Wasserstoff
als Kraftstoff
Lieber heut´ als
morgen !?
Wasserstoff
und Brennstoffzellen – zwei Begriffe, die in letzter Zeit immer häufiger gemeinsam
durch die Medien geistern. Speziell in Zeiten mit Rekordpreisen für Mineralöl wird
Wasserstoff regelmäßig als der Kraftstoff der Zukunft gepriesen. Als die dazugehörige,
neue Antriebsvariante wird meist die Brennstoffzelle genannt. Die hochgesteckten
Erwartungen sind zwar durchaus gerechtfertigt, müssen jedoch fast schon wieder etwas
gedämpft werden. Die reinen Fakten bleiben wie sie sind und verdeutlichen Potential, dass
in dieser Technologie steckt.
Ø Wasserstoff erzeugt bei der Verbrennung (fast) keine Schadstoffe
und kann mit Hilfe regenerativer Energien erzeugt werden.
Ø Wasserstoff ist nicht gefährlicher als konventionelle
Kohlenwasserstoffe (Benzin, Diesel, Erdgas, Heizöl, Kerosin).
Ø Für Mensch und Umwelt ist Wasserstoff weniger schädlich oder
reizend.
Ø Eine sichere Handhabung ist bereits seit Jahrzehnten
gewährleistet.
Ø Verschiedene Speicher- und Transportmedien werden seit längerem
problemlos genutzt.
Ø Brennstoffzellen haben einen Wirkungsgrad, der mit
konventionellen Techniken nicht erreicht werden kann.
Nachteilig ist lediglich, dass es bisher nur Test-Anlagen gibt.
Die Technik ist zwar vorhanden, aber viele Komponenten sind immer noch zu groß und zu
teuer. Die Pilot-Anlagen oder Fahrzeug-Prototypen verschlingen momentan noch große Mengen
an industriellen Forschungsgeldern, weil es sich häufig um aufwendige Handarbeit und
Einzelfertigung handelt. Viele Einzelteile müssen zum Teil mit neuen, komplizierten
Verfahren hergestellt werden. Außerdem sind einige Materialien sehr kostspielig wie z.B.
die Katalysatorschicht aus Platin für PEM-Brennstoffzellen (Proton Exchange Membran).
Das häufig aufgeführte angebliche Gefährdungspotential von
Wasserstoff kann an dieser Stelle nicht als Nachteil geltend gemacht werden. Wasserstoff
reagiert mit Luft nur in bestimmten Mischungsverhältnissen, wenn gleichzeitig noch
Energie zugeführt wird. Und die allseits beliebte Knallgas-Reaktion funktioniert nur
gemeinsam mit reinem Sauerstoff bei stöchiometrischem Mischungsverhältnis.
Werden konventionelle oder auch alternative Kraftstoffe näher
betrachtet, verfügen diese ebenfalls über Eigenschaften mit gewissem
Gefährdungspotential, so dass Wasserstoff im Vergleich nicht schlechter abschneidet. Die
Speicherung und Nutzung eines jeden Energieträgers ist immer mit Risiken verbunden, weil
sich Energie nun mal nicht so einfach speichern lässt. Energie will frei sein.
Ein Aspekt,
der den möglichen Wechsel in eine solare Wasserstoff-Wirtschaft verzögert, ist der
Mangel an alternativen Energien, der für die Herstellung von Wasserstoff genutzt werden
könnte. „Grüner Strom“ ist zwar weiter auf dem Vormarsch, der Anteil am
Energieverbrauch ist jedoch noch relativ gering. Für eine solare Wasserstoff-Wirtschaft
ist es notwendig, dass Strom aus alternativen Energiequellen (Sonne, Wind, Wasserkraft,
Erdwärme) gewonnen wird, um damit Wasserstoff zu erzeugen. Würde dafür Mineralöl
verwendet, blieben die Probleme (Schadstoff-Ausstoß und Verringerung der fossilen
Primärenergieträger) bestehen.
Erdgas und
Flüssiggas stellen vorerst eine durchaus begrüßenswerte Alternative dar. Sie werden
aber voraussichtlich nicht über die Nutzung in Nischenmärkten hinaus kommen. Für den
Fahrzeug-Flottenbetrieb (Stadtwerke, Müllabfuhr usw.) sind sie ebenso gut geeignet wie
für Gas- und Dampf-Anlagen. Einen großen Marktanteil werden sie aber wohl nicht
erlangen. Sie können aber dazu beitragen, den Übergang in eine Wasserstoff-Wirtschaft zu
vereinfachen. Gewisse Techniken und viele Erfahrungen können später einmal hilfreich
sein, wenn sich Wasserstoff etabliert hat.
Das
Henne-Ei-Problem, ob erst Wasserstoff-Autos fahren müssen, bevor Tankstellen umgerüstet
werden oder umgekehrt, möchte BMW mit einer ehrgeizigen Strategie angehen. Der bayerische
Automobil-Hersteller beabsichtigt, bis zum Jahr 2005 europaweit in jeder Großstadt eine
BMW-Niederlassung mit einer Wasserstoff-Tankstelle auszurüsten. Die Planung von
DaimlerChrysler sieht vor, im Jahre 2004 mit der Markteintrittsphase für ihr
Wasserstoff-Fahrzeug „Necar 5“ zu beginnen. In der Zeit bis 2007 sollen
Fahrzeuge in Kundenhand gegeben werden, um praktische Erfahrungen sammeln zu können.
Danach folgt die Marktdivisionsphase, in der die Produktion allmählich gesteigert werden
soll, bis im Jahr 2010 die Volumenmarktphase mit jährlich etwa 100.000
Brennstoffzellen-Autos beginnt. Toyota möchte bereits im Jahr 2003 mit einem
Brennstoffzellen-Auto auf die öffentlichen Straßen-
Das Interesse an der Wasserstoff-Technik ist geweckt und es gibt
viele großartige Ideen für eine leise, saubere und effiziente Zukunft. Die
Möglichkeiten für eine baldige Umorientierung im Energiesektor sind vorhanden. Die
Zwischenzeit bis zur Vermarktung von Brennstoffzellen-Fahrzeugen und
Wasserstoff-Tankstellen bietet noch Gelegenheit, Solar- und Windkraft--Anlagen zu
installieren, in Energie-Einsparung zu investieren und sich selber zu informieren, um so
indirekt die Wasserstoff-Wirtschaft zu fördern.
September 2001, Berlin
Der Autor,
Dipl.-Ing. Sven Geitmann, arbeitet z.Z. für die Bundesanstalt für Materialforschung an
einem EU-Projekt über ein wasserstoffbetriebenes Flugzeug (CRYOPLANE) und ist nebenbei
noch als beratender Ingenieur für alternative Antriebe und erneuerbare Energien aktiv. www.hydrogeit.de, sven.geitmann@hydrogeit.de
