Das Rennen um die Zukunft der Mobilität ist noch nicht entschieden: Neben batteriebetriebenen Elektroautos gelten auch Brennstoffzellenfahrzeuge als aussichtsreiche Alternative, künftig lokal emissionsfrei unterwegs zu sein. Während Elektroautos sich langsam ausbreiten, kommen Brennstoffzellenfahrzeuge erst jetzt und zudem in sehr begrenzter Stückzahl auf den Markt.
Aktuell ist in Deutschland erst ein Modell verfügbar: der Hyundai ix35 Fuel Cell, der für monatlich 1.290 Euro gemietet oder für 65.450 Euro gekauft werden kann - den man dann an einer der rund einem Dutzend öffentlichen Wasserstofftankstellen in Deutschland auftanken kann. Im Herbst folgt mit dem Toyota Mirai das zweite, auch hierzulande erhältliche Modell.
Aber sind Brennstoffzellenfahrzeuge wirklich klimafreundlich? Wie es mit der Umweltbilanz dieser neuen Technologie aussieht, hat sich ein internationales Wissenschaftlerteam unter Führung der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) angeschaut.
Die Forscherinnen und Forscher haben von der Herstellung über die gesamte Lebensdauer und den Betrieb bis hin zum abschließenden Rezyklieren einer solchen Brennstoffzelle die gesamte Umweltbilanz durchgerechnet – und kommen zum Schluss: die Umweltfreundlichkeit der Brennstoffzelle hängt stark vom eingesetzten Treibstoff ab!
Umweltbilanz Brennstoffzelle: Auf die Art der Stromerzeugung kommt es an
Das Forschungsteam kam zu dem Schluss, dass Brennstoffzellen für Autos unter ökologischen Gesichtspunkten nur dann Sinn machen, wenn sie mit Wasserstoff aus erneuerbaren Energiequellen betrieben werden können. Dagegen sei es nicht ökologisch, Strom aus dem europäischen Netz zu zapfen, daraus per Wasser-Elektrolyse Wasserstoff herzustellen und damit Brennstoffzellenautos zu betanken - der CO2-Ausstoss pro Kilowattstunde Strom wäre viel zu hoch.
Industrieller Wasserstoff wird aktuell überwiegend direkt aus Erdgas gewonnen – was der Brennstoffzelle auch keinen Umweltvorteil beschere, so die Forscher. Zudem sei die Herstellung konventioneller Autos momentan noch weniger umweltbelastend.
Auch im direkten Vergleich mit Elektroautos stünden Brennstoffzellefahrzeuge aktuell schlechter da. Denn zunächst muss aus Strom Wasserstoff hergestellt werden, aus dem im Auto dann wieder Strom erzeugt wird. Diese zweifache Umwandlung senke die Effizienz erheblich, ein Elektroauto fahre mit der gleichen Strommenge somit umweltfreundlicher.
Doch künftig könnte sich das ändern: Wenn der Strom überwiegend regenerativen Quellen wie Sonne, Wind und Wasser stamme, werden Brennstoffzellenautos unter Umweltaspekten konkurrenzfähig, da sie bei der Herstellung weniger Ressourcen verbrauchen als ein batteriebetriebenes Elektroauto, eine wesentlich größere Reichweite haben und schneller betankt werden können.
Benziner haben noch die Nase vorn – wenn mit aktuellem EU-Strom-Mix getankt wird
Für die Studie haben die Forscher ein angenommenes Brennstoffzellenauto mit 55 kW Leistung mit einem gleich starken Elektroauto und einem 55 kW-Benzin-Kleinwagen verglichen. Ergebnis: Werden Elektro- und Brennstoffzellenauto mit Energie aus dem aktuellen EU-Strom-Mix betrieben, dann hat der Benziner mit einem angenommenen Verbrauch von 6,1 l/100 km nach 150‘000 km Fahrleistung die Nase vorn. Das Elektroauto kommt auf einen umgerechneten Benzinverbrauch von 6,4 l/100 km, der Brennstoffzellen-Kleinwagen sogar auf fast das Doppelte: 12,1 l /100 km.
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