankladung Wasserstoff kann sie aber nur alle 2,5 Tage erzeugen. Der dafür nötige Strom kostet mehr als das Benzin, das der Wasserstoff ersetzt.

Die Bilanz eines 60.000 US-Dollar teuren Brennstoffzellenautos ist damit ernüchternd. Der Kaufpreis ist zu hoch, mit dem Treibstoff lässt sich weder Energie noch Geld sparen. Die Energieeffizienz ist einfach zu schlecht, als dass die Technik kurz vor dem Durchbruch stehen könnte, egal, wie oft das behauptet wird. Solche Autos haben nur dann eine Zukunft, wenn auf die Energieeffizienz von Fahrzeugen nicht geachtet wird.