mobilität : Antrieb als Glaubenskrieg
Alternativen zum Verbrennungsmotor gibt es - doch welche die beste ist, bleibt umstritten
Die Bundesregierung plant mit ihrem Klimapaket einen enormen Ausbau der Elektromobilität. Gleichzeitig sieht ihr Klimaschutzprogramm die "Entwicklung strombasierter Kraftstoffe" vor, die auch als synthetische Kraftstoffs oder E-Fuels bezeichnet werden. Ebenfalls soll mittel- und langfristig "die Brennstoffzellentechnologie auf Wasserstoffbasis im Mobilitätssektor zu einer breiten Anwendung gelangen". Wäre es nicht sinnvoller, sich von Anfang auf eine bestimmte Antriebstechnik zu konzentrieren, anstatt dreigleisig zu fahren?
Das Schlagwort heißt in diesem Fall "technologieoffen". Nicht nur innerhalb der Bundesregierung, auch in der Autoindustrie ist man sich unsicher, mit welcher Technik die Autos der Zukunft angetrieben werden sollen. Während Volkswagen-Chef Herbert Diess voll auf den batterieelektrischen Antrieb setzt, sieht BMW-Chef Oliver Zipse darin nur "technisch ein weiteres Antriebskonzept". Es erscheine ihm übertrieben, "wie die Elektromobilität gegenwärtig als Allheilmittel überhöht wird".
Das bedeutet auf der einen Seite, dass Konzerne wie BMW noch möglichst lange Verbrennerautos mit Benzin- und Dieselmotor, auch als Plugin-Hybrid, verkaufen wollen. Auf der anderen Seite hoffen sie, dass sich möglicherweise der Brennstoffzellenantrieb oder die E-Fuels langfristig durchsetzen. Beide Techniken haben zwar einige Vorteile gegenüber dem Batterieantrieb, allerdings auch etliche Nachteile. Von einem "Glaubenskrieg" ist in den Medien die Rede.
Während derzeit wöchentlich neue Elektroauto-Modelle angekündigt werden, sind Fahrzeuge mit Wasserstoffantrieb rar gesät. Neben dem Toyota Mirai und dem Hyundai Nexo hat nur Mercedes mit dem GLC F-Cell ein Brennstoffzellenauto im Angebot. Vorteile der Technik sind die höhere Reichweite und der schnellere Tankvorgang. Doch nur in der Theorie. Denn in der Praxis können an den Tankstellen täglich nur 40 bis 50 Pkw betankt werden. Gibt es größeren Bedarf, wie das an manchen Tankstellen in den USA schon der Fall ist, bilden sich stundenlange Schlangen. Da geht selbst das Aufladen von Elektroautos schneller.
Nutzfahrzeuge In den kommenden Jahren will der deutsche Betreiber H2 Mobility leistungsfähigere Wasserstofftankstellen errichten. Diese sollen auch leichte und schwere Nutzfahrzeuge versorgen. Ohnehin sieht die Bundesregierung den künftigen Einsatz von Wasserstoff in solchen Bereichen, "die langfristig nicht (ausschließlich) oder nur mit großem Aufwand direkt mit Strom versorgt werden können". Das gelte insbesondere "für den Schwerlast-, den Schiffs- und den Luftverkehr und im Pkw-Bereich beim Einsatz auf langen Strecken". Wobei batteriebetriebene Autos mit großen Akkus und hoher Ladeleistung schon heute langstreckentauglich sind, wenn es genügend Schnelllader gibt.
Ein wichtiges Argument für den Wasserstoff ist zudem die Möglichkeit, das Gas mit Hilfe regenerativ erzeugtem Strom herstellen zu können. Dazu könnte beispielsweise überschüssiger Windstrom, für den es nachts keinen Abnehmer gibt, genutzt werden. Der Wasserstoff ließe sich dann nicht nur in Brennstoffzellenfahrzeugen, sondern auch in der chemischen Industrie nutzen. Allerdings ist der Wirkungsgrad der Wasserstoff-Elektrolyse mit 70 Prozent nicht besonders hoch. Auf die gesamte Wirkungskette, vom Stromgenerator bis Fahrzeugantrieb, bleibt sogar nur 30 Prozent der Ursprungsenergie übrig. Beim batteriebetriebenen Elektroauto sind es rund 75 Prozent.
Es würde daher eine große Verschwendung an "grünem" Strom darstellen, wenn dieser für die Erzeugung von Wasserstoff genutzt würde, anstatt Elektroautos direkt aufzuladen. Allerdings wird für die Herstellung der Akkus ebenfalls viel Energie benötigt. Daher kommen Wissenschaftler zu dem Schluss, dass Brennstoffzellenfahrzeuge für große Reichweiten klimafreundlicher sind, während Batteriefahrzeuge bei geringen Reichweiten eine bessere CO2-Bilanz aufweisen.
Wirkungsgrad Der niedrige Wirkungsgrad spricht auch gegen die Erzeugung synthetischer Kraftstoffe aus regenerativen Energien. Würde das Kohlendioxid zur Herstellung dieser E-Fuels aus der Atmosphäre entnommen, könnte dieser Treibstoff zumindest klimaneutral produziert werden. Allerdings liegt der Wirkungsgrad des gesamten Systems, von der Erzeugung bis zum Motor, derzeit nur bei 13 Prozent. Das ist noch einmal deutlich weniger als bei Brennstoffzellenautos. Kritiker fragen daher, wo der ganze Ökostrom herkommen soll, um die synthetischen Kraftstoffe zu erzeugen.
Der große Vorteil wäre allerdings: Die Verbrennungsmotoren und Flugzeugturbinen könnten weiter genutzt werden. Auch die gesamte Infrastruktur zum Tanken müsste nicht ergänzt und langfristig ersetzt werden. Kein Wunder, dass die Gegner der Elektrifizierung fordern, verstärkt in die Erforschung der synthetischen Kraftstoffe zu investieren. Denn derzeit gibt es noch keine Anlagen, die über den Status von Demonstrations- und Pilotprojekten hinausgekommen sind. Daher kosteten E-Fuels derzeit noch 4,50 Euro pro Liter Diesel-Äquivalent, räumte die Bundesregierung im April 2019 in einer Antwort auf eine Kleine Anfrage der Grünen ein.
Dennoch behauptet eine Studie der Ludwig-Bölkow-Stiftung und der Deutschen Energie-Agentur (dena), dass "der Endenergiebedarf aller Verkehrsträger der EU im Jahr 2050 selbst in einem stark batterieelektrifizierten Verkehrsszenario zu mehr als 70 Prozent von E-Fuels gedeckt" werde. Der größte Teil dieser E-Fuels werde dabei für den Flug-, Schiffs- und Straßengüterverkehr benötigt. Das heißt: Sowohl Wasserstoff als auch synthetische Kraftstoffe könnten vor allem dort zum Einsatz kommen, wo Batterieantriebe aufgrund der beschränkten Speicherkapazität und ihres Gewichts an ihre Grenzen stoßen. Allerdings ist derzeit noch nicht abzusehen, welche Fortschritte die Batterietechnik in den kommenden Jahren noch machen wird.
Entscheidend für den Erfolg aller drei Systeme ist allerdings, dass künftig genügend Ökostrom vorhanden ist. "Die geplanten Einschränkungen der Windenergie an Land stellen allerdings die Realisierbarkeit sämtlicher energie- und klimapolitischen Ziele der Bundesregierung in Frage", warnten am 12. November große Energie- und Industrieverbände zusammen mit dem DGB und dem Verband Kommunaler Unternehmen. Zumindest in diesem Punkt scheint es keinen Glaubenskrieg zu geben. Friedhelm Greis
Der Autor schreibt für das Computermagazin Golem.de über Verkehrspolitik.