Wasserstoff und Brennzellen: falsche Versprechungen? [DE][en][fr] 

Wasserstoff gehört zusammen mit Biokraftstoffen zu den größten Hoffnungsträgern der Kommission, um in Zukunft Öl im Verkehr zu ersetzen und dadurch die Abhängigkeit der EU vom Öl zu reduzieren.

Nach dem anfänglichen Enthusiasmus wurde bald Kritik laut, die auf die „Illusionen“ der Wasserstoffwirtschaft hinweist:

• Wie Strom, ist Wasserstoff ein Energieträger und keine Energiequelle. Das bedeutet, dass die Wasserstoffwirtschaft immer nur so sauber sein wird, wie die Quelle aus der er gewonnen wird (Kohle, Atomkraft, Erdgas oder erneuerbarer Energien);
• Ein wasserstoffbetriebenes Verkehrssystem erfordert ein Netzwerk von Tankstellen, das große Kosten verursachen würde. In einer Studie , die im Dezember 2005 erschienen ist, veranschlagt die International Energieagentur (IEA), dass die Kosten für die Entwicklung der Infrastruktur, die für eine verbreitete Nutzung von Wasserstoff erforderlich ist, in Billionenhöhe liegen würden (EurActiv 2. Dezember 2005);
• Brennstoffzellenbatterien, die Wasserstoff durch eine chemische Reaktion in Elektrizität umwandeln, haben eine eingeschränkte Effizienz und Speicherungskapazität und während des Umwandlungsprozesses geht viel Energie verloren;
• Brennstoffzellenbatterien sind aufgrund der bei der Herstellung verwendeten Materialien immer noch sehr teuer (ungefähr 10.000 Euro für ein mittelgroßes Auto). Zu den Bestandteilen gehören Platin und Nafion, eine Membran, die in den Elektrolyten der Brennstoffzellen verwendet wird.

Öffentliche und private Investitionen in Forschung und Entwicklung konzentrieren sich darum auf die Kostenreduzierung für Brennstoffzellen, die Erhöhung ihrer Speicherkapazität und die Lösung des Infrastrukturproblems.

Auf europäischer Ebene wurde 2004 die Plattform für Wasserstoff- und Brennstoffzellen-Technologien  (HFP) eingerichtet, um Forschung und Entwicklung im Bereich der Wasserstofftechnologie zu fördern. Die Plattform, die von der Industrie geleitet wird, bringt Wissenschaftler aus der Öffentlichkeit und der Privatwirtschaft, öffentliche Behörden und die Wirtschaft zusammen. 

Im März 2005 legte die Plattform ihre „Strategische Forschungsagenda“ vor, um die Forschung zu dirigieren und öffentliche und private Investitionen in Forschungs- und Entwicklungsprogramme anzuregen (EurActiv 17. März 2005). Die Programme zielen auf die Kommerzialisierung von Fahrzeugen bis 2015 ab, jedoch glauben viele, dass diese Fahrzeuge frühestens 2020 wettbewerbsfähig sein werden.

Mehrere EU-finanzierte Projekte wurden eingerichtet, um die Realisierbarkeit von Wasserstoffzellen im öffentlichen Verkehr voranzutreiben. Das EU-Programm „Umweltfreundliche öffentliche Verkehrsmittel“ (Clean Urban Transport for Europe - CUTE) hat den Einsatz von 27 wasserstoffbetriebenne Brennstoffzellen-Bussen in neun europäischen Großstädten unterstützt, u. a. in Amsterdam und Barcelona. Die Ergebnisse des Praxistests wurden im Mai dieses Jahres vorgestellt (EurActiv 11. Mai 2005). Hierbei wurde deutlich, dass in einigen Bereichen Verbesserungen notwendig sind:

• Konstruktion, Bau und Betrieb der Wasserstoffversorgungsketten und Tankstellen;
• Effiziente Gewinnung und Nutzung von Tonnen von Wasserstoff
• Optimierung der Infrastruktur

„Es stellt sich nicht mehr die Frage, ob diese Technik funktioniert, sondern wann sie wettbewerbsfähig sein wird“,  verkündete Energiekommissar Andris Piebalgs bei der Vorstellung der Ergebnisse des CUTE-Projekts.

Vor einem Jahr legten eine Gruppe von Europaabgeordneten eine „Grüne Wasserstoff-Charta“ vor, in der sie die  EU aufforderte, bis 2025 auf eine wasserstoffbetriebene Wirtschaft umzusteigen (siehe EurActiv 13. September 2005). Die Abgeordneten sprachen sich für eine Wasserstoffwirtschaft, die auf erneuerbaren Energien beruht, aus.

In den USA hat die Bush-Regierung 1,8 Mrd. US-Dollar über einen Zeitraum von fünf Jahren, für eine Wasserstoff-Initiative und ein begleitendes FreedomCar-Projekt bereitgestellt. Die EU, die USA und andere Partner kooperieren in der „Internationalen Partnerschaft für Wasserstoffwirtschaft “ (International partnership for the hydrogen economy).

Es gibt jedoch auch Wasserstoff-Kritiker, nicht zuletzt im Forschungsbereich:

Ulf Bossel vom European Fuel Cell Forum, einer Organisation, die die technische und wissenschaftliche Erforschung von Brennstoffzellen unterstützt, kritisiert die so genannte „Wasserstoff-Illussion“. 

Wasserstoff sei nur dann sauber, wenn er aus erneuerbaren Energien gewonnen werde, so Bossel. Er fügte hinzu, dass, wenn eine Wasserstoffwirtschaft Realität würde, dies zu einem großen Anstieg in der Nachfrage nach Elektrizität führen werde, die nicht allein durch erneuerbare Energien gestillt werden könne. 

Laut Bossel, müsse daher ein beachtlicher Teil der Nachfrage nach Strom von Kohle- oder Atomkraftwerken gestillt werden, mit den bekannten Umwelt- und Sicherheitsauswirkungen.

Zusätzlich ginge ein Großteil der Energie bei der Umwandlung von Elektrizität in Wasserstoff, um in Brennstoffzellen gespeichert werden zu können und bei der Rückumwandlung in Elektrizität, verloren.

Ungefähr drei Viertel der Energie gingen bei Elektrolyse, Kompression oder Verflüssigung, Transport, Speicherung, Transfer und Rückumwandlung in Elektrizität in den Brennstoffzellen verloren, so das Fuel Cell Forum in einer Erklärung.

Laut Bossel sei die Ursache hierfür, dass ein synthetischer Energieträger nie effizienter sein könne als die Energiequelle, aus der er gewonnen wurde. Erneuerbarer Strom würde besser durch Elektronen als durch Wasserstoff verteilt. 

Befürworter der Wasserstoff-Technologie argumentieren jedoch, dass Autos, die mit Brennstoffzellen betrieben werden, genauso effizient, wenn nicht effizienter als herkömmliche Motoren sind. Shell Hydrogen weist darauf hin, dass eingebaute Verbrennungsmotoren in heutigen Fahrzeugen weniger als 30% der Energie des Kraftstoffes in Antriebskraft umwandeln.

Fahrzeuge mit wasserstoffbetriebenen Elektromotoren seien wesentlich effizienter und würden 40-60% der Energie umsetzen, so Shell Hydrogen.

Die größte Herausforderung sei die finanzielle Komponente, nicht die technische. Die Schlüsselfrage sei die Finanzierung des Schritts von teuren Prototypen zu erschwinglichen Massenfahrzeugen.

Shell veranschlagt, dass Brennstoffzellenautos wettbewerbsfähig sein werden, wenn die jährliche Produktion eine Million Fahrzeuge weltweit erreicht. Die Kombination aus Fortschritten in der Technik und der Herstellung, die in den nächsten fünf Jahren zu erwarten seien, und die darauffolgende weltweite Produktion in den folgenden fünf bis zehn Jahren, werde laut Shell attraktive und erschwingliche Brennstoffzellenautos eine kommerzielle Realität werden lassen.

Kritische Stimmen weisen jedoch auf die Umwelteinflüsse von Wasserstoffnutzung in der Verkehrsbranche hin. In einer kürzlich durchgeführten Analyse wissenschaftlicher Studien kamen britische Forscher zu dem Ergebnis, dass im Gegensatz zur weitläufigen Meinung Wasserstoff ein indirektes Treibhausgas sei und mögliche Auswirkungen auf die Klimaerwärmung haben könnte. 

Die Wissenschaftler, die von Richard Derwent vom Centre for Environmental Policy am Imperial College in London angeführt wurden, sagten, dies käme daher, dass Wasserstoffemmissionen die Menge an Methan und Ozon erhöhten und dadurch die Klimaerwärmung vorantrieben. Die Forscher betonten jedoch, dass die Auswirkungen auf die Klimaerwärmung wesentlich geringer ausfallen würden als bei der weiteren Nutzung von fossilen Brennstoffen.