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Batterie oder Brennstoffzelle: Welche Technologie die Autos der Zukunft antreibt

Nachrichtenquelle: The Motley Fool
01.12.2018, 09:03  |  6059   |   |   

Fakt ist: Dauerhaft hat der Verbrennungsmotor keine Zukunft. Es fehlen schlicht die Ressourcen auf unserem Planeten, um unendlich viel Treibstoff zu produzieren. Es müssen also Alternativen her.

Aus heutiger Sicht ist es relativ wahrscheinlich, dass entweder batterie- oder wasserstoffbetriebene Elektrofahrzeuge die Verbrenner langfristig beerben werden. Beide verbrauchen während der Fahrt keine fossilen Brennstoffe, stoßen keine schädlichen Abgase aus, sind leise und profitieren im Vergleich zu Verbrennern vom nahezu unmittelbar vorhandenen Drehmoment beim Beschleunigen.

Doch nicht nur für Autofans, auch für uns Investoren ist es interessant zu wissen, welche der beiden Technologien die besseren Karten hat. Denn wenn wir früh Aktien der richtigen Unternehmen kaufen, können wir mit dieser Revolution der Mobilität sehr viel Geld verdienen! Steigen wir also gleich ein und sehen uns erst einmal den Status quo an.

Wie sieht es aktuell aus?

Batteriebetriebene Elektroautos sind im Moment relativ hoch im Kurs: Nachdem der kalifornische Hersteller Tesla (WKN: A1CX3T) und chinesische Hersteller wie BYD (WKN: A0M4W9) vorgemacht haben, wie es geht, ziehen die etablierten Hersteller nun nach und bringen ihre ersten eigenen Modelle auf den Markt. Auch die Ladeinfrastruktur kommt langsam in die Gänge, an immer mehr öffentlichen Plätzen kann man sein Elektroauto laden.

Das Portal EV-volumes.com rechnet damit, dass 2018 über 1,3 Millionen batteriebetriebene Elektroautos verkauft werden. Das sind zwar nur 1,4 % der gesamten Fahrzeugverkäufe, die für 2018 prognostiziert werden, aber immerhin ein messbarer Prozentsatz. Das sieht bei den Wasserstoffautos ganz anders aus:

Die kaum vorhandene Ladeinfrastruktur und ein ausgesprochen überschaubares Modellangebot (es gibt kein Wasserstoffauto eines deutschen Herstellers) sorgen dafür, dass die Gesamtzahl der verkauften Brennstoffzellenfahrzeuge laut Statista in diesem Jahr bei knapp 16.750 liegen wird. Ja, das ist so gut wie nichts.

Und weiter?

Ein Hauptgrund für das fehlende Angebot und die fehlende Nachfrage dürfte zudem sein, dass der Preis pro gefahrenem Kilometer beim Wasserstoff wesentlich höher ist als beim Strom aus der Steckdose. Das hat mehrere Gründe:

Einerseits ist die Wasserstoffwirtschaft so klein, dass bisher kaum Skaleneffekte eingesetzt haben, die die Produktions- und Lieferketten günstiger machen. Andererseits profitiert die Elektromobilität davon, dass bereits seit Ewigkeiten auf der ganzen Welt Stromnetze vorhanden sind, an die man die Ladestationen nur noch anbinden muss. Die ganze Wasserstoffinfrastruktur muss dagegen erst noch entstehen.

Doch auch die reine Physik macht uns einen Strich durch die Rechnung, wie ich dir gleich vorrechnen werde – keine Angst, es wird nicht besonders schwierig. Ich habe Physik damals in der Schule abgewählt, allzu kompliziert kann es also gar nicht werden!

Auf die Energieeffizienz kommt es an

Wasserstoffbetriebene und batteriebetriebene Fahrzeuge unterscheiden sich in ihrer Energieeffizienz voneinander. Energieeffizienz ist im Prinzip das Verhältnis der eingesetzten Energie zum tatsächlich erzielten Energieertrag. Maximal möglich sind 100 %; alles, was zu 100 % fehlt, geht in irgendeinem Schritt verloren. Wie du dir denken kannst, sind Werte immer schlechter, je weiter wir uns von der 100 entfernen.

Beim Elektroauto ist die Rechnung relativ einfach: Auf dem Weg über das Stromnetz und beim Laden des Autos geht nahezu nichts von dem in den Kraftwerken produzierten Strom verloren, die Effizienz liegt bei etwa 94 %. Im Elektroauto selbst sorgen Umwandlungen von Gleichstrom zu Wechselstrom und umgekehrt sowie Ineffizienzen bei der Übertragung auf die Räder dafür, dass die Gesamteffizienz auf etwa 67 % fällt. Zwei Drittel der im Kraftwerk produzierten Energie finden also ihren Weg auf die Straße.

Bei Brennstoffzellenautos fällt die Rechnung leider etwas länger aus: Bei der Herstellung des Wasserstoffs mittels Elektrolyse (der Aufspaltung von Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff mithilfe von Strom) gehen bereits etwa 20 % Energie verloren, weitere 13 % verschenken wir durch Kompression und Transport. Doch auch die Brennstoffzelle im Auto und der Elektromotor sind lange nicht zu 100 % effizient. Insgesamt liegt die Energieeffizienz nur etwa halb so hoch wie beim Elektroauto, nämlich bei ungefähr 33 %.

Auf gut Deutsch: Rein physikalisch machen Wasserstoffautos derzeit wenig Sinn! Denn warum sollte man erst elektrischen Strom für Wasserstoffproduktion aufwenden, den Wasserstoff im Auto wieder zu Elektrizität machen und dabei einen Haufen Energie verschenken, den man nicht verschenkt hätte, wenn man sein Auto einfach direkt an der Steckdose aufgetankt hätte?

Also keine Chance für Wasserstoff?

Halt, nicht so vorschnell! Bei Pkws sehe ich tatsächlich wenig Möglichkeiten für Wasserstoff, die batterieelektrische Variante zu verdrängen. Nur große Durchbrüche in der Wasserstoffproduktion und in der Brennstoffzellen- und Antriebstechnologie könnten die Energieeffizienz auf das Level der batteriebetriebenen Autos anheben und so die Kosten pro Kilometer drücken.

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Sir Winston Churchill sagte einst über Amerikaner: Man kann sich immer darauf verlassen, dass die Amerikaner das Richtige tun, nachdem sie alles andere ausprobiert haben.
Im übertragenen Sinne lässt sich das auf alle Industrieländer sagen, die das E-Auto als Fortbewegungsmittel als Zukunftslösung anpreisen.
In diesem Zusammenhang empfehle ich den Report Roland Berger vom 30.11.2018:
„Europas Kommunen setzen auf wasserstoffbetriebene Fahrzeuge: Nachfrage übertrifft das Angebot“

Das auch bei uns der Strom aus der Steckdose kommt, ist eine Binsenweisheit. Der Energieaufwand bis zur Bereitstellung des Stroms an besagter „Steckdose“ beträgt entsprechend dem derzeitigen Primärenergiefaktor für Strommix ( Mittelwert aus konventioneller und erneuerbarer Energie) 1,8. Sie müssten also die von Ihnen eingeschätzten Wirkungsgrade durch 1,8 teilen, um realistische Effizienzwerte auszuweisen. Das wäre ebenfalls ohne „Leistungskurs Physik“ mit den Grundrechnungsarten möglich.

Weitere Betrachtungen wie Nachhaltigkeit, Rohstoffe, Arbeitsmarkt usw. als Gesamteinschätzung bleiben leider unerwähnt. Ich hätte mir da eine bessere Gesamtbetrachtung gewünscht.
Die hierzu wichtigen Themen sind m.E. sehr gut in dem offenen Brief vom 28.06.18 an Bundeskanzlerin Angelika Merkel des DWV:
„Wachstum, Strukturwandel und Regionalentwicklung
Wasserstofftechnologien sind der Erfolgsschlüssel der Energiewende, da sind sich die meisten Experten einig. Nur mit dem Energieträger Wasserstoff wird eine versorgungssichere, nachhaltige und wirtschaftliche Energiewende in allen Sektoren möglich sein.“
Dieser Brief steht auf der Homepage des DWV zum Download zur Verfügung.

Ich hoffe auf jeden Fall auf eine rege rege öffentliche Diskussion, es geht hier um unsere gemeinsame Zukunft. Die Weichen dafür werden aber heute in der Gegenwart gestellt.

Disclaimer

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