© Karl-Heinz Tetzlaff

Der kleinen Gemeinde der Brennstoffzellenforscher war schon in den 80-ger Jahren klar geworden, dass die Energieversorgungsunternehmen die dezentrale Stromerzeugung durch Brennstoffzellen mit allen Tricks sabotieren werden. Daher setzte man große Hoffnungen auf die Automobilindustrie. Zu dieser Zeit standen die Autofirmen aus Umweltschutzgründen unter starkem öffentlichen Druck. Dieser Druck ging insbesondere von Kalifornien aus. Wer bis 1998 nicht in der Lage war, 10% seiner Autos als Nullemissionsfahrzeuge (ZEV) zu verkaufen, durfte überhaupt keine Autos nach Kalifornien verkaufen. Da das nach Lage der Dinge nur Brennstoffzellenfahrzeuge sein konnten, wurde bei einigen Automobilfirmen auch ernsthaft an der Entwicklung gearbeitet. Inzwischen haben die weltweit tätigen Autokonzerne die kalifornischen Gesetze mit Hilfe der Ölmulties vom Tisch gefegt. Jetzt muss niemand mehr, deshalb tut es auch niemand (ernsthaft) mehr - bis auf die Japaner. Man darf gespannt sein, wie lange das gut geht. Die deutsche Automobilindustrie wird in ihrem Nichtstun von der deutschen Regierung unterstützt.

Nach dem Scheidungsprozess DaimlerChrysler im Jahre 2007, sind nun ganz andere Töne von Daimler zu vernehmen: Der Entwicklungsleiter gibt nun zu Protokoll: “Ein sanfter Durck wäre angemessen. Nehmen Sie die Gesetzgebung in Kalifornien, die uns Automobilhersteller dazu verpflichtet, einen bestimmten Anteil von Nullemisionsfahrzeugen anzubieten, damit wir in diesem US-Bundestaat überhaupt Autos verkaufen dürfen. Ich verstehe nicht, warum man analoge Regelungen nicht für die Energiewirtschaft einführt. Diese müsste dann pro verkaufter Tonne Benzin und Diesel eine bestimmte Menge an Wasserstoff anbieten.” Der Entwicklungsleiter ist auch zuversichtlich, dass der Brennstoffzellenantrieb schon bei der ersten Kleinserie 2015 mit dem Diesel konkurrieren kann. Das alles sind sensationelle Aussagen, die aber bisher in der deutschen Wirklichkeit nicht angekommen sind.

Als Antwort auf dem, von den EVU’s losgetretenen HYPE zur Einführung von Batterieautos wurde am 10. September 2009 von führenden Unternehmen der Branche ein “Memorandum of Understandig” unterzeichnet, das die Schaffung einer Wasserstoff-Infrastruktur für Brennstoffzellenfahrzeuge vorsieht. Partner dieser “H2 Mobility” sind Daimler, EnBW, Linde, OMV, Shell, Total, Vattenfall und die NOW GmbH.

Damit keine falschen Hoffnungen geweckt werden: bei “H2 Mobility” geht es um die Verteilung von “schwarzem” Wasserstoff. Eine Antwort darauf, wie der viele Wasserstoff nachhaltig erzeugt werden solle, haben die Partner bis jetzt nicht gegeben. Ohne eine solche Antwort ist die Errichtung einen H2-Infrastruktur jedoch unsinnig.

Auf dieser Seite werden die technischen und ökonomischen Aspekte nachfolgend so behandelt als gäbe es diese industriepolitischen Absichtserklärungen und Implikationen nicht, denn die vielen Konzepte und Erklärungen sind in sich nicht schlüssig.

Es gibt eine Reihe von Gründen, den Verbrennungsmotor zu ersetzen:

• Umweltschutz
• Klimaschutz
• Strategie “weg vom Öl”
• Ökonomie
• Komfort

Für den Autofahrer sind drei Punkte besonders wichtig: Autopreis, Komfort und Treibstoffkosten. Zunächst einmal soll der Fertigungsaufwand für einen herkömmlichen Antrieb und einen Antrieb mit Brennstoffzellen anschaulich gemacht werden.

Zum Antrieb eines herkömmlichen Fahrzeuges braucht man einen Verbrennungsmotor (Linkes Bild) und ein Getriebe (rechtes Bild). Um die Antriebe vom Komfort her gleich zu behandeln, ist auf der rechten Seite ein Automatikgetriebe dargestellt. Die Kraftübertragung zu den Rädern erfordert ferner eine Gelenkwelle mit Kardan-Getriebe. Wenn man es nicht besser wüsste, hätte man den Eindruck, diese filigrane aufwändige Technik könnte eine Privatperson nie bezahlen.

Zu einem Brennstoffzellenantrieb gehört die Brennstoffzelle und ein Elektromotor. Ein Getriebe ist nicht erforderlich, wenn die Elektromotoren in die Naben integriert werden. Der Brennstoffzellenblock (Stack) besteht im Wesentlichen aus zwei Teilen. Das ist die mit Edelmetall beschichtete Membran (MEA) und die Bipolarplatte. Die Bipolarplatte ist ein einfaches kohlenstoffhaltiges Spritzgussteil oder ein geprägtes Blech. Links im Bild sieht man die MEA zwischen zwei Bipolarplatten liegend. Die MEA kommt als industrieüblicher Prozess  “von der Rolle”. Ein Elektromotor ist an Symplizität kaum noch zu übertreffen. Erste Wahl ist ein permanent erregter Sychronmotor. Dieser ist am Rotor mit Dauermagneten bestückt. Beide Antriebskomponenten sind für eine Massenfabrikation wie geschaffen.

Der aus der Anschauung gewonnene richtige Eindruck, dass Brennstoffzellenantriebe mit geringerem Aufwand anzufertigen sind, kann auch mit Zahlen belegt werden.

Die Kosten der konventionellen Antriebe stammen vom Verband der europäischen Automobilindustrie und gelten für schlichte Standardantriebe, die also nicht den Komfort eines Brennstoffzellenantriebes besitzen. Trotzdem sind die Kosten mit 61 bzw. 81 €/kW Leistung für konventionelle Antriebe deutlich höher als für Brennstoffzellenantriebe mit 23 €/kW.

Das herausragende Komfort-Merkmal eines Brennstoffzellenantriebes ist die ruckfreie kraftvolle Beschleunigung. Natürlich werden die Hersteller alles das anbieten, was das Leben mit dem Auto angenehm macht, denn edle Elektroenergie ist reichlich vorhanden, auch wenn das Fahrzeug nur herumsteht.

Auch in Bezug auf die Kraftstoffkosten geht der Brennstoffzellenantrieb siegreich hervor. Das liegt weniger am Preis für den Kraftstoff als vielmehr an der höheren Effizienz des Antriebes. So verbraucht das künftige Brennstoffzellenfahrzeug (nach 2020) ca. 0,26 kg Wasserstoff je 100 km, was etwa einem Benzinäquivalent von 1 Liter/100 km entspricht. Die Treibstoffkosten betragen voraussichtlich 0,42 €/100 km (mit Mehrwertsteuer aber ohne Mineralölsteuer). Da wird der Finanzminister Stilaugen bekommen! Bei dem Auto handelt es sich nicht um eine “rollende Verzichtserklärung”, sondern um eine Limosine mit über 200 km/h Spitze. Mit einem 100 Liter Drucktank (700 bar) fährt das Auto dann 1500 km weit (NEFZ). Autobahnraser tun aber gut daran, nach 300 km mal auf die Tankanzeige zu schauen.

Der Antrieb über die Brennstoffzelle ist also trotz längerer Energiekette effizienter. Die Werte gelten für Pkw gemäß NEFZ (Neuer Europäischer Fahr-Zyklus). Die obere Zeile betrifft die heutige Flotte, die untere Zeile künftige Brennstoffzellenantriebe mit Unterschieden im Design und Grad der Elektrifizierung. Wirkungsgrade haben hier nichts mit Physik zu tun, sondern mit einer willkürlichen Definition der Automobilindustrie. Sportliche Fahrer im Stadtverkehr können mit Energierückgewinnung durchaus 300% ihres persönlichen Fahrzyklus erreichen.

Unter Federführung von General Motors (GM) haben führende Automobilfirmen zusammen mit der Ölindustrie “nachgewiesen”, dass Brennstoffzellenantriebe (FC) hinsichtlich des Primärenergieverbrauchs kaum besser sind als gute herkömmliche Antriebe. Es lohne sich also nicht, so die Aussage der Studie, neue Antriebe mit komplett neuer Infrastruktur zu entwickeln. Das ist eine riskante Behauptung, weil jeder Student ab dem 1. Semester diese Behauptung widerlegen kann. Die wissenschaftlichen Formeln zur Berechnung des Neuen Europäischen Fahrzyklus (NEFZ) sind bekannt und die Daten für künftige Brennstoffzellen-Antriebe (nach 2010) öffentlich zugänglich. Sie sind sogar von der US-Regierung (DOE) abgesegnet. GM hält Berechnungsmethoden und Daten dagegen so geheim, dass noch nicht eimal die beteiligten Gutachter-Institute sie kennen.

Das Balkendiagramm zeigt mit “Benzin” und “FT-Treibstoff” den Energieverbrauch eines künftigen, stark verbesserten Antriebes um 2010. Die Daten sind der o. g. GM-Studie entnommen. Da Deutschland offenbar von seinen Erfindern Fischer und Tropsch (FT) nicht viel hält, hat sich neben dem Begriff “FT-Treibstoff”, der amerikanische Name BTL (Biomass to Liquid) eingebürgert. FT klingt wohl zu sehr nach Ersatztreibstoff aus Kohle in Krieg und Not. Die Primärenergie für den Wasserstoffantrieb ist ebenfalls Biomasse. Bei Benzin ist die Primärenergie Erdöl.

Nachdem die vereinigte Auto-und-Öl-Industrie in der o. g. Studie einen Brennstoffzellenantrieb abgelehnt hat, weil damit keine nennenswerte Einsparung an Primärenergie zu erreichen sei, setzt diese Industrie nun voll auf BTL - mit dem doppelten Primärenergieverbrauch! So ist das also, wer die Macht hat, braucht  sich um die Wahrheit nicht zu kümmern. Macht bedeutet heute auch Meinungsführerschaft.

An sich ist gegen interessengeleitete Studien nichts zu sagen. Öffentliche Geldgeber sollten aber nicht darauf hereinfallen. Mit der Forcierung des flüssigen Treibstoffes aus Biomasse steht nichts Geringeres auf dem Spiel als der Verlust der Technologieführerschaft der deutschen Automobilindustrie bei den künftgen Brennstoffzellenantrieben. Was das heißt, kann Ihnen auch “der kleine Mann von der Straße” sagen.

Die Nutzung von BTL ist auch eine unzeitgemäße Energieverschwendung. Lediglich 7% der Primärenergie werden genutzt. Würde man das Holz statt dessen verbrennen, würden ein Wirkungsgrad von 70-90% erreicht werden. Die Umstellung einer Heizung von Öl auf Holz wäre also so lange sinnvoller bis der letzte Tropfen Heizöl verbrannt ist.

Die solare Wasserstoffwirtschaft mit Biomasse erfüllt nicht nur alle ökonomischen Anforderungen, sie erfüllt auch gleichsam nebenbei die Forderung nach Nachhaltigkeit sowie nach vollem Umwelt- und Klimaschutz.

Bio-Wasserstoff ist auch eine Strategie “weg vom Öl”. Damit würde ein gewaltiges Konfliktpotential aus der Welt geschafft.

Batterieantrieb:

Die EVU’s haben einen neuen Partner entdeckt mit dem sie die unstete Einspeisung von Solarstrom kompensieren könnten: Die Batterieautos. Diese werden als ideale Stromspeicher betrachtet, um Angebot und Nachfrage im Netz auszugleichen. Gegen diese Umarmung kann sich die Autobranche nicht wehren, und das ist auch gut so, denn Batteriefahrzeuge passen ebenso zur Wasserstoffwirtschaft wie Brennstoffzellenfahrzeuge. Batteriefahrzeuge sind als Zweit- oder Firmenauto für Kurzstrecken genau richtig, um den Stromüberschuss in einer Wasserstoffwirtschaft sinnvoll zu nutzen.

Die nachfolgende Abbildung ist geeignet, die verschiedenen Antriebsarten in ihrer jeweiligen Effizienz je Hektar Ackerfläche in Relation zueinander zu stellen.

Die Darstellung zeigt eindrucksvoll die Überlegenheit von Elektroantrieben. Zu beachten ist, dass Batteriefahrzeuge nicht so überlegen sind, wie das hier dargestellt ist, denn die Heizenergie im Winter frist den Vorteil gegenüber Brennstoffzellenfahrzeugen wieder auf. Auch wird bei der Darstellung vorausgesetzt, dass der Strom aus Kraft-Wärme-Kopplung getankt wird. Treffen diese Voraussetzungen nicht zu, sinkt die Reichweite von Batteriefahrzeugen auf ein Viertel

Der Wissenschaftliche Beirat der Bundesregierung Globale Umweltveränderungen (WBGU) hat empfohlen, flüssige Treibstoffe aus dem Förderkatalog zu streichen. Dem ist ist nichts hinzuzufügen.