Als Kraftstoff in Brennstoffzellen-Fahrzeugen kann Wasserstoff einen wichtigen Beitrag zur nachhaltigen Mobilität leisten. Die Technologie ist nah an der Serienreife. Für den Markthochlauf mit kaufbaren Fahrzeugen muss parallel dazu die Tank-Infrastruktur jedoch eine kritische Größe erreichen.
Die vielen Vorteile von Wasserstoff werden oft beschworen. Zu Recht, denn Wasserstoff ist ein kohlenstofffreier Energieträger, der bei der Umwandlung zu elektrischer Energie in einer Brennstoffzelle keinerlei schädliche Abgase produziert. Wasserstoff ist zudem dezentral mit regenerativen Energien herstellbar, langfristig speicherbar und flexibel einsetzbar in verschiedenen technischen Anwendungen – vom Smartphone-Lade-gerät über Brennstoffzellenfahrzeuge bis hin zur Notstromversorgung. Grund genug zu fragen, warum die Wasserstoff-Mobilität weltweit nicht schneller vorankommt.
Die neue, von der e-mobil BW in Auftrag gegebene Studie ‚Kommerzialisierung der Wasserstofftechnologie in Baden-Württemberg – Rahmenbedingungen und Perspektiven’ gibt dazu Antworten. Grundsätzlich gilt: die technologischen Fortschritte haben die Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie bis nah an die Serienreife geführt. Die Fahrt mit einem Brennstoffzellen-Pkw ist ein beeindruckendes Rendezvous mit der Zukunft: agil, und komfortabel wie ein konventioneller Pkw, aber leise, effizient und völlig emissionsfrei. CO2, Stickoxide, Feinstaub und Motorenlärm exklusive.
Aber damit die Brennstoffzellentechnologie wettbewerbsfähiger wird, ist der Eintritt in die Serienproduk-tion mit dem Aufbau einer Zulieferindustrie notwendig – mit jährlich fünfstelligen Stückzahlen an Brennstoffzellen-Pkw pro Hersteller. Was spricht dagegen? Zum einen die Kosten, die für diese Pkw noch signifikant gesenkt werden müssen. Ist dies einmal erreicht, so kann innerhalb der nächsten 10 bis 20 Jahre von einem Markthochlauf und einem sich anschließenden, selbsttragenden Volumenmarkt ausgegangen werden.
Und beim Tanken? Im Prinzip auch kein Unterschied mehr: vorfahren, volltanken, bezahlen. Wenn da zum anderen nicht ebenfalls die kritische Größe wäre. In Sachen Tank-Infrastruktur hat allen voran der Südwesten Deutschlands zwar gute Fortschritte gemacht, aber die kritische Größe ist bei weitem noch nicht erreicht. 2016 werden in Deutschland bis zu 30 neue Tankmöglichkeiten für H2-Fahrzeuge errichtet, allein in Baden-Württemberg sollen Ende 2018 über 20 Wasserstoff-Tankstellen in Betrieb sein. Aber bis 2030 müssten noch gut 130 öffentliche Tankstellen für Pkw sowie weitere für die Versorgung von Bussen und anderer brennstoffzellenbetriebener Fahrzeuge geschaffen werden, um den Weg für die Wasserstoffmobilität frei zu machen.
Dieses ambitionierte Szenario hängt von weiteren Einflussfaktoren ab. Dazu zählt die Verfügbarkeit von günstigem, regenerativ erzeugtem Wasserstoff. Die Studienautoren kommen zu dem Schluss, dass in Baden-Württemberg bis 2030 nur relativ wenig regenerativ erzeugter Überschussstrom an Elektrolyseure zur Erzeugung von ‚grünem’ Wasserstoff abgegeben wird. „Durch den weiteren Ausbau der erneuerbaren Energien und eine Wasserstofferzeugung, die mit Elektrolyseuren und Wasserstoffspeichern zeitlich flexibel erfolgen kann, kommen wir dennoch dem Ziel von günstigem und grünem Wasserstoff näher“, so einer der Autoren, Frieder Borggrefe vom Institut für Technische Thermodynamik des DLR. Auch wird der Ausbau von Stromtrassen eine große Rolle spielen, die mehr Windstrom aus dem Norden für die Wasserstofferzeugung nutzbar machen können.
Dass Wasserstoff als Speichermedium eine Zukunft hat, zeigt ein aktuelles Projekt in Baden-Württemberg: 2017 wird eine der größten Power-to-Gas-Anlagen Deutschlands in Whylen den Betrieb aufnehmen. Das von der Landesregierung Baden-Württemberg geförderte Projekt nutzt den von einem Laufwasserkraftwerk erzeugten Strom zur Herstellung von Wasserstoff in einem Elektrolyseur. So können perspektivisch mehr als 1000 Brennstoffzellen-Pkw mit CO2-frei erzeugtem Wasserstoff versorgt werden.
Der lange Weg zur Wasserstoff-Mobilität lohnt sich. „Vor 20 Jahren demonstrierte Daimler-Benz mit NeCar 2 die Machbarkeit, heute sind wir mitten in der Serienentwicklung und Markteinführungsphase. Jeder Marathonläufer weiß: Bis zum Ziel ist es ein weiter und anstrengender Weg. Für das Automobilland Deutschland ist es unabdingbar, bei den Produkten, Technologien und Dienstleistungen an der Spitze zu sein“, so Prof. Dr. Werner Tillmetz, Vorstand des Zentrums für Sonnenenergie und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg. „Um das sicherzustellen, müssen alle Akteure – Politik, Industrie und Forschung – am gleich Strang und in die gleiche Richtung ziehen. Dazu gehört auch, dass kurzfristig die gesetzlichen Rahmenbedingungen angepasst werden, wie etwa die Befreiung von der EEG-Umlage bei der elektrolytischen Erzeugung von ‚grünem’ Wasserstoff.“
Cluster Brennstoffzelle BW
Den Schlussspurt zur Markteinführung unterstützt seit 2013 der Cluster Brennstoffzelle BW. Die Zusammenarbeit im Cluster erleichtert branchen- und technologieübergreifende Innovationen, konkrete Projekte und den schnellen Wissenstransfer zwischen Energieversorgern, Netzbetreibern, Mineralölkonzernen, Fahrzeugherstellern, Maschinen- und Anlagenbauern und Forschungseinrichtungen. Das Technologieland Baden-Württemberg nimmt im Bereich Wasserstoff und Brennstoffzellen heute eine international führende Stellung ein – sowohl auf industrieller Seite mit richtungsweisenden Weltkonzernen und innovativem Mittelstand als auch in der Spitzenforschung. Mit dem „Innovationsprogramm Wasserstoffinfrastruktur Baden-Württemberg“ wurde auch deren Anwendungen weiter gefördert.
Weitere Informationen: www.e-mobilbw.de
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