Kosten des Infrastrukturausbaus: Batterie oder Brennstoffzelle?

| Redakteur: Benjamin Kirchbeck

Brennstoffzelle oder Batterie: Beide Technologien stehen derzeit noch am Anfang ihrer Marktentwicklung. Gerade deshalb ist es laut den Jülicher-Forschern von zentraler Bedeutung, die Kosten der zukünftigen Infrastruktur frühzeitig abzuschätzen, um nicht in eine technologische Sackgasse zu geraten
Brennstoffzelle oder Batterie: Beide Technologien stehen derzeit noch am Anfang ihrer Marktentwicklung. Gerade deshalb ist es laut den Jülicher-Forschern von zentraler Bedeutung, die Kosten der zukünftigen Infrastruktur frühzeitig abzuschätzen, um nicht in eine technologische Sackgasse zu geraten (Bild: gemeinfrei / CC0)

Die Zukunft der Mobilität scheint elektrisch. Doch noch ist unklar, welche Technologie das Rennen machen wird: Batterien, die regelmäßig an eine Ladesäule gehängt werden müssen, oder Brennstoffzellen, die Wasserstoff von der Tankstelle benötigen. Eine Analyse des Forschungszentrums Jülich liefert nun erste Tendenzen.

„Deutschland hat sich ambitionierte, aber notwendige Ziele beim Klimaschutz gesetzt“, sagt Martin Robinius vom Jülicher Institut für Energie- und Klimaforschung. „Doch gerade im Verkehrssektor liegen wir noch weit hinter den angestrebten Reduktionen zurück.“ Der Übergang zu emissionsarmen Fahrzeugflotten könne aber gelingen durch E-Fahrzeuge, die ihre Energie aus erneuerbaren Quellen beziehen, argumentiert der Wirtschaftsingenieur.

Wenn die Windräder in Deutschlands Norden auf Hochtouren laufen, erzeugen sie so viel Strom, dass das Netz ihn nicht aufnehmen kann. Mit diesem Strom könnte man Fahrzeuge antreiben. Von zentraler Bedeutung dürfte es dabei sein, in welcher Form die Energie gespeichert und transportiert wird: Sollen zukünftig batteriebetriebene Elektroautos über unsere Straßen rollen oder Brennstoffzellenfahrzeuge, die mit Wasserstoff betankt werden?

Beide Technologien stehen derzeit noch am Anfang ihrer Marktentwicklung. Gerade deshalb sei es von zentraler Bedeutung, die Kosten der zukünftigen Infrastruktur frühzeitig abzuschätzen, um nicht in eine technologische Sackgasse zu geraten: „Setzen wir von Anfang an alles auf nur eine Karte, dürfte es schwierig werden, das System umzustellen, wenn sich die Rahmenbedingungen verändern“, argumentiert Martin Robinius.

Viele Experten favorisieren zurzeit die Batterie, denn das elektrische Netz existiert bereits. Es müsste bloß eine gewisse Menge an weiteren Ladesäulen aufgestellt werden. Außerdem überzeugt ein vollkommen elektrischer Prozess durch einen hohen Wirkungsgrad.

Das sieht beim Wasserstoff anders aus: Ein Großteil der Infrastruktur muss noch aufgebaut werden: Das sind zum einen Elektrolyseure, die den Strom aus Rekordzeiten der Windenergie nutzen, um Wasser zu spalten. Der Wasserstoff, der dabei entsteht, kann zunächst in unterirdischen Salzkavernen gelagert werden, um dann beispielsweise über ein Pipelinesystem an die Tankstellen verteilt zu werden.

Rentabilität abhängig von der Fahrzeugzahl

Die Experten aus Jülich haben beide Szenarien analysiert und kommen zu dem Ergebnis: Die Rentabilität hängt davon ab, wie viele Fahrzeuge mit Batterie- oder Brennstoffzellenantrieb auf den Straßen unterwegs sind. Die Investitionen in den Infrastrukturausbau sind für beide Technologien bei geringen Fahrzeugbeständen bis zu einigen Hunderttausend nahezu gleich. Der Wasserstoff würde in diesem Zeitraum noch von der Industrie aus konventionellen Quellen bereitgestellt werden.

Es dürfte dann eine Übergangsphase folgen, während der die Erzeugung und Speicherung von grünem Wasserstoff mit Hilfe von Überschussstrom ausgebaut wird. Die Kosten für die dafür notwendigen Elektrolyseure treiben den Preis für den Wasserstoff in die Höhe. Gleichzeitig ermöglichen diese es, saisonale Überschüsse der erneuerbaren Energien in Form von Wasserstoff über längere Zeiten zu speichern, was mit der Batterietechnik alleine so nicht möglich ist.

„Elektroautos mit Batterie stellen in dieser Phase den kostenoptimalen Pfad dar, langfristig sind sie aber nicht optimal“, erklärt Martin Robinius. „Ab mehreren Millionen Fahrzeugen beginnt sich das Verhältnis umzukehren.“ Die Studie betrachtet eine Marktdurchdringung von bis zu 20 Millionen Fahrzeugen, was knapp der Hälfte des heutigen Bestands entspricht.

Dann sind die Investitionen in eine Ladesäulen-Infrastruktur mit rund 51 Mrd. € höher im Vergleich zur Wasserstoff-Infrastruktur (40 Mrd. €). Die Mobilitätskosten hingegen unterscheiden sich in diesem Stadium kaum. Sie liegen in beiden Fällen zwischen 4,5 und 4,6 Eurocent pro Kilometer.

Die Gesamtkosten seien in beiden Fällen deutlich geringer als Investitionen in anderen Infrastruktur-Bereichen. Die Studienautoren empfehlen daher, beide Pfade auszubauen. „Wir brauchen beide Infrastrukturen, und wir können sie uns auch leisten: Batterien und Wasserstoff schließen sich nicht gegenseitig aus. Und wir müssen so schnell wie möglich damit beginnen, sie beide aufzubauen. Darin liegt sicher auch eine große Chance für die Innovationsfreudigkeit in unserem Land der Ingenieure“, erklärt Institutsleiter Prof. Detlef Stolten.

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Batterien, die geladen werden müssen? Das sind Akkumulatoren, auch wenn der Volksmund das nicht...  lesen
posted am 05.02.2018 um 13:13 von FERGEHOF

@ Kommentar Behauptungen zum Wirkungsgrad....: Welchen Beitrag haben Sie gelesen? Die Studie vom...  lesen
posted am 01.02.2018 um 14:05 von Unregistriert

Es gibt eine ganze Reihe von Vorzügen die Wasserstoff gegenüber Batterien hat, die in diesem...  lesen
posted am 01.02.2018 um 13:54 von Unregistriert

Behauptungen zum Wirkungsgrad ( der echte Gesamtwirkungsgrad ist für alle Lösungen gleich-schlecht...  lesen
posted am 01.02.2018 um 12:01 von Unregistriert

Das Fazit Wir brauchen beide Infrastrukturen ... halte ich für falsch. Es würde ja bedeuten, dass...  lesen
posted am 01.02.2018 um 11:51 von Unregistriert


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