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Technik-Mythos: Wasserstoff revolutioniert die Energieversorgung

Wasserstoff gilt als grüner Energieträger, da er sich mit überschüssigem Ökostrom herstellen lässt. Dabei geht jedoch sehr viel Energie verloren.

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Wasserstoff-Brennstoffzelle von Toyota.

(Bild: Joseph Brent / Flickr / cc-by-sa-2.0)

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Als der US-Bestsellerautor Jeremy Rifkin vor fünfzehn Jahren die "Wasserstoff-Revolution" ausrief, setzte er eine interessante Vision in die Welt: Brennstoffzellen werden eines Tages die Macht der Energiekonzerne brechen. In den kleinen Kraftpaketen reagiert Wasserstoff mit Sauerstoff zu Wasser. Dabei entstehen Strom und Wärme. Brennstoffzellen, so die Hoffnung Rifkins, machen Haushalte und Unternehmen energieautark. Und im Verkehr könnten sie das Speicherproblem der Elektroautos lösen: Mit einer Tankfüllung Wasserstoff erzeugen Brennstoffzellen sauberen Strom für mehrere Hundert Kilometer Fahrstrecke. Wasserstoff werde die "Tür in ein neues Energiezeitalter aufstoßen", schwärmte Rifkin.

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Toyota, Honda und Hyundai haben diese Tür nun einen kleinen Spalt geöffnet, indem sie erste Brennstoffzellenautos auf den Markt gebracht haben. Zudem gründeten dreizehn Unternehmen Anfang des Jahres unter großer medialer Aufmerksamkeit ein Hydrogen Council, um die Technologie endlich marktreif zu machen.

Doch wo soll der Wasserstoff für Rifkins Revolution eigentlich herkommen? Zwar ist er unter allen chemischen Elementen des Universums mit großem Abstand am häufigsten zu finden. Er tritt jedoch kaum in reiner Form auf, sondern ist in der Regel an andere Elemente gebunden. Genau das ist der Knackpunkt: "Man muss große Mengen an Energie aufwenden, um Wasserstoff zu gewinnen", sagt Ulf Bossel, einst Gründer der renommierten Konferenzreihe European Fuel Cell Forum und nun vehementer Kritiker der Wasserstoffwirtschaft.

Heute wird Wasserstoff meist mithilfe einer sogenannten Dampfreformierung erzeugt. Dabei hilft zugeführte Wärme dem Wasserstoff auf die Sprünge, sodass er sich aus Kohlenwasserstoffen, in der Regel Erdgas, herauslöst. Ein durchaus bewährtes Verfahren – allerdings steht es wegen der nötigen Wärme und der Kohlenwasserstoffe als Ausgangsmaterial nicht gerade für den Aufbruch in ein neues, klimafreundliches Energiezeitalter.

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Die Hoffnungen vieler Experten aus Wissenschaft und Wirtschaft ruhen daher auf der Elektrolyse: Wasser wird quasi unter Strom gesetzt, um die Verbindung von Wasserstoff und Sauerstoff zu knacken. Der Charme des Power-to-Gas-Konzeptes liegt darin, dass sich dafür überschüssiger Wind- und Solarstrom nutzen lässt. Der so erzeugte Wasserstoff ist also kohlendioxidneutral. Und obendrein wäre ein so dringend benötigter Stromspeicher für Windkraft und Photovoltaik gefunden.

Im Verkehr sieht sich die Brennstoffzelle allerdings einem mächtigen Konkurrenten gegenüber: dem Batteriespeicher. Denn im Vergleich hat der Wasserstoff gravierende Nachteile. Sollen Brennstoffzellen-Fahrzeuge wirklich in großem Stil die Straßen erobern, setzt das eine neue Infrastruktur voraus, beginnend mit den Elektrolyseuren bis hin zu den Tankstellen. Sein Elektroauto kann der Fahrer dagegen an jeder Steckdose mit Netzstrom laden.

Hinzu kommt ein zweites großes Manko: Das Wasserstoffkonzept ist alles andere als effizient. Laut einer Studie des Öko-Instituts aus dem Jahr 2013 liegt der Wirkungsgrad konventioneller Elektrolyseure bei lediglich 62 bis 70 Prozent. Weitere Energie geht durch Speichern und Transport verloren. Nach Berechnungen des Öko-Instituts sinkt der Wirkungsgrad um weitere zwanzig Prozentpunkte, wenn Lastwagen den Wasserstoff an die Tankstellen bringen. Und auch die Brennstoffzelle selbst, die aus dem Wasserstoff wieder den erwünschten Strom gewinnt, frisst Energie. Ihr Wirkungsgrad beträgt lediglich rund sechzig Prozent. Über die gesamte Prozesskette betrachtet kommt also nur ein Viertel bis ein Drittel der Solar- oder Windenergie im Motor an. Bei batteriebetriebenen Elektroautos sind es dagegen mehr als neunzig Prozent. Es wären also gewaltige Mengen an Grünstrom nötig, um Rifkins Vision Wirklichkeit werden zu lassen.

(jle)