Elektromobilität E-Auto: Wasserstoff vs. Batterie – Wer macht das Rennen?

21. Oktober 2021, 12:04 Uhr

In Zukunft wird elektrisch gefahren, das ist weitestgehend sicher: Die Zahl der Elektroautos in Deutschland war Mitte des Jahres schon zweieinhalb Mal so hoch wie noch vor einem Jahr. Wenn es um alternative Antriebsformen geht, dann ist aber auch immer mal von Wasserstoffautos die Rede. Die fahren mit einer Brennstoffzelle, die direkt im Auto aus Wasserstoff Strom erzeugt. Aber was ist nun besser – Brennstoffzelle oder Batterie?

von Florian Zinner

Eines vorab, da sind Illusionen leider zwecklos: Weder Elektro- noch Wasserstoffautos machen die Straßen weniger voll. Aber immerhin: Wenn schon verstopfte Innenstädte, dann wenigstens solche mit guter Luft. Und wenn schon Individualverkehr, dann möglichst klimaneutral. Hier haben beide Antriebsarten im Vergleich zum Verbrenner klar die Nase vorn.

David gegen Goliath

Sieht man sich die Zahlen der zugelassenen Fahrzeuge an, erinnert der Wettstreit zwischen Batterie und Wasserstoff allerdings nicht gerade an einen Kampf zwischen zwei Gleichen. Sondern eher an David gegen Goliath. Fast eine halbe Million E-Autos fahren derzeit in Deutschland. Die Kurve geht in letzter Zeit steil nach oben, denn fast jedes zweite davon wurde in diesem Jahr zugelassen: 236.695 von Januar bis September 2021, so das Kraftfahrtbundesamt. Bei den Wasserstoffwagen sind es nicht einmal tausend Stück zwischen Sylt und Zugspitze – allerdings hat sich auch hier der Bestand in den letzten anderthalb Jahren verdoppelt. Warum es trotzdem noch so wenige sind? Nun ja …

"Deutschlandweit gibt es mehr als 14.000, 15.000 Benzin- und Dieseltankstellen. Da sind wir beim Wasserstoff natürlich noch nicht. Wir haben mittlerweile etwa hundert Tankstellen in Deutschland etabliert, alle hundert Kilometer kann man etwa eine Tankstelle finden." Das sagt Thomas von Unwerth, Professor für Alternative Fahrzeugantriebe an der TU Chemnitz. "Wenn die Fahrzeuge in die breite Serie gehen sollen, dann brauchen wir sicherlich noch eine deutlich besser ausgebaute Infrastruktur."

Ein altbekanntes Thema, auch in Hinblick auf Batterieautos. Die sind aber mit 60.000 Ladepunkten in Deutschland in einer deutlich komfortableren Situation. Und haben damit einen wichtigen Punkt klar für sich entschieden. Aber es gibt durchaus Argumente, die Wasserstoffautos ziemlich gut aussehen lassen: Batteriebetriebene Fahrzeuge haben sehr unterschiedliche Reichweiten. An die 650 Kilometer, die ein Wasserstoffauto mit einer Tankfüllung schafft, kommen allerdings gerade mal die neuesten (und teuersten) Modelle von Tesla, Mercedes oder BMW heran.

Apropos tanken: Während beim Elektroauto eine dreiviertel Stunde fürs Aufladen eingerechnet werden sollte, dauert das Wasserstofftanken nicht wesentlich länger als das Abfüllen von Benzin und Diesel. Und: Für Autobatterien wird Lithium verwendet, ein Alkalimetall aus begrenzten Ressourcen. Für Wasserstoffautos braucht es hingegen: Wasser.

Eine Wasserstofftankstelle. Sieht aus wie … eine Tankstelle. Bildrechte: imago images/Rupert Oberhäuser

Der darin enthaltene Wasserstoff wird im Fahrzeug in speziellen Tanks gespeichert, erklärt Thomas von Unwerth: "Innen drin ist ein Polymerinliner, also ein Kunststoff, der verhindert, dass der Wasserstoff nach außen dringt, und außen drum ist Karbonfaser, daraus sind Formel 1-Cockpits aufgebaut." Das heißt so viel wie: Unkaputtbar. Sollte der Tank auch unbedingt sein, denn da kommt einiges rein: Normalerweise müsste eine Tankfüllung Wasserstoff einen Raum füllen, der größer wäre als das Auto selbst. Eine eher unpraktische Angelegenheit. Deshalb wird das Gas verdichtet. Auf 700 Bar. Nur mal zum Vergleich: Ein anständig aufgepumpter Fahrradreifen hat etwa drei bis fünf Bar.

Wasserstoff-Speicherung im Auto? Null Problemlo.

"Und das war lange die Herausforderung, mittlerweile hat man sich gerade für den PKW-Bereich geeinigt, dass man Wasserstoff in Karbonfaserbehältern speichert." Dieser Haken wäre also gelöst. Aber es bleibt noch einer: Der Wirkungsgrad. Also die Frage, wie viel Energie am Ende tatsächlich in Bewegung umgesetzt wird. Batterieautos legen hier mit bis zu 80 Prozent (abzüglich der Verluste, die beim Laden der Batterie und bei der Bereitstellung des Stroms entstehen, 64 Prozent) die Latte ganz schön hoch. Bei Wasserstoffautos liegt er mit 39 Prozent zwar immer noch höher als bei Verbrennern (Benzin 20 Prozent), verloren geht aber trotzdem eine Menge. Schließlich muss durch Strom erst der Wasserstoff hergestellt werden, der dann wieder in Strom umgewandelt wird. Laut Bundesumweltmisterium landen wir dann bei 27 Prozent. Also: Noch Luft nach oben.

Beide Antriebsformen haben ihre Vor- und Nachteile. Aber wenn man hier überhaupt von einem Konkurrenzkampf sprechen möchte, dann höchsten vom einem geschwisterlichen, denn auch ein Wasserstoffauto ist ein E-Auto: "Der Strom wird on board aus Wasserstoff erzeugt, über die Brennstoffzelle, und treibt damit den Elektromotor an, damit ist das aber auch per Definition ein Elektroauto." Soll heißen: In Zukunft wird elektrisch gefahren, so viel ist klar. Die Frage ist nur, ob der Strom in Batterien mitgebracht oder im Auto selbst erzeugt wird. Und das wiederum ist vor allem davon abhängig, wie viel grünen Wasserstoff wir bezahlbar herstellen können und wie viele Wasserstofftankstellen in Zukunft aus dem Boden sprießen. Denn Sie wissen ja: Das Ei kam vor dem Huhn.