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Deutschland 2030

Brennstoffzelle versus Batterie: Was ist nachhaltiger?

Wie sieht die Zukunft der Brennstoffzelle in Deutschland aus und wie steht es um die Nachhaltigkeit von Batteriefahrzeugen? Martin Pokojski, Vorsitzender des VDI/VDE-Fachausschusses „Wasserstoff und Brennstoffzellen“ gibt Antworten.

VDI: Inwiefern können Brennstoffzellen (FCEV)- und Batteriefahrzeuge (BEV) schon heute zur Minderung von CO2-Emissionen beitragen? Welche Szenarien gibt es für die Zukunft?

Pokojski: FCEV und BEV nutzen beide elektrische Energie für den Antrieb. Solange der Strom auf Basis fossiler Energieträger erzeugt wird, bieten alle Elektrofahrzeuge im Vergleich zu konventionellen Fahrzeugen nur begrenzte Vorteile. Sollen Elektrofahrzuge schon heute nachhaltige Beiträge zur Minderung der CO2-Emissionen leisten, müssen sie vorrangig umweltfreundlichen Überschussstrom nutzen.

Also Strom, der auf Basis erneuerbarer Energien erzeugt wurde und zur Zeit eines Überangebots nicht gewinnbringend am Markt abgesetzt werden kann. Durch die Nutzung von erneuerbaren Stromüberschüssen und Netzstrom mit hohen Anteilen an erneuerbaren Energien sind die CO2-Emissionen für beide Versorgungsoptionen (FCEV und BEV) gering im Vergleich zur Nutzung von fossilen Kraftstoffen im Verbrennungsmotor.

VDI: Ist ein Brennstoffzellenfahrzeug wegen der verwendeten Rohstoffe die nachhaltigere Option?

Pokojski: FCEV benötigen genauso wie BEV spezielle Rohstoffe, deren Vorkommen beschränkt sind. Bei FCEV ist es Platin, bei BEV sind es Lithium, Kobalt und Nickel.

Voraussetzung für eine breite Markteinführung ist die Recyclingfähigkeit von Rohstoffen. Hier existieren ausgereifte Lösungen für FCEV. Für die BEV dagegen läuft die Forschung noch, insbesondere für die Rückgewinnung von Lithium. Solange das Recycling von Lithium-Ionen-Batterien nicht sichergestellt ist, sind FCEV aus Rohstoffsicht nachhaltiger.

VDI: Wie groß ist der Vorteil von FCEV gegenüber BEV, vor allem in Bezug auf die höhere Ladeleistungen?

Pokojski: FCEV speichern chemische Energie in Form von Wasserstoff an Bord der Fahrzeuge, BEV elektrische Energie in Batterien. Diese unterschiedliche Speicherform hat Konsequenzen für die Nutzungsmöglichkeiten der Fahrzeuge. Da chemisch gespeicherte Energie eine deutlich größere Speicherdichte aufweist, erreichen FCEV trotz des schlechteren Wirkungsgrades eine größere Reichweite. Sollen BEV vergleichbare Reichweiten aufweisen, benötigen sie entsprechend größere Batterien, was nachteilig für das Fahrzeuggewicht ist.

Das spricht dafür, dass FCEV vorrangig eingesetzt werden sollten, wenn große Reichweiten oder große Nutzlasten gefragt sind. BEV sind dagegen dort sinnvoll, wo die Reichweiten beschränkt sind und die effizientere Energieumwandlungstechnik Vorteile bietet.

VDI: Welche Forderungen haben Sie an die Politik, um die Entwicklung von Wasserstofffahrzeugen zu stärken?

Pokojski: Seitens der Politik ist beschlossen worden, vorerst 100 H2-Tankstellen zu errichten. Die Übrigen sollen dann realisiert werden, wenn ein entsprechender Bedarf gegeben ist.

Diese Vorgehensweise ist zur Entwicklung einer Mobilität auf H2-Basis nicht förderlich. Die Erfahrungen, u. a. mit der Einführung von bleifreiem Benzin, zeigen, dass die Akzeptanz von Wasserstofffahrzeugen nur dann gegeben ist, wenn eine ausreichende Verbreitung von Tankstellen besteht. Mit den vorerst avisierten 100 Tankstellen ist dies nicht geben. Es besteht die Gefahr eines Henne-Ei-Problems. Brennstoffzellenfahrzeuge werden erst dann gekauft, wenn genügend H2-Tankstellen verfügbar sind und umgekehrt. 

In diesem Zusammenhang sind die Regularien zur Realisierung von Tankstellen zu überprüfen. Damit es zu einer Beschleunigung der Genehmigungsprozesse kommt, sind bundesweit einheitliche Standards erforderlich.

Autor: Eike Röckel

Redaktion: Thomas Kresser