Wasserstoff

In vielen Studien zur Zukunft des Verkehrs wird davon ausgegangen, dass langfristig gesehen Wasserstoff (H₂) als Kraftstoff in Verbindung mit der Brennstoffzellentechnologie einen entscheidenden Beitrag zur nachhaltigen Mobilität und zum Klimaschutz leisten wird.

Hinsichtlich der Speicherung von Wasserstoff als Kraftstoff wird unterschieden zwischen gasförmig unter hohem Druck (GH2) und flüssig bei sehr niedrigen Temperaturen (LH2). Der Einsatz von Wasserstoff als Kraftstoff hat in beiden Fällen den prinzipiellen Vorteil, dass im Abgas kein klimabelastendes CO₂ und keine Luftschadstoffe wie Kohlenmonoxid, Schwefeldioxid, Kohlenwasserstoffe, Bleiverbindungen und Rußpartikel vorhanden sind. Die lokalen Emissionen sind damit abgesehen von Wasserdampf und Stickoxiden (NO_X) weitgehend beseitigt. Aus Sicht des lokalen Immissionsschutzes (Stichworte "Feinstaub", "Sommersmog") ist Wasserstoff als Kraftstoff daher uneingeschränkt zu begrüßen.

Aus der Perspektive des globalen Klimaschutzes betrachtet rückt hingegen wiederum die vorgelagerte Prozesskette in den Mittelpunkt. Das heißt, die ökologischen Belastungen die bei der Herstellung, dem Transport und der Verteilung von Wasserstoff entstehen. Die entscheidende Frage ist:

Wie wird Wasserstoff in ausreichenden Mengen erzeugt?

Alle Herstellungsverfahren für Wasserstoff beruhen auf der Spaltung des Wassermoleküls. Bei der Herstellung aus fossilen Energierohstoffen wird Wasserdampf mit Kohlenstoff oder kohlenstoffhaltigen Energieträgern zu Wasserstoff reduziert (Dampfreformierung) oder mittels Elektrolyse hergestellt. Bei den erneuerbaren Energieträgern ist die Elektrolyse die dominierende Wandlungstechnik zur Gewinnung von Wasserstoff.

Eine nachhaltige Wasserstoff-Produktion ist aus Sicht des globalen Klimaschutzes nur auf Basis erneuerbarer Energien möglich, denn nur dann haben Brennstoffzellen-Fahrzeuge das Potenzial die Treibhausgas-Emissionen stark zu reduzieren bzw. nahezu vollkommen zu beseitigen.

Grafik: CO2-Emissionen bei der Bereitstellung von Wasserstoff mittels erneuerbarer Energien

Quelle: GM European Well-To-Wheel Study 2002.

Wird der Wasserstoff hingegen unter fossiler Primärenergie-bereitstellung gewonnen, sind bei Betrachtung der gesamten Energiekette aus heutiger Sicht keine wesentlichen CO₂-Einsparungen gegenüber der Weiterentwicklung von effizienten konventionellen Antrieben (Otto-, Dieselmotoren) zu erwarten. Und dies obwohl für Brennstoffzellen-Antriebe angenommen wird, dass sie rund 30-40 Prozent effizienter als herkömmliche Ottomotoren sind. Denn die Bereitstellung von Wasserstoff aus fossilen Energieträgern ist je nach Erzeugungsart mit Treibhausgas-Emissionen verbunden, die um ein vielfaches höher sind als bei der Herstellung von Benzin oder Diesel. In Bezug auf den Klimaschutzaspekt werden derzeit nur Systeme bei denen eine konventionelle Wasserstofferzeugung mittels Dampfreformierung von Erdgas (MSR) erfolgt als ansatzweise klimafreundliche Alternative eingeschätzt.

Grafik: CO2-Emissionen bei der Bereitstellung von Wasserstoff mittels Erdgasreformierung

Quelle: GM European Well-To-Wheel Study 2002.

Elektrolyse-basierter Wasserstoff, bei dem die Elektrizität zur Wasserstoffproduktion durch den herkömmlichen Kraftwerkspark bereitgestellt wird, verursacht demgegenüber in der Summe sogar höhere Treibhausgas-Emissionen.

Grafik: CO2-Emissionen bei der Bereitstellung von Wasserstoff mittels Elektrolyse (Stromgewinnung aus fossilen Quellen

Quelle: GM European Well-To-Wheel Study 2002.

Weitere Informationen zum Thema Wasserstoff und Brennstoffzellen finden Sie auf den Seiten des Deutschen Wasserstoff- und Brennstoffzellenverbandes (DWV), oder unter www.HyWeb.de

Eine Übersicht aller Wasserstoff- und Brennstoffzellenfahrzeuge bietet die Internetseite www.h2cars.de