E-Mobilität schlägt Wasserstoffantrieb

Bei Kosten der CO₂-Reduzierung schneiden Batterieautos günstiger ab

Im Streit darum, ob Elektroautos oder Wasserstofffahrzeuge besser für die Umwelt seien, haben Forscher der Stanford University und der TU-München zu einer Entscheidung beigetragen: Sie untersuchten den jeweiligen finanziellen Aufwand für die CO₂-Reduzierung – mit dem Ergebnis, dass es preiswerter ist, mit E-Autos als mit Brennstoffzellenfahrzeugen den CO₂-Ausstoß zu verringern.

In puncto Umweltfreundlichkeit sind H₂-Autos ihren E-Konkurrenten zwar angeblich überlegen, denn sie emittieren lediglich Wasserdampf. Im Hinblick auf die Kosten der CO₂-Vermeidung haben die Münchner Markus F. Felgenhauer und Thomas Hamacher, sowie  Matthew A. Pellow und Sally M. Benson aus Stanford allerdings in ihrer im Journal „Energy“ publizierten Studie am Beispiel von Los Altos Hills in Kalifornien gezeigt, dass E-Mobilität unterm Strich billiger ist.

2035, so nahmen die vier Autoren an, würden dort 38 Prozent aller Autos mit Brennstoffzellen- oder Elektroantrieb fahren. Der für erstere benötigte Wasserstoff werde lokal mit Elektrizität aus Erneuerbaren Energien – also zu den geringstmöglichen Kosten – gewonnen. Überschüssiger Wasserstoff könne zur Erzeugung von Haushaltsstrom oder für die Heizung genutzt werden.

Der Abstract aus Energy

Batterie- und Brennstoffzellenfahrzeuge können den Einsatz kohlenstoffarmer Energiequellen in stationären Anwendungen und für den Transport erleichtern. Beispielsweise könnten ans Netz angeschlossene Batteriefahrzeuge Spitzenlastverschiebungen und kurzzeitige Elektrizitätsspeicherung ermöglichen. Die Wasserstoffinfrastruktur, die das Betanken von Brennstoffzellenfahrzeugen ermöglicht, könnte auch Sonnenenergiespitzen absorbieren und Wasserstoff ins Erdgasnetz einspeisen. Für die Studie wurde eine integrierte Analyse des kommunalen Energiesystems in verschiedenen Durchdringungsszenarien von Elektrofahrzeugen wird unter Verwendung eines linearen Kostenoptimierungsmodells durchgeführt. Das Modell ermittelte den kostenoptimalen Energieinfrastruktur-Mix in verschiedenen Penetrationsstufen, wobei stündliche Zeitreihen für die Stromerzeugung und den Energiebedarf der Gemeinschaft verwendet wurden. Die Optimierung berücksichtigte viele technische und wirtschaftliche Parameter und erhielt Ergebnisse für 2025 und 2035. Die Ergebnisse zeigen, dass sowohl Batteriefahrzeuge als auch Brennstoffzellenfahrzeuge die Gesamt-Kohlendioxidemissionen bescheiden reduzieren können. Das führst aber vor allem aufgrund der teuren Wasserstofferzeugungsinfrastruktur letztlich zu höheren Gesamtkosten. Batteriefahrzeuge sind daher eine kostengünstigere Wahl zur Reduzierung von CO₂-Emissionen – so die Studie.

[note Die Highlights der Studie

• Die Auswirkungen von Batterie- und Brennstoffzellen-Fahrzeugen auf das Energiesystem werden bewertet.
• Die Co-Vorteile von Wasserstoff im Energiesystem spielen nur eine untergeordnete Rolle.
• Batteriefahrzeuge sind ab 2025 konkurrenzfähig mit konventionellen Fahrzeugen.
• Brennstoffzellenfahrzeuge benötigen mehr als das Doppelte der elektrischen Energie wie Batteriefahrzeuge.
• Batteriefahrzeuge reduzieren CO₂-Emissionen zu niedrigeren Kosten als Brennstoffzellenfahrzeuge.]

Am Ende stellen batterie-elektrische Fahrzeuge jedoch die bessere Lösung dar. Um finanzielle mithalten zu können, müssten Brennstoffzellenfahrzeuge deutlich preiswerter sein als Elektroautos. Das Gegenteil ist aber derzeit und vermutlich auch noch in der näheren Zukunft der Fall. Auch die Verbrennung von Wasserstoff zum Heizen oder für die Stromerzeugung für Häuser wird sich aufgrund der hohen Kosten (jedenfalls vorerst) eher nicht durchsetzen.

->Quellen:

• news.stanford.edu/battery-electric-cars-better-choice-reducing-emissions-fuel-cell-vehicles
• mediatum.ub.tum.de/1324036
• sciencedirect.com