Wasserstoff-Antrieb: Eine Zukunftsperspektive für den Verkehr?

Der Klimawandel ist in der Steiermark angekommen und stellt uns bereits heute vor große Herausforderungen. Um ihm entgegen zu wirken, ist das Einsparen von schädlichen Treibhausgasemissionen unerlässlich.

Der Ausbau der Energiegewinnung aus erneuerbare Quellen wie Wind- und Sonnenkraft ist dabei eine wichtige Säule, aber auch im Fahrzeugsektor braucht es eine Wende. Diese ist bereits im Gange: Aktuell sind mehr als 6500 E-Fahrzeuge in der Steiermark zugelassen. Tendenz stark steigend – und im Alltag bereits ein gewohnter Anblick.

Was bietet die Wasserstoffmobilität?

1. Hohe Reichweite, 600 Kilometer und mehr. Im Winter und Sommer besteht kein Unterschied.
2. Schnelle Betankung, circa fünf  Minuten, an herkömmlichen Tankstellen möglich.
3. Serienfahrzeuge in zweiter Generation vorhanden,  Industrialisierung schreitet voran.
4. Brennstoffzellen ermöglichen bereits jetzt serienreife Busse und LKW.
5. Wasserstofffahrzeuge entsprechen bei der Sicherheit aktuellen konventionellen Fahrzeugen.

Alexander Trattner von der TU Graz – HyCentA Research GmbH:

Das Faszinierende in der Mobilität an der Wasserstofftechnologie mit der Brennstoffzelle ist: Sie ist ein sauberer, geräuschloser, und kraftvoller Antrieb, der für den Nutzer viele Vorteile mit sich bringt, wie gewohnt hohe Reichweiten von circa 600 Kilometer, kurze Betankungszeiten und angenehme Fahreigenschaften des Fahrzeugs bietet.

Die Wasserstoff-Technologie

• Die Brennstoffzelle kann die chemische Energie des Kraftstoffs Wasserstoff in Verbindung mit Luftsauerstoff direkt in elektrische Energie umwandeln.
• Einziges „Abgas“ ist hochreines Wasser.
• Brennstoffzellenfahrzeuge (Fuel Cell Electric Vehicles, FCEV) verfügen nach aktuellem Entwicklungsstand über Reichweiten von circa 600 km bei gleichzeitig hoher Nutzlast und ermöglichen das Heizen im Winter ohne signifikante Reichweitenreduzierung.
• Die geringe Betankungszeit von maximal fünf Minuten ermöglicht bei PKWs in Flotten oder Taxis eine hohe Flexibilität und Verfügbarkeit der Fahrzeuge – auch als LKW und Busse.

Wasserstoff wird großtechnisch mittels Stroms und Elektrolyse mit circa 70 Prozent Wirkungsgrad erzeugt. Um die Dekarbonisierung des Verkehrsektors zu ermöglichen, muss der benötigte Wasserstoff „grün“, nämlich aus erneuerbaren Energieträgern, hergestellt werden.

Anschaffungs- und Betriebskosten von Brennstoffzellenfahrzeugen

Die Anschaffungskosten von Brennstoffzellenfahrzeugen sind sehr hoch. Bei einem E-Auto mit Batterie (BEV) E-Autogibt es bereits günstige Modelle. Die Kostenentwicklung bei Brennstoffzellenfahrzeuge sind stark sinkend, so kostet ein Toyota Mirai 2 um 23 Prozent weniger im Vergleich zum Mirrai 1. Durch höhere Stückzahlen ist eine deutliche Senkungen der Kosten sehr wahrscheinlich.

Die Betriebskosten von Brennstoffzellenfahrzeugen sind derzeit höher als E-Autos, können bei hohem Volumen aber 60 Prozent geringer als bei E-Autos sein. Die Kosten für Wasserstoff können dramatisch sinken. Hier sieht HyCentA Research ein Potential von  minus75 Prozent.

Wie viel kostet Wasserstoff an der Tankstelle?

Die Kosten für Wasserstoff, die direkt an der Tankstelle zu bezahlen sind, hängen stark vom gewählten Erzeugungspfad ab. Derzeit betragen sie neun Euro pro Kilogramm, eine Tankfüllung mit rund sechs Kilogramm kostet damit rund 54 Euro. Wenn erneuerbare Energien und Elektrolyse in Betracht gezogen werden, könnte der Preis auf ungefähr sechs Euro pro Kilogramm reduziert werden. Einmal Volltanken für rund 600 Kilometer Reichweite käme dann auf nur mehr 36 Euro.

Die Kosten für die Errichtung einer Wasserstofftankstelle belaufen sich derzeit auf etwa eine Million Euro – durch Skaleneffekte könnten dies auf rund 400.000 Euro sinken.

erwartet der steirische Wasserstoffexperte Alexander Trattner von der TU Graz. Am Beispiel Österreich wären 40 Tankstellen erforderlich, um ein flächendeckendes Netz unter 15 Kilometern zu realisieren.

• Derzeit fünf Tankstellen in Österreich, damit sehr schlechte Versorgung
• 40 Tankstellen genügen für flächendeckende Versorgung (> 15 Kilometer Umkreis)
• Kosten je Tankstelle derzeit circa eine Million Euro, könnte auf 0,4 Millionen Euro sinken, wenn in größerer Anzahl errichtet
• 16 Millionen Euro Investition und Österreich verfügt über ein flächendeckendes Wasserstoff-Tankstellennetz
  Vergleich zwischen Wasserstoff-Brennstoffzellen und Batterien

Erstes wasserstoffbetriebene Taxi Österreichs

Wie ein steirischer Taxiunternehmer beweist, ist die Technik bereits serienreif und eine praxistaugliche Alternative: Gerhard Kraus aus Wildon ist seit vergangenem Jahr mit dem ersten wasserstoffbetriebenen Taxi Österreichs unterwegs. Seine Erfahrungen fasst er knapp zusammen:

Es fährt sich wie ein normales Auto, nur eben viel klima- und umweltfreundlicher. Und das ist doch das Beste, was man über diese Technologie sagen kann.

Sein Ziel ist es, das erste Taxiunternehmen zu sein, das zu 100 Prozent auf die Brennstoffzelle setzt. Österreich hat beste Voraussetzungen dafür: Mit dem Know-how in der Forschung und der Industrie und mit den natürlichen Ressourcen Wind, Wasser und Sonne für eine umweltfreundliche Wasserstofferzeugung ist Kraus überzeugt. Roland Punzengruber, Geschäftsführer Hyundai Österreich:

Mit dem NEXO Wasserstofftaxi geht das erste und einzige kommerziell erwerbbare Wasserstoff-Elektro-SUV erstmalig in Österreich in den kommerziellen Anwendungsbereich. Die österreichweit mehr als 50 Hyundai-Wasserstofffahrzeuge haben während der letzten Jahre mehr als vier Millionen Kilometer zurückgelegt und die hohe Praxistauglichkeit und Zuverlässigkeit eindrucksvoll bewiesen.

Ursula Lackner, Landesrätin für Klimaschutz und Umwelt:

Wir müssen den Mobilitätssektor langfristig vollständig auf emissionsfreie Technologien umstellen, um die Steiermark auch in Zukunft lebenswert zu erhalten. Mit der Elektromobilität machen wir schon jetzt einen großen Schritt, und wasserstoffbetriebene Fahrzeuge werden der nächste sein.

Barbara Eibinger-Miedl, Wirtschafts- und Forschungslandesrätin:

Auf Wasserstoff basierende Technologien bieten zahlreiche vielversprechende Einsatzmöglichkeiten. Sie leisten nicht nur einen wesentlichen Beitrag zum Klimaschutz, sondern sorgen auch für zusätzliches Wirtschaftswachstum. Gerhard Kraus ist mit seinem Wasserstoff-Taxi Vorreiter in Österreich und zeigt vorbildlich, dass sich unternehmerisches Handeln und Klimaschutz nicht ausschließen.

Vergleich zwischen Wasserstoff-Brennstoffzellen und Batterien

• FCEV haben deutlich besseren ökologischen Fußabdruck
  FCEV benötigen kein Lithium oder seltene Erden. Keine Abhängigkeit von China.
• Brennstoffzelle als FCEV Kernbestandteil ist in Europa ohne Probleme produzierbar. Keine Abhängigkeit von Non EU-Lieferanten, wie im Batteriebereich.
• FCEV fast vollständig recyclebar, BEV: Problembereich Lithium in den Batterien.
• Grüne Erzeugung von Wasserstoff ermöglicht den Ausgleich von Leerläufen im Energiebereich → Stabilisierung, Energiespeicher.
• Betankung FCEV sehr kurz, weniger Tankpunkte, Infrastruktur, als bei BEV werden benötigt.
• Infrastruktur für FCEV Betankung ist einfach einzurichten
  FCEV sind auch geeignet für große Fahrzeuge und Langstreckenfahrzeuge.

Quelle: HyCentA Research GmbH, Foto: Land Steiermark/Purgstaller – Roland Punzengruber, Geschäftsführer Hyundai Österreich, Gerhard Kraus, Wasserstofftaxi Wildon, LRin Ursula Lackner, LRin Barbara Eibinger-Miedl (v.l.) und Alexander Trattner, TU Graz – HyCentA Research GmbH (hinten) präsentierten gemeinsam das Wasserstoff-Taxi.