Wasserstoff als grüner Kraftstoff der Zukunft
Neue Chancen durch nationale Wasserstoffstrategie
Am 10. Juni 2020 hat das Bundeskabinett im Rahmen des Klimaschutzprogramms 2030 die Nationale Wasserstoffstrategie beschlossen. Mit dieser möchte die Bundesregierung Wasserstoff zu einer weiteren Säule der Energiewende machen und investiert neun Milliarden Euro in entsprechende Technologien.
Auch der Verkehr soll durch den umweltfreundlichen Energieträger revolutioniert werden. Denn Wasserstoff kann als Kraftstoff in Brennstoffzellenautos zum Einsatz kommen und eine saubere Alternative zu Pkws mit Verbrennungsmotoren darstellen. Welche Potenziale und Chancen bringt der klimaneutrale Kraftstoff also mit sich? Wie wird er gewonnen und wo kann man ihn heute schon tanken?
Ein klimaneutraler Kraftstoff
Eine saubere, sichere und bezahlbare Energieversorgung ist ein essenzieller Bestandteil, um die Pariser Klimaschutz-Ziele zu erfüllen. Grüner Wasserstoff bietet hierbei die Möglichkeit, die größten Treibhausgas-Verursacher klimafreundlich umzurüsten und zeitgleich den Technologiestandort Deutschland zu stärken. Dabei spielen die vielseitigen Einsatzbereiche von Wasserstoff eine große Rolle. So kann der klimaneutrale Energieträger zum Beispiel in Brennstoffzellen die wassterstoffbasierte Mobilität fördern und in Zukunft als Basis für synthetische Kraft- und Brennstoffe genutzt werden.
Der Kraftstoff aus dem klimaneutralen Energieträger nennt sich E-Fuel und unterscheidet sich in punkto Grundeigenschaften und chemischer Struktur nicht von herkömmlichem Diesel oder Benzin. So kann der synthetische Kraftstoff sowohl für den Betrieb von Brennstoffzellen genutzt als auch in flüssigen Treibstoff umgewandelt werden.
Wie wird Wasserstoff hergestellt?
Grüner Wasserstoff ist nahezu unbegrenzt verfügbar, lässt sich klimaneutral aus erneuerbaren Energien erzeugen und gilt als einer der wichtigsten Energieträger der Zukunft. Darüber hinaus ist er vergleichsweise leicht zu speichern und zu transportieren. So wird der Energieträger am sinnvollsten dort produzieren, wo die Ressourcen für erneuerbare Energien ausreichend zur Verfügung stehen.
Deutschland setzt daher bei der Produktion von Grünem Wasserstoff auf strategische Partnerschaften mit Süd- und Westafrika sowie Australien. Denn dort herrschen ideale Bedingungen, um Strom aus Wind- und Sonnenenergie auf ungenutzter Fläche zu produzieren. Mögliche Schwankungen bei der Erzeugung des erneuerbaren Stroms sollen dabei durch die Produktion in deutschen Offshore-Windparks reguliert werden.
Wie funktioniert ein Brennstoffzellenauto?
Wasserstoff-Autos tanken zwar Wasserstoff, aber werden mit Hilfe eines Elektromotors betrieben. Dabei dient die Brennstoffzelle als Energiewandler, die den Kraftstoff in elektrische Energie umwandelt. Der Prozess funktioniert wie folgt: Der Wasserstoff wird in speziellen Tanks unter dem Fahrzeuginnenraum gespeichert. Bei der Inbetriebnahme des Fahrzeugs wird der gespeicherte Kraftstoff in die Brennstoffzelle geleitet, um dort mit Sauerstoff zu reagieren. Diese chemische Reaktion erzeugt Elektrizität, die wiederum den Elektromotor mit Energie versorgt.
Abgase gibt es bei Automodellen mit Brennstoffzellen nicht. Als Emission entsteht lediglich Wasserdampf. Ein Brennstoffzellenantrieb stellt somit den bis dato umweltschonendsten Antrieb dar.
Welche Brennstoffzellen-Autos gibt es?
Die ersten „serienmäßigen“ Brennstoffzellen-Fahrzeuge werden nach und nach auf dem Automobilmarkt vorgestellt. Bis dato werden bereits fünf Modelle produziert:
- Hyundai Nexo - SUV
- Hyundai ix35 - SUV
- Mercedes-Benz GLC F-CELL - SUV
- Honda Clarity Fuel Cell - Limousine
- Toyota Mirai - Limousine
Auch im Bereich des Flug-, Fern-, Schwerlast- und Schiffsverkehrs gibt es bereits erste Ansätze für den Einsatz von Wasserstoff. Wenn möglich, sollen durch den synthetischen Kraftstoff alle Verkehrsbereiche klimafreundlich umgestaltet werden, um den CO2-Ausstoß im Verkehr bis 2030 um 40 bis 42 Prozent zu senken.
Wasserstoff tanken
Getankt werden Brennstoffzellen-Fahrzeuge in nur wenigen Minuten an speziellen Wasserstoff-Tankstellen. Dabei funktioniert das Tanken wie gewohnt an der Zapfsäule. Mit einer Tankfüllung hat ein durchschnittliches Fahrzeug eine Reichweite von 500 bis 700 Kilometern. Bisher gibt es in ganz Deutschland allerdings nur 84 Tankstellen die sich in und um die großen Metropolen verteilen. Darunter zum Beispiel in Berlin, Köln, Hamburg und München. Daher besteht eine wichtige Aufgabe der nationale Wasserstoffstrategie darin, eine entsprechende Infrastruktur zu schaffen.