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Studie vergleicht Treibhausgas-Emissionen von Batterie- und Wasserstoff-Fahrzeugen

Bilder: Hyundai & H2 Mobility

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Forscher des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) haben in einer von dem Wasserstoff-Infrastruktur-Unternehmen H2 Mobility Deutschland beauftragten Studie einen Lebenszyklus-Vergleich von Fahrzeugen mit Elektro- und Brennstoffzellen-Antrieb durchgeführt. Letztere erzeugen mit Wasserstoff Strom für E-Motoren, die eingesetzten Batterien fallen daher kleiner als bei rein akkubetriebenen Stromern aus.

Die Studie beleuchtet die Treibhausgas-Emissionen (THG) bei Herstellung, Betrieb und Entsorgung von Batterie- und Brennstoffzellen-Fahrzeugen mit Reichweiten ab 300 Kilometer für die Zeiträume 2020-2030 und 2030-2040. Für die Erzeugung des Stroms und Wasserstoffs werden verschiedene Szenarien untersucht: Im Idealfall kommt der Strom für die Batterie-Fahrzeuge aus einer Photovoltaik-Anlage, während der deutsche Strommix den ungünstigsten Fall darstellt.

Für die Bereitstellung von Wasserstoff werden beispielsweise die Erzeugung in einer Elektrolyse mit Windstrom („Best Case“) sowie die Erdgasdampfreformierung („Worst Case“) zugrundegelegt. Darüber hinaus werden beide Technologien mit einem Pkw verglichen, der fossilen Dieselkraftstoff nutzt.

Das Ergebnis der Fraunhofer-Analyse: Bei 150.000 Kilometer Laufleistung liegen laut den Forschern selbst im Worst-Case-Szenario die THG-Emissionen des Brennstoffzellen-Fahrzeugs unter denen vergleichbarer Batteriefahrzeuge mit 90-kWh-Energiespeicher, die mit dem deutschen Strommix angetrieben werden. Fossil betriebene Dieselfahrzeuge weisen höhere THG-Emissionen auf.

Grafik von H2 Mobility zur Fraunhofer-Studie

„Die Studie zeigt auch, dass sich Batterie- und Brennstoffzellen-Fahrzeuge in idealer Weise ergänzen. Für große Reichweiten sind Brennstoffzellen-Fahrzeuge klimafreundlicher und für geringe Reichweiten Batteriefahrzeuge“, kommentiert Dr. Christopher Hebling, Bereichsleiter Wasserstoff-Technologien am Fraunhofer ISE, die Ergebnisse. Im Zeitraum 2020-2030 hätten Brennstoffzellen-Fahrzeuge den Berechnungen nach zum Beispiel einen besseren THG-Fußabdruck als Batterie-Fahrzeuge mit einer Batteriekapazität größer als 45 kWh.

„Über die Studie hinaus sehen wir weiteren Forschungsbedarf“ merkt Projektleiter Dr. André Sternberg an. „Zum Beispiel zur Nutzung synthetischer Kraftstoffe, die aus Wasserstoff aus erneuerbaren Energien sowie CO2 produziert werden, zu Second-Life-Aspekten oder zu den Auswirkungen auf Flächen- und Wasserverbrauch.“

„Das Ergebnis der Studie ist eindeutig“

H2 Mobility erklärte in einer Mitteilung zu der jetzt veröffentlichten Studie: „Das Ergebnis der Fraunhofer Studie zum Lebenszyklus-Vergleichs von Elektrofahrzeugen mit höherer Reichweite ist eindeutig: Ab einer Reichweite von 250 Kilometer sind Pkw mit Wasserstoff und Brennstoffzelle (FCEV) klimafreundlicher als Batteriefahrzeuge (BEV). Der entscheidende Faktor ist der wesentlich größere CO2-Rucksack, den Batterieautos durch die Produktion der Batterie tragen müssen.“

Die Studie sei ein Beleg dafür, dass sich Batterie und Wasserstoff ergänzen. „Fahrzeuge mit mittleren bis kleineren Batterien (< 50 kWh Speicherkapazität) und Reichweiten bis 250 Kilometer senken die Emissionen im Verkehr. Für höhere Reichweiten haben Brennstoffzellen-Fahrzeuge aus Sicht des Klimaschutzes zunehmende Vorteile“, so H2 Mobility. Für Batterie wie Wasserstoff gelte: „Je grüner die Energiequelle, desto besser die Umweltbilanz.“

Das Ziel von H2 Mobility ist der flächendeckende Aufbau einer Wasserstoff-Infrastruktur zur Versorgung von Brennstoffzellen-Pkw. In einem ersten Schritt ist bis 2019 der Betrieb von 100 Wasserstoff-Stationen in deutschen Ballungszentren sowie entlang der verbindenden Fernstraßen und Autobahnen geplant. Mit dem Hochlauf der Fahrzeugzahlen sollen weitere 300 Stationen folgen. H2 Mobility übernimmt dabei alle operativen Aufgaben, darunter Netzplanung, Genehmigung, Beschaffung, Errichtung und Betrieb.

Hinter H2 Mobility stehen die Firmen Air Liquide, Daimler, Linde, OMV, Shell und Total. „Beraten und begleitet“ wird die Unternehmung von den Partnern BMW, Honda, Hyundai, Toyota und Volkswagen sowie von der NOW GmbH Nationale Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie. H2 Mobility erhält zudem Fördermittel durch das Bundesministerium für Verkehr und Digitale Infrastruktur (BMVI) sowie von der Europäischen Kommission.

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