Das Thema CO2 ist gerade in den letzten Tagen durch die von der deutschen Regierung geplante neue, zusätzliche Steuer wieder Thema Nummer 1. Heizen und besonders Autofahren soll schrittweise immer teurer werden, so dass es sich auf Dauer immer weniger Menschen leisten können, überhaupt noch mit dem Auto zu fahren. Oder sie werden eben dazu gezwungen, sich ein neues anzuschaffen, das nicht mit fossilen Kraftstoffen angetrieben wird. Die Frage ist nur, wie sehr belasten auch alternative Antriebskonzepte die Umwelt, wie viel Einfluss haben sie auf den Treibhauseffekt und sind Baterien wirklich die Lösung?

Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE haben in einer Studie im Auftrag der H2 MOBILITY Deutschland einen Lebenszyklus-Vergleich von Elektro- und Brennstoffzellenfahrzeugen durchgeführt. Noch scheint allerdings die ganze Welt in erster Linie auf Batteriebetriebene Fahrzeuge zu setzen. Aktuell gibt es in ganz Deutschland knapp 9.200 Ladestationen für E-Autos und gefühlt schießen jeden Tag an jeder Ecke neue Ladesäulen aus dem Boden. Die Hersteller liefern sich ein Rennen, wer die Batterie mit der größten Reichweite und der kürzesten Ladezeit liefern kann. Andere Antriebsmöglichkeiten scheinen dabei auf der Strecke zu bleiben.

© Fraunhofer ISE

Die Studie der Forscher des Fraunhofer-Instituts zeigt nun aber, dass die Batterietechnologie bei weitem nicht das Nonplusultra ist. Die bessere Lösung ist demnach die Brennstoffzelle, die jedoch (noch) kaum eine Rolle bei künftigen Mobilitätsplanungen spielt. Die Wissenschaftler haben in ihrer Studie detailliert aufgeschlüsselt, wie viel Treibhausgas (THG)-Emissionen bei Herstellung, Betrieb und Entsorgung von Batterie- und Brennstoffzellenfahrzeugen mit Reichweiten ab 300 Kilometern für die Zeiträume 2020-2030 und 2030-2040 entstehen. In diese Berechnungen flossen auch Punkte ein wie die Menge des benötigten Materials für die Produktion von Batterien, Brennstoffzellen und Wasserstofftanks und was bei der Förderung und der Verarbeitung an Emissionen anfällt. Für die Stromerzeugung beziehungsweise die Erzeugung des Wasserstoffs gingen die Forscher von verschiedenen Szenarien aus. Von Best bis Worst Case. Außerdem haben sie die Werte mit denen dieselgetriebener Pkw verglichen.

Der Strom für die Batteriefahrzeuge kommt im besten Fall aus der Photovoltaik-Anlage, im schlechtesten Fall kommt er aus dem gewohnten deutschen Strommix. Im Best Case-Szenario für Wasserstoff wird dieser in einer Elektrolyse mit Windstrom, d.h. aus 100% Windenergie, erzeugt. Als Worst Case wurde die Erzeugung durch die Erdgasdampfreformierung zu Grunde gelegt. Außerdem wurden die Werte auch mit erzeugte Emissionen beim Laden im Mixed Case (50% Erdgas und 50% Windstrom) verglichen.

Das Ergebnis sollte den Automobilherstellern vielleicht zu denken geben, denn Fahrzeuge mit Brennstoffzellentechnologie schnitten in der Studie bei höheren Reichweiten bei den Treibhausgas-Emissionen besser ab als Batteriefahrzeuge. Selbst im Worst-Case-Szenario (100% H2 aus Erdgas) liegen die THG-Emissionen des Brennstoffzellenfahrzeugs bei 150.000 Kilometern Laufleistung unter denen vergleichbarer Batteriefahrzeuge (90 kWh Batterie), die mit Strom aus dem deutschen Strommix angetrieben werden.

© Fraunhofer ISE

 

„Die Studie zeigt auch, dass sich Batterie- und Brennstoffzellenfahrzeuge in idealer Weise ergänzen. Für große Reichweiten sind Brennstoffzellenfahrzeuge klimafreundlicher und für geringe Reichweiten Batteriefahrzeuge“, so Dr. Christopher Hebling, Bereichsleiter Wasserstofftechnologien am Fraunhofer ISE. Im Zeitraum 2020-2030 entspräche der THG-Fußabdruck von Produktion und Recycling eines Brennstoffzellensystems inklusive Tank etwa dem eines Elektroantriebs mit einer 45-50 kWh Speicherkapazität. Für Autos mit größeren Batterien würden mehr THG ausgestoßen als für das Brennstoffzellensystem in einer vergleichbaren Leistungsklasse.

„Über die Studie hinaus sehen wir weiteren Forschungsbedarf, zum Beispiel zur Nutzung synthetischer Kraftstoffe, die aus Wasserstoff aus erneuerbaren Energien sowie CO2 produziert werden, zu Second-Life-Aspekten oder zu den Auswirkungen auf Flächen- und Wasserverbrauch“, erklärt Projektleiter Dr. André Sternberg. Dieselfahrzeuge weisen – wie erwartet – übrigens höhere THG-Emissionen auf.

Die genauen Ergebnisse der Studie finden Sie HIER.

Mehr Artikel zum Thema Wasserstoff HIER