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Aachen/Jülich: Wasserstoff: Anders getankt und das Klima geschont

Aachen/Jülich : Wasserstoff: Anders getankt und das Klima geschont

Deutschland erreicht die selbst gesteckten Klimaziele nicht. In Innenstädten drohen Fahrverbote wegen zu hoher Stickstoffdioxid-Werte. Autokonzerne haben bei der Technik zur Reduzierung von Schadstoffen geschummelt. Vor allem aus Gründen des Klimaschutzes gehört der Elektromobilität die Zukunft.

Meistens denkt man dabei an batteriebetriebene Fahrzeuge. Eine wichtige Rolle könnten aber auch Brennstoffzellen spielen, die Autos mit Wasserstoff antreiben. Wenn erst einmal mehrere Millionen Fahrzeuge mit dieser alternativen Technik unterwegs sind, ist es nach einer aktuellen Studie des Instituts für Energie- und Klimaforschung des Forschungszentrums Jülich sogar kostengünstiger, eine Infrastruktur für Wasserstoff-Autos aufzubauen. Beide Techniken seien notwendig, um die Verkehrswende erfolgreich zu meistern.

Autoren der Jülicher Studie zur E-Mobilität: Dr. Martin Robinius (links) und Prof. Detlef Stolten.
Autoren der Jülicher Studie zur E-Mobilität: Dr. Martin Robinius (links) und Prof. Detlef Stolten. Foto: Forschungszentrum Jülich / R.-U. Limbach

Von welchen Voraussetzungen geht die Jülicher Untersuchung aus?

Autoren der Jülicher Studie zur E-Mobilität: Dr. Martin Robinius (links) und Prof. Detlef Stolten.
Autoren der Jülicher Studie zur E-Mobilität: Dr. Martin Robinius (links) und Prof. Detlef Stolten. Foto: Forschungszentrum Jülich / R.-U. Limbach

Martin Robinius, einer der Autoren der Studie, nennt Deutschlands „ambitionierte, aber notwendige Ziele beim Klimaschutz“. Die könnten im Autoverkehr nur erreicht werden mit Fahrzeugen, deren Energie aus erneuerbaren Energien kommt. Windräder und Solaranlagen produzieren hierzulande häufig mehr Strom als das Netz aufnehmen kann. Damit könnte man Autos antreiben.

Was haben sich die Jülicher Forscher vorgenommen?

Konkret ging es um die Frage: Sollen zukünftig batteriebetriebene Elektroautos über die Straßen rollen oder Brennstoffzellenfahrzeuge, die mit Wasserstoff betankt werden? Beide Techniken stehen erst am Anfang ihrer Marktentwicklung. Den Forschern kam es also darauf an, die Kosten der erforderlichen Infrastruktur für beide Varianten abzuschätzen.

Wie lautet das Ergebnis?

Die Studie rät dringend dazu, eine flächendeckende Infrastruktur für beide Techniken aufzubauen und möglichst schnell damit zu beginnen. Kurzfristig sei die Batterietechnik zwar noch im Vorteil, aber das Grundproblem bleibe: Die Batterie könne nur sehr begrenzt Strom speichern; die Reichweite des Autos sei gering, erläutern Robinius und sein Institutsleiter Detlef Stolten unserer Zeitung. Das eigentlich interessante Ergebnis der Studie ist aber, dass die Wasserstofftechnik langfristig sogar rentabler ist. Die Forscher haben nämlich die Gesamtkosten für die notwendige Infrastruktur beider Varianten durchgerechnet — und zwar für eine zunehmende Zahl entsprechend ausgerüsteter Kraftwagen. Demnach ist die Infrastruktur für wasserstoffbetriebene Pkw ab etwa zehn Millionen Fahrzeugen mit dieser Technik preisgünstiger als jene für batteriebetriebene.

Zehn oder 20 Millionen wasserstoffbetriebene Autos — ist das utopisch?

Die beiden Forscher sehen das keineswegs so. „Wenn wir die Klimaziele ernst nehmen, müssen 90 Prozent der Pkw elektrifiziert werden“, sagt Robinius. Stolten ergänzt: Man müsse die notwendige Infrastruktur nach und nach aufbauen. „Sie muss nicht komplett vorher stehen.“ Es gehe darum, die Wasserstoff-Fahrzeuge zunächst verstärkt in bestimmten Regionen laufen zu lassen. Das Konsortium H2 Mobility, dem unter anderem Daimler, Linde, das österreichische Öl- undGasunternehmen OMV sowie Shell und Total angehören, habe begonnen, ein Tankstellennetz aufzubauen. Dazu gehöre auch eine geplante Station in Aachen am Prager Ring, sagt Stolten. Das Netz müsse über strategische Punkte so aufgebaut werden, dass man in ganz Europa fahren kann.

Ist überhaupt genügend überschüssiger Ökostrom vorhanden, aus dem der Wasserstoff klimafreundlich gewonnen werden könnte?

Derzeit nicht, aber künftig schon — da sind sich die Studienautoren sicher. „Wir müssen die erneuerbaren Energien ausbauen — und zwar deutlich über die Nachfrage hinaus“, sagt Robinius. Und dieser Überschussstrom müsse sinnvoll genutzt werden — zum Beispiel zur Wasserstoffproduktion. Wasserstoff werde künftig benötigt unter anderem als langfristiger saisonaler Speicher oder zur Herstellung von Kerosin für einen CO2-neutralen Flugverkehr.

Gibt es Widerspruch?

Norbert Allnoch, Direktor des Internationalen Wirtschaftsforums Regenerative Energien (IWR) in Münster, begrüßt die Studie, weil sie Alternativen für die Mobilität aufzeige. Er ist gleichwohl skeptisch, ob Brennstofftechnik in diesem großen Maßstab zu realisieren ist. „Die entscheidende Frage ist, ob wir dafür in ausreichendem Maß Überschussstrom zur Verfügung haben“, sagt Allnoch unserer Zeitung. Derzeit übernehme Ökostrom den Anteil der abgeschalteten Atomkraftwerke. Wenn künftig wie geplant und klimapolitisch erwünscht die Kapazitäten der Kohlekraftwerke ersetzt werden müssen und der Stromaustausch innerhalb der EU voranschreite, gebe es nicht genügend Ökostrom, um Wasserstoff zu gewinnen.

Stolten widerspricht: „Herr Allnoch hat nicht verstanden, dass man ein Vielfaches an Leistung aufbauen muss und kann.“ Das, was aktuell nicht gebraucht wird, müsse man nicht abschalten, sondern könne es mit dem Brennstoffzellen-Konzept nutzen. Was kosten solche Innovationen im Autoverkehr?

Angenommen, es geht um eine Größenordnung von 20 Millionen Pkw, dann betragen laut Studie die Ausgaben für eine Wasserstoff-Infrastruktur (Ökostrompreis, Investition in Lagerstätten, Produktion, Speicherung und Transport des Wasserstoffs sowie Aufbau des Tankstellennetzes) rund 40 Milliarden Euro und damit elf Milliarden Euro weniger als die Ladesäulen-Infrastruktur für den Batteriebetrieb. Stolten: „Wir haben ganz konservativ mit maximalen Kosten für 10.000 Tankstellen gerechnet und mögliche Einsparungen — zum Beispiel durch eine Nutzung bestehender Erdgas-Pipelines — außen vor gelassen.“ Bis 2040 müsse die Infrastruktur stehen. „Wir haben nicht mehr viel Zeit.“ Die Politik habe zunächst viel Geld in die Wasserstofftechnik gesteckt, dann die Lust verloren und vor allem auf die Batterie gesetzt, sagt Stolten. „Wir wollen jetzt mit Zahlen zur Meinungsbildung beitragen. Und wir haben dabei die Kosten der Brennstoffzelle ganz bewusst eher zu hoch angesetzt.“ Trotzdem zeige die Studie jetzt, dass die Kosten für die Infrastruktur zur Batterie-Aufladung sehr hoch sind.

Werden viele zusätzliche Windräder, Solaranlagen und Leitungen auf ausreichende Akzeptanz stoßen?

Stolten und Robinius sagen dazu klipp und klar: Wer das Pariser Klimaschutzabkommen einhalten will, müsse jetzt handeln — darum die Studie. Wenn das Klimaziel, die Erderwärmung bis 2100 auf zwei Grad zu begrenzen, aufgegeben werde, habe das dramatische Konsequenzen für viele Länder in der Dritten Welt, sagt Robinius. „Die Politik tut sich schwer“, sagt Allnoch vom IWR. „Sie setzt wie die Industrie nach wie vor auf das batteriebetriebene E-Auto; das hat die Nase vorn. Aber das Rennen ist noch nicht gelaufen.“