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Brennstoffzelle vs. Batterie

Wird das Fahrzeug nun mit der Brennstoffzelle und Wasserstoff angetrieben oder fährt es rein elektrisch? Auf jeden Fall sind für den Infrastruktur-Aufbau enorme Kosten nötig. Forscher haben jetzt die Kosten dafür miteinander verglichen und sind zu dem Ergebnis gekommen, dass eine Wasserstoff-Infrastruktur auf lange Sicht günstiger ist. Allerdings bleiben Bedenken, ob sich der Brennstoffzellenantrieb überhaupt durchsetzen kann.

Die Forscher vom Forschungszentrum Jülich haben herausgefunden, dass die Kosten für die jeweilige Infrastruktur stark von der Anzahl der zu versorgenden Fahrzeuge abhängen. Existieren mehrere Millionen Fahrzeuge, dann würde am Ende der Aufbau einer Wasserstoffinfrastruktur günstiger sein.

Die Batterie wird allerdings derzeit favorisiert, weil:

  • das elektrische Netz bereits existiert
  • ein vollkommen elektrischer Prozess einen hohen Wirkungsgrad hat


Bei Wasserstoff ist es anders. Hier muss zuerst Wärmeenergie in mechanische Energie und anschließend in elektrische Energie umgewandelt werden. Und Fakt ist auch, dass die Infrastruktur fehlt. Dafür werden Elektrolyseure gebraucht, die den Strom der Windenergie nutzen, um Wasser zu spalten, und ebenso Salzkavernen, um den Wasserstoff zu lagern und ein Pipelinesystem, um den Wasserstoff zu den Tankstellen zu bringen.

Auf jeden Fall kommen die Experten aus Jülich zu dem Ergebnis, dass die Rentabilität davon abhängt, wie viele Fahrzeuge mit Batterie- oder Brennstoffzellenantrieb auf den Straßen unterwegs sind. Bei geringen Fahrzeugzahlen bis zu einigen Hunderttausend sind die Kosten für die Infrastruktur nahezu gleich. Dann folgt eine Übergangsphase, in der der Preis für den Wasserstoff höher liegt. Längerfristig sieht das aber anders aus. Martin Robinius, Autor der Studie, sagt: „Ab mehreren Millionen Fahrzeugen beginnt sich das Verhältnis umzukehren." Dann wäre der Wasserstoffantrieb günstiger.

Die Studie geht von bestimmten Fakten aus und kommt zu interessanten Ergebnissen:

  • Marktdurchdringung von bis zu 20 Millionen Fahrzeuge
  • die Investitionen in eine Ladesäulen-Infrastruktur wären dann 51 Milliarden Euro
  • die Investitionen in eine Wasserstoff-Infrastruktur wären dann 40 Milliarden Euro
  • die Mobilitätskosten wären in etwa gleich mit 4,5 bis 4,6 Eurocent pro Kilometer


Die Experten empfehlen insgesamt, beide Pfade auszubauen. Professor Detlef Stolten, Leiter des Instituts für Elektrochemische Verfahrenstechnik im Forschungszentrum Jülich sagt: „Wir brauchen beide Infrastrukturen, und wir können sie uns auch leisten: Batterien und Wasserstoff schließen sich nicht gegenseitig aus. Und wir müssen so schnell wie möglich damit beginnen, sie beide aufzubauen." Auch die Forscher vom Reiner Lemoine Institut (RLI) aus Berlin sehen das so: „In der Verkehrswende müssen vielfältige Aspekte und Wechselwirkungen berücksichtigt werden."

Allerdings kommt die Brennstoffzelle nicht so recht in Gang. Auch für die Zukunft sieht es wohl eher schlecht aus. Andreas Burkert äußert sich in seinem Report „Kommt der Brennstoffzellenantrieb zu spät?“ pessimistisch. Er sieht verschiedene Gründe für die Verzögerung des Einsatzes der Brennstoffzelle:

  • das Fehlen einer Infrastruktur
  • die Fortschritte bei Lithium-Ionen-Akkumulatoren
  • die Konzentration der Forschung und Entwicklung auf rein batterieelektrische Antriebe
  • zurückhaltende Forschungsaktivitäten bei der Brennstoffzelle
  • schwindender Reichweitenvorteil und damit hohe Kosten
  • schwieriges Autodesign wegen der einzelnen Systemkomponenten


Und wie sieht die Zukunft aus? Steht das Ergebnis des Rennens zwischen Brennstoffzelle und batterieelektrisches Fahrzeug um den bestmöglichen Antrieb der Zukunft schon fest? Darum ging es auch auf einem VDI-Vortragsabend zu emissionsfreien Antriebstechnologien in München. Die beiden Spezialisten Professor Dr. Leopold Mikulic, Associate Partner bei ID-Consult und ehemals Chef der Antriebsentwicklung bei Mercedes-Benz und Andreas Wittmann, Managing Director der Linde-Tochter BeeZero Carsharing, kamen zu folgendem Ergebnis:

  • batterieelektrische Fahrzeuge haben derzeit einen klaren Vorsprung bei der Marktdurchdringung
  • die Brennstoffzelle stellt eine zunehmend attraktive emissionsfreie Antriebsart dar
  • Energiebezug, Energiespeicherung und die Energieumwandlung von Wasserstoff in elektrische Energie ist technologisch mittlerweile gut beherrschbar
  • werden die bestehenden technologischen Hürden batteriebetriebener Fahrzeuge gemeistert, dann sieht es für die Brennstoffzelle unterm Strich eher schlecht aus