Brennstoffzelle

Die Brennstoffzelle – Welches Potential hat der Wasserstoff?

Seit Jahrzehnten wird die Brennstoffzelle immer wieder von den Medien und der Industrie als die umweltfreundliche automobile Antriebstechnik der Zukunft schlechthin gefeiert. Seit der Jahrtausendwende zeigen Automobilhersteller oder Zulieferer regelmäßig auf den großen Automessen der Welt, was mit der Wasserstoff (H2) betriebenen Brennstoffzelle in Zukunft möglich wäre. Audi, Daimler, Chrysler, Fiat, GM, Hyundai, Honda, Peugeot, Toyota, VW, alle haben sich bereits an dieser Technologie versucht. Doch neben dem aktuellen Trend hin zu batteriebetriebenen E-Fahrzeugen führt die Brennstoffzelle momentan eher noch ein Schattendasein.

Wie ist die Brennstoffzelle am PKW-Markt vertreten?

Selten wurden aus den auf den großen Messen vorgestellten Modellen Serienprodukte für den Verkauf weiterentwickelt. Einige Hersteller bieten zwar mit Brennstoffzellen betriebene Fahrzeuge an, meist jedoch noch nicht für den Massenmarkt. Aktuell hat beispielsweise Mercedes-Benz das Modell GLC F-Cell im Portfolio. Dieses Fahrzeug steht jedoch nur in Kombination mit einem Leasing und in geringen Stückzahlen für besondere Kunden zur Verfügung. Toyota hat mit dem Mirai sowie Hyundai mit dem Nexo Brennstoffzellenfahrzeuge auf dem neuesten Stand der Technik im Angebot, allerdings befinden sich diese im Preissegment der Oberklasse und sind daher auch wieder nur einem ausgewählten Kundensegment vorbehalten. Noch nie wurden in Deutschland mehr als 120 Brennstoffzellenfahrzeuge pro Jahr zugelassen, die Zulassungszahlen von Brennstoffzellenfahrzeugen haben demnach noch viel Luft nach oben. Das Tankstellennetz für Wasserstoff wächst dabei kontinuierlich, knapp über Hundert Tankstellen werden hierzulande bereits betrieben und über 50 weitere befinden sich aktuell in der Realisationsphase.

Wie funktioniert die Brennstoffzelle?

Brennstoffzellenfahrzeuge sind sogenannte Wasserstoff-Elektroautos. Mit Hilfe von Wasserstoff wird in einer Brennstoffzelle Energie für den Betrieb eines Elektromotors erzeugt. Übrig bleibt als lokale Emission lediglich Wasserdampf. Wasserstoff kann durch ein Elektrolyseverfahren aus Wasser gewonnen werden. Somit steht der benötigte Rohstoff in nahezu unbegrenztem Umfang zur Verfügung. Für die Wasserstoffgewinnung wird jedoch viel Energie benötigt, daher ist ein Brennstoffzellenfahrzeug nur dann als nachhaltig einzuordnen, wenn der getankte Wasserstoff unter Einsatz von regenerativ gewonnenem Strom erzeugt wurde. Um ähnliche Reichweiten wie ein Verbrennungsmotor zu erzielen, wird ein Wasserstofftank in der Regel mit etwa 700 Bar Druck befüllt. Die Technologie gilt als sicher, dennoch machen einige Parkhausbetreiber vorsichtshalber von ihrem Hausrecht gebrauch und verbieten die Einfahrt von Brennstoffzellenfahrzeugen in Ihre Häuser.

Eine Technologie mit viel Potenzial

Auf dem PKW-Markt hat sich die Wasserstoff-Brennstoffzelle noch nicht im gewünschten Ausmaß durchgesetzt. Immer kürzer werdende Ladezeiten und steigende Reichweiten der batteriebetriebenen Elektroautos reduzieren aktuell die Vorteile der Brennstoffzelle. Doch auch außerhalb des PKW-Marktes gibt es noch weitere Anwendungsmöglichkeiten dieser ‘Technologie in Reserve’. Durch das hohe Gewicht sowie die Größe wird der Einsatz von Elektro-Batterien im Schwerlastverkehr noch als suboptimale Lösung betrachtet, da zu viel der wertvollen Nutzlast und -fläche verbraucht wird. Hier liegt großes Potential für den Einsatz der Wasserstofftechnologie.

Politik und Unternehmen glauben an die Brennstoffzelle

Die Regierungen fünf norddeutscher Bundesländer haben jüngst eine Wasserstoffstrategie vorgestellt. Sie fordern von der Bundesregierung sowie der EU die rechtlichen und steuerlichen Rahmenbedingungen, die für den Ausbau einer Wasserstoffinfrastruktur nötig sind. In Hamburg fahren auf öffentlichen Straßen bereits mit Brennstoffzellen betriebene Busse. Zwischen Cuxhaven und Buxtehude fährt ein entsprechender Zug.

In der Schweiz besteht ein ähnliches Bündnis. Gemeinsam mit der Politik wollen die Supermarktketten Migros, Coop und weitere Unternehmen 1.000 wasserstoffbetriebene LKW bis zum Jahr 2023 auf die Straßen des Alpenstaats bringen. Die LKW werden von Hyundai entwickelt und in einem Pay-per-use-Modell zur Verfügung gestellt. Die örtlichen Tankstellenbetreiber haben zugesichert, parallel ein Tankstellen-Netz für Wasserstoff aufzubauen. Auch Toyota stellte vor kurzem einen, in Kooperation mit dem US-Unternehmen Kenworth entwickelten, Brennstoffzellen-LKW vor. Als Mobilitätspartner der Olympischen Spiele 2020 in Tokyo plant Toyota die Bereitstellung von 100 Bussen und 6.000 Mirai-Limousinen. Die Brennstoffzellenfahrzeuge sollen der Technologie global zu höherem Ansehen in der Öffentlichkeit verhelfen.

Weitere namhafte Branchenführer verstärken ihr Engagement

Audi hat angekündigt sein h-tron genanntes Wasserstoffprogramm massiv auszubauen.  Davon soll markenübergreifend der gesamte VW-Konzern profitieren. Auch Bosch startet in Kooperation mit dem schwedischen Unternehmen Powercell eine große Offensive. Beide glauben an einen langfristigen Erfolg der Wasserstoff-Brennstoffzelle. Durch zukünftige Skaleneffekte und Effizienzsteigerungen erwartet Bosch eine Durchsetzung der Technologie in bestimmten Anwendungsbereichen wie beim Schwerlast- und Busverkehr, Güter- und Personentransport auf Strasse und Schiene und in der öffentlichen Energieversorgung, die ein Investment legitimieren soll. Selbst das sogenannte Batterieland Korea setzt auf Brennstoffzellenfahrzeuge. Dies sollte laut Volker Blandow, dem Global Head of e-mobility vom TÜV Süd, deutschen Autobauern mehr als die Augen öffnen. Er plädiert wie Bosch für die Brennstoffzelle und spricht von einem ‘Tesla-Schock’ dem die deutschen Autohersteller hinterherrennen und dabei den Blick auf alternative Erfolgschancen zu verlieren scheinen.

Auch China verstärkt die Relevanz der Brennstoffzelle

Die chinesische Führung hat in ihrem aktuellen sogenannten Fünfjahresplan vorgegeben in die Brennstoffzellentechnologie zu investieren. Bis 2030 sollen zudem im ganzen Land 3.000 Wasserstofftankstellen eingerichtet werden. Tausende Busse fahren dort bereits mit Wasserstoff. Sollte sich in China die Wasserstoff-Brennstoffzelle auch nur zum Teil etablieren, würden sich durch die Größe des Landes sowie zu erwartende erfolgreiche Anwendungsbeispiele auch für europäische Unternehmen hohe Geschäftschancen ergeben. Die mittelfristige Zukunft wird also zeigen, was aus der durchaus als sinnvoll zu betrachtenden Technologie noch werden wird. Die Potenziale sind da und wichtige Player am Markt involviert. Es bleibt abzuwarten ob die Brennstoffzelle aus ihrem Schattendasein befreit und ins rechte Licht gerückt wird. Wir von magility beobachten gespannt die weitere Entwicklung und berichten über die neuesten Trends. Kommen Sie gerne auf uns zu wenn Sie an Marktstudien, High-Tech Themen und innovativen neuen Geschäftsmodellen interessiert sind. Unsere Experten sind gerne für Sie da.