Obwohl sich Elektroautos langsam auf den Straßen durchsetzen, rechnen einige Experten damit, dass die Zukunft des Kraftstoffs Wasserstoff sein könnte.Der Anteil der öffentlichen Verkehrsmittel, die mit Wasserstoff betrieben werden, wird immer größer, aber die zunehmende, wenn auch noch geringe Verfügbarkeit von Ladestationen und kleine Auswahl an wasserstoffbetriebenen Fahrzeugen zeigen, dass diese Technologie noch einen langen Weg vor sich hat, bevor sie sich in Personenfahrzeugen durchsetzt. Ist eine Investition in diese Technologie lohnend?
Wasserstoff als Kraftstoff für Autos – hier die wichtigsten Informationen
Wasserstoff gehört zu den einfachsten chemischen Elementen, die in der Zusammensetzung vieler chemischer Verbindungen enthalten sind, insbesondere in Wasser. Seine Menge ist im Gegensatz zu z.B. Kobalt oder Nickel, deren Reserven relativ gering sind, nahezu unbegrenzt. Außerdem kann man mit Wasserstoff als Energieträger viel größere Entfernungen zurücklegen als mit einem rein elektrisch betriebenen System. Doch obwohl das Element in der Natur sehr weit verbreitet ist und auf vielfältige Weise gewonnen werden kann, erfordert die Herstellung eines energiereichen Kraftstoffs, der für den Fahrzeugantrieb einsetzbar ist, den Verbrauch von zusätzlicher Energie. Ein weiteres Problem ist die Effizienz und Sicherheit der Verwendung von Wasserstoff als Kraftstoff. Hier kommt der leichte und robuste EPP-Schaumstoff ins Spiel. Er ermöglicht die kostengünstige Herstellung von Teilen, die hervorragende Dämpfungs- und Wärmedämmeigenschaften aufweisen und gleichzeitig das Eigengewicht des Autos kaum erhöhen, was zu größeren Reichweiten führt.
Wie wird Kraftstoff aus Wasserstoff hergestellt?
Der in großem Maßstab in der Industrie eingesetzte Wasserstoff ist beispielsweise nicht für den Einsatz in Brennstoffzellenfahrzeugen (FCEVs) geeignet und hat keine guten energetischen Eigenschaften. Wasserstoff als Treibstoff für Kraftfahrzeuge wird durch geeignete Verfahren wie die Wasserelektrolyse hergestellt. Dabei wird Wasser unter dem Einfluss einer durch das Wasser strömenden Spannung in reine Wasserstoff- und Sauerstoff-Ionen zerlegt. Obwohl es heute viele Elektrolysetechnologien gibt und diese immer noch verbessert werden, gilt diese Methode nicht als optimal. Zunächst einmal ist da der Verbrauch von Strom, der nicht immer "grün" ist. Außerdem ist es einfacher und effizienter, die für die Herstellung, die Komprimierung und den späteren Transport und die Lagerung von Wasserstoffkraftstoff benötigte Energie direkt zum Aufladen der Batterien von Elektroautos zu verwenden. Man schätzt, dass für jedes für ein Auto produzierte Kilogramm reinen Wasserstoffkraftstoffs 40 bis 70 kWh Energie benötigt werden, und so viel Kraftstoff reicht aus, um 100 Kilometer weit zu fahren. Im Vergleich dazu benötigt ein Elektroauto nur 20-30 kWh, um die gleiche Strecke auf der Autobahn zurückzulegen.
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Ist Wasserstoff als Kraftstoff sicher?
Viele Menschen hegen Zweifel, ob es sicher ist, Wasserstoff als Kraftstoff in Autos zu verwenden. Schließlich kennt jeder die Geschichte vom Absturz des legendären Luftschiffs Hindenburg, das mit genau diesem Gas betankt war. Entgegen dem Anschein ist Wasserstoff als Autokraftstoff sogar sicherer als Benzin. Da er 14-mal leichter als Luft ist, entsteht im Falle eines punktuellen Lecks im Tank eine schmale, senkrechte Flamme, die keine hohe Temperatur erzeugt und sich nicht ausbreitet. Es gab sogar ein Experiment, bei dem ein Tank in einem Wasserstoffauto absichtlich beschädigt wurde. Das Gas war in kürzester Zeit verbrannt, und außer einer auf 47°C gestiegenen Temperatur der Windschutzscheibe hinterließ das Feuer keine Spuren. Trotzdem versuchen die Hersteller ihr Bestes, um sicherzustellen, dass die von ihnen produzierten Wasserstofftanks alle Sicherheitsanforderungen erfüllen, indem sie ihnen eine mehrschichtige Struktur verleihen und sie vor Erschütterungen schützen. Ein gutes Beispiel hierfür sind die von uns hergestellten Schutzlösungen für Wasserstofftanks aus EPP.
Wie teuer ist es, ein Wasserstoffauto zu fahren?
Die Betriebskosten für ein Wasserstoffauto könnten niedriger sein als diejenigen für vergleichbare alternative Technologien, obwohl der endgültige Preis für Wasserstoff als Kraftstoff von einer Reihe von Faktoren abhängt, wie z.B. den Herstellungskosten und der dafür benötigten Energie oder den auf lokaler Ebene erhobenen Steuersätzen. Im Jahr 2022 gab es nur wenige Autos mit einem solchen Antrieb, was zu einer sehr schlechten Verfügbarkeit und einem höheren Preis für Wasserstoffkraftstoff führte, der in Europa bei etwa 10 Euro lag. Derzeit ist ein Kilogramm Wasserstoff in Europa meist teurer geworden. Im Januar 2024 lagen die Wasserstoffpreise zwischen günstigen 10 € in Belgien und 20–24 € in den Niederlanden, der Schweiz und Österreich. In Deutschland kostete ein Kilogramm Wasserstoff 15 Euro.
Nach Berechnungen des ADAC aus dem Jahr 2022 wird die Fahrt bei einem Durchschnittsverbrauch von 0,8 kg pro 100 km 10,28 € kosten. Derzeit sind die Kosten für Fahrten mit Wasserstoffautos nicht so günstig. Im Vergleich dazu schlägt ein Benzin- oder Dieselauto mit einem Durchschnittsverbrauch von 6,6 Litern bei einem Kraftstoffpreis von 1,70 Euro einen Betrag von 11,22 Euro für die gleiche Strecke zu Buche.
Wasserstoff als Kraftstoff für den umweltfreundlichen Stadtverkehr?
Trotz der aktuell hohen Durchschnittspreise für Wasserstoff-Kraftstoff investieren immer mehr Städte in eine Flotte öffentlicher Verkehrsmittel wie Busse. Im Jahr 2023 stieg die Nachfrage nach emissionsfreien Bussen in Europa um 50 %, wovon Solaris, der europäische Marktführer unter den Anbietern von emissionsfreien Bussen, mit einem Marktanteil von 15,2% profitierte. Bei Solaris umfasst die Hälfte der angebotenen Produktion Modelle, die mit einem Stecker aufgeladen werden können, während bei anderen Herstellern solche Modelle 40 % ausmachen.
Solaris ist auch führend bei der Lieferung von Wasserstoffmodellen und lieferte im Jahr 2023 200 Fahrzeuge aus, die derzeit über 40 Kunden in zehn verschiedenen Ländern einsetzen. Das Unternehmen hat zusätzliche Aufträge für mehr als 700 wasserstoffbetriebene Modelle erhalten, was ein Zeichen für das Wachstum dieses Segments des Marktes für schadstoffarme Autos ist. Darüber hinaus prognostiziert die Europäische Kommission, dass bis 2035 alle neu auf den Markt gebrachten Busse emissionsfreie Fahrzeuge sein werden, was Wasserstofffahrzeuge zur Zukunft des öffentlichen Verkehrs macht.
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Wasserstoff als Kraftstoff der Zukunft – ist das möglich?
Wie jede andere Technologie hat auch der Einsatz von Wasserstoff als Kraftstoff seine Vor- und Nachteile. Ob sie zu einer brauchbaren Alternative zu BEVs wird, hängt davon ab, in welche Richtung sich die Technik der Wasserstoffautos in Zukunft entwickelt. Sie werden bereits als Alternative zu anderen umweltfreundlichen Verkehrsmitteln eingesetzt.
Vorteile des Einsatzes von Wasserstoff als Kraftstoff
Der bedeutendste Vorteil des Einsatzes von Wasserstoffzellen liegt darin, dass sie keine Schadstoffe in die Atmosphäre emittieren. Diese Art von Fahrzeug produziert während der Fahrt nur Wasser und ist damit völlig unschädlich für die Umwelt. Da Wasserstoff als Kraftstoff einen hohen Brennwert hat, sind die Reichweiten von wasserstoffbetriebenen Fahrzeugen mit denen von Verbrennungsautos vergleichbar, und sie lassen sich schnell wieder aufladen, genau wie bei Flüssiggas. Darüber hinaus ist Wasserstoff als Element in der Natur allgegenwärtig, so dass sein Vorrat sich nicht erschöpfen wird.
Nachteile des Einsatzes von Wasserstoff als Kraftstoff
Das größte Problem in Verbindung mit der Anwendung von Wasserstoff als Kraftstoff ist sein Transport und seine Lagerung. Unabhängig vom Aggregatzustand des Elements – gasförmig oder flüssig – gibt es immer Verluste während des Transports und es ist ein zusätzlicher Stromverbrauch erforderlich, z.B. für die Kompression oder Verflüssigung von Wasserstoff. Die Energieeffizienz des gesamten Prozesses liegt nicht über 37%. Ein weiterer Aspekt ist die leichte Entflammbarkeit von Wasserstoff in Kontakt mit Luft, was bei potenziellen Nutzern Sicherheitsbedenken aufkommen lassen kann.
Die hochmodernen Herstellungsverfahren, die wir für innovativen EPP-Schaumstoff anbieten, tragen zur Entwicklung von umweltfreundlichen Antriebstechnologien bei. Sie ermöglichen nicht nur die Herstellung von standardmäßigen Automobilkomponenten mit verbesserten Festigkeits- und Isolationseigenschaften, sondern auch die Entwicklung innovativer Lösungen für die Autos der Zukunft. Unser Team bietet umfassende Unterstützung in jeder Phase, vom Design über die Produktionsvorbereitung bis hin zur Fertigung mit höchsten Qualitätsstandards.