Im folgenden Interview äußert sich Karim Bortal, Strategie & Business Development Manager Smart Technologies bei Altran, einem der weltweit führenden Beratungsunternehmen für Innovation und High-Tech-Engineering-Services, zur Zukunft von Brennstoffzellenfahrzeugen. Diese nutzen Wasserstoff, der in einer Brennstoffzelle in Wasserdampf umgewandelt wird, und dabei elektrischen Strom erzeugt, mit dem dann wiederum ein oder mehrere Elektromotoren betrieben werden können.

Herr Bortal, die Euphorie rund um das Thema Elektromobilität scheint verflogen zu sein. Fahrzeuge mit Elektrobatterien können die Kundenerwartungen nach wie vor nicht erfüllen. Die Verkaufszahlen sind schlecht – die öffentliche Skepsis wächst. Zuletzt ließen aber neue Wasserstofffahrzeuge hoffen. Wie weit ist der Entwicklungsstand im Bereich der Brennstoffzellentechnologie?

In puncto Skepsis muss ich widersprechen. Nach meinem Dafürhalten ist die Elektromobilität nie wirklich als gesellschaftliches Thema angekommen. Politik und Medien beschäftigen sich mit der Thematik – der normale Verbraucher ist nicht skeptisch, sondern vielmehr desinteressiert. Kunden sehen noch keine echten Mehrwerte. Es fehlt ein disruptives und ganzheitliches Mobilitätskonzept für die Zukunft. Diese Thematik findet weit weniger Beachtung als die Diskussion über einzelne Modelle. Was den Wasserstoffantrieb angeht, so ist die Technik schon seit einiger Zeit auf dem notwendigen Niveau. Die Brennstoffzelle stellt eine Variante der Elektromobilität dar: Aus Wasserstoff wird Energie gewonnen, die wie bei den bereits bekannten Hybridfahrzeugen in einer Batterie zwischengespeichert wird. Verschiedene Anbieter haben inzwischen erste Fahrzeuge eingeführt. So plant Toyota in diesem Jahr 700 Fahrzeuge des neuen Modells „Mirai“ auf den Markt zu bringen. Ab 2017 sollen dann jährlich 3.000 Fahrzeuge produziert werden – ursprünglich hatte Toyota lediglich 400 Fahrzeuge pro Jahr geplant. Auch Daimler hat eine eigene Entwicklung, die aus der Zusammenarbeit mit Ballard Power System hervorgegangen ist – für Schlagzeilen sorgte insbesondere die 125-tägige Welttournee der neuen B-Klasse Fuel Cell. Volkswagen kaufte sich direkt bei Ballard ein, BMW bei Toyota. Derzeit kann man aber deutlich festhalten, dass die japanischen Hersteller Toyota, Honda und Hyundai weltweit führend sind.

Wie sieht momentan die Situation auf deutschen Straßen aus?

Derzeit sind ungefähr 100 Fahrzeuge zugelassen. Dazu kommen noch etwa 15 Test-PKW. Einige Probleme des Elektrobatterieautos finden sich auch beim Brennstoffzellenantrieb wieder. Dazu gehören auch die hohen Anschaffungskosten. Leasingraten von ca. 1.000 Euro und Kaufpreise in der Größenordnung ab 70.000 Euro sind für die breite Masse unerschwinglich, zumal wir hier von Mittelklassefahrzeugen sprechen. Trotzdem ist aber stark zu bezweifeln, dass die Fahrzeuge auch nur annähernd kostendeckend verkauft werden. Der reale Preis liegt wohl mindestens doppelt so hoch. Die Kosten eines Brennstoffwagens könnten bei ca. 100.000 jährlich produzierten Fahrzeugen allerdings auf Hybridniveau fallen. Hier ist aber noch ein langer Weg zu gehen.

Wer alternative Antriebe auf dem Markt bringen möchte, muss auch in alternative Infrastrukturen investieren. Noch gibt es gerade einmal 17 Wasserstofftankstellen in Deutschland, die öffentlich zugänglich sind. Weltweit gerade mal 200. Wie sieht hier die Zukunftsperspektive aus?

Für eine flächendeckende Versorgung in Deutschland würde man um die 1.000 Tankstellen benötigen. Das Bundesverkehrsministerium plant in Kooperation mit den Firmen Daimler, Linde, Air Products, Air Liquide und Total bis 2015 daher ein bundesweites Netz mit rund 50 Tankstellen, welches bis 2023 auf 400 Wasserstofftankstellen ausgebaut werden soll. Eine Wasserstofftankstelle soll etwa eine bis 1,5 Millionen Euro kosten. Das Problem mit der Infrastruktur erinnert an die Henne-Ei-Problematik. Ohne Tankstellen werden sich kaum Käufer für die Autos finden und ohne entsprechende Nachfrage werden sich keine Investoren finden, die bereit sind in die Infrastruktur zu investieren. Entscheidend ist auch die gesellschaftliche Frage, wie viel uns die erneuerbaren Antriebe wert sind. Auf lange Sicht sehe ich aber einen volkswirtschaftlichen Nutzen, der die aktuellen Kosten rechtfertigt.

Welche Vorteile hat die Brennstoffzelle gegenüber der reinen Batterie?

Zunächst einmal die hohen Reichweiten von über 500 Kilometern. Noch kann sich dieses Potential aufgrund der kaum vorhandenen Infrastruktur nicht vollends entfalten. Was nutzt die Brennstoffzelle mit ihrer Reichweite, wenn ich zur nächsten Tankstelle 150 Kilometer fahren muss? Auch die Tankzeiten unterscheiden sich kaum von denen der Verbrennungsmotoren. Dies macht Wasserstoffautos auf langen Strecken zur besten Zukunftstechnologie. Ein weiterer Vorteil der Brennstoffzelle ist die breitere Nutzbarkeit. Einsatzmöglichkeiten bestehen auch für Transporter, Busse sowie für Schiff- und Luftfahrt. Im Gegensatz zu Batterien sind Brennstoffzellen eine relativ neue Technologie für Fahrzeuge, daraus resultiert ein deutlich höheres Risiko für die Industrialisierung – das hat auch die Entwicklung verzögert. Erst seit kurzem findet die Brennstoffzelle größere mediale Aufmerksamkeit – durch die Serienreife neuer Modelle und dank geschicktem Marketing der Hersteller.

Die Vorteile gegenüber der herkömmlichen Batterie klingen überzeugend. Ist die Batterie letztlich bereits eine überholte Technologie? Gehört die Zukunft der Brennstoffzelle?

Man muss das Gesamtpaket unter die Lupe nehmen: Brennstoffzellenautos selbst stoßen weder klimaschädigendes CO2, noch Feinstaubpartikel, Stickstoffoxide oder sonstige umwelt- und gesundheitsbelastende Abgase aus. Allerdings muss der Energieträger – also H2 – zunächst aus Wasser, Erdgas etc. gewonnen werden. Dieser Prozess ist ausgesprochen energieintensiv. Gleiches gilt auch für Lagerung und Transport des Wasserstoffs. Die dazu benötigte Energie wird, wenigstens zu Teilen noch, aus Kohle und Gas gewonnen. Bei einigen Verfahren zur H2-Gewinnung werden außerdem Kohlenmonoxid, Stickoxide und Schwefeldioxide freigesetzt. Wasserstoffautos besitzen de facto also nur einen „lokal emissionsfreien Antrieb“. Analysen belegen, dass der CO2-Ausstoß für Fahrten von 100 Kilometern beim Wasserstoffauto letztlich ähnlich hoch ist wie bei modernen Verbrennungsmotoren, die über Jahre optimiert wurden. Die Klimabilanz ist für die Elektromobilität aber ein ganz zentraler Aspekt. Das ist die Kehrseite der Brennstoffzelle, wobei die Verfahren der Wasserstoffgewinnung natürlich stetig verbessert werden. Derzeit kann allerdings nur ca. ein Drittel der aufgewendeten Energie tatsächlich für den Antrieb genutzt werden.

Mit dem Fortschreiten der Energiewende wird sich diese Bilanz also verbessern?

Ja, davon ist auszugehen. Ab 2021 schreibt die Europäische Union einen CO2-Ausstoß von 95 Gramm pro Kilometer für Neuwagen vor. Bei Verbrennungsmotoren entspricht das einem Normverbrauch von 4,1 Litern Benzin oder 3,6 Litern Diesel auf 100 Kilometer. Das ist nur für Kleinwagen realistisch – letztlich führt kein Weg an Elektrofahrzeugen vorbei.

Als Treibstoff kommen verschiedene Formen des Wasserstoffs in Frage. Gasförmiger Wasserstoff mit 350 bar bzw. 700 bar. Flüssiger Wasserstoff mit 350 bar und noch weitere Formen. Was wird sich Ihrer Meinung nach durchsetzen? Und wie sicher ist Wasserstoff wirklich?

Ich glaube, dass hier die Entscheidung längst getroffen ist. Gasförmiger Wasserstoff ist heute bereits in der Mobilität etabliert. Für PKW wird 700 bar die gängige Form sein, während sich für Busse im Nahverkehr 350 bar durchsetzen kann. Der Grund ist, dass bei Bussen der Bauraum größer und weniger relevant ist. Das größere Volumen der Variante mit 350 bar V ist somit nicht problematisch. Sicherheitsbedenken sind beim Wasserstoff nicht angebracht. Das Gefahrenpotential ist nicht größer als bei anderen Kraftstoffen. Jeder kennt die Knallgasreaktion aus dem Chemieunterricht – daher rührt ein mulmiges Gefühl. Aber Wasserstoff ist so flüchtig, dass eine Explosion im Freien de facto auszuschließen ist.

Wie sieht Ihrer Meinung nach also der Mobilitätsmix der Zukunft aus? Wird eine Technologie alle anderen verdrängen und sich nachhaltig durchsetzen?

Ich bin davon überzeugt, dass sich verschiedene Formen der Elektromobilität langfristig durchsetzen werden. Eine einheitliche Technik ist zu eindimensional. Die Anforderungen sind heute komplexer, daher sehe ich einen Mix verschiedener Technologien als Idealkonzept. Alternative Antriebsmodelle wie Erdgas, Druckluft oder auch Solarbatterien werden Nischenprodukte bleiben. Für die urbane Mobilität hingegen dürften sich Batteriefahrzeuge in ein Gesamtpaket der Smart-City-Lösungen einfügen. Für innerstädtische Fahrten ist das Batteriefahrzeug unter Umweltgesichtspunkten optimal. Mobilität wird in den Metropolen zukünftig als Produkt gekauft – ähnlich wie derzeit Handyverträge. Dazu muss sich unser Verständnis von Mobilität noch weiter wandeln. Auf längeren Strecken konkurrieren zwei Technologien: Hybridfahrzeuge, die Batterien und Brennstoffe nutzen sowie Wasserstofffahrzeuge. Brennstoffzellen haben gute Chancen, sich im Personen- und Güterverkehr, etwa bei Bussen, durchzusetzen. Im Nahverkehr wird intensiv an neuen Lösungen geforscht, da sich Umweltvorteile bei Bussen recht leicht umsetzen lassen. Vorreiter ist die Stadt Hamburg, die ab 2018 ganz auf Batterien, Brennstoffzellen oder wenigstens Hybride setzen will.

Ist eine regionalspezifische Lösung denkbar? Etwa das Asien auf Wasserstofffahrzeuge setzt und Europa auf Hybride?

Das halte ich nicht für ausgeschlossen. In Japan werden Brennstoffzellenmodelle wie der Toyota Mirai derzeit massiv subventioniert. Das ist politisch gewollt, um größere Unabhängigkeiten von Ölimporten zu schaffen. Auf dem Heimatmarkt kostet das Modell umgerechnet 48.000 Euro, während hierzulande der Preis bei fast 80.000 Euro liegt. Ich wiederhole es noch einmal: Wir sprechen hier von einem Mittelklassewagen. Auch in Kalifornien findet ein Kaufanreizprogramm statt. Die Investitionen deutscher Hersteller in der jüngsten Zeit zeigen aber deutlich, dass auch hiesige Händler die Technologie längst nicht abgeschrieben haben.

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Katharina Meißner
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Über Altran
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