Brennstoffzellen, die aus Wasserstoff oder Erdgas Strom und Wärme erzeugen, werden seit Jahren als die Zukunftstechnik für Verkehr und Energieversorgung gehandelt. Manche Experten wie Jeremy Rifkin rufen gar den Beginn einer Wasserstoffwirtschaft aus. Demnach könnte grüner Strom in Wasserstoff umgewandelt werden, der dann Autos antreibt oder Gebäude beleuchtet und heizt. Das flüchtige Gas würde also sowohl Öl und Kohle ersetzen.
Das Charmante an der Idee: Wasserstoff lässt sich im Erdgasnetz in rauen Mengen speichern. Damit würden ganz nebenbei auch Solaranlagen und Windparks grundlastfähig. Das bedeutet: Scheint viel Sonne und weht viel Wind wird ein Teil des Stroms in Elektrolyseuren zu Wasserstoff gemacht. Der kann am Abend und bei Flaute wieder verstromt werden.
Kritiker bemängeln schon lange, dass das Verfahren zu viel Strom vergeudet. Denn betrachtet man den gesamten Zyklus von Strom zu Wasserstoff zu Strom und Wärme bleiben am Ende nur rund 30 bis 50 Prozent der ursprünglichen Strommenge übrig. Die Antwort der Verfechter des Wasserstoffs: Bevor der überflüssige grüne Strom verloren geht, kann man ihn auch mit Verlust in Wasserstoff umwandeln.
Und tatsächlich: Autohersteller wie Daimler sind davon überzeugt, dass Wasserstoff aus grünem Strom in einigen Jahren konkurrenzfähig zu Benzin und Diesel werden kann. Ohne Steuern und Abgaben ist Wasserstoff das heute schon – vor allem in Regionen wie Südtirol, die über reichlich günstige Wasserkraft verfügen.
So weit und so gut die Theorie und ansatzweise auch die Praxis. Nun bekommt die Wasserstoffeuphorie aber aus eher unerwarteter Richtung einen Dämpfer. Nämlich bei den Kosten für Brennstoffzellen. Heute sind diese sowohl für den Einsatz in PKW und Häusern zu teuer – mit zunehmender Produktionszahlen, so sagen die Hersteller, würden diese aber zunehmend günstiger.
Eine neue Studie der US-Technologieberatung Lux Research sieht das - zumindest bis 2030 - nicht bestätigt. In diesem Jahr liege der weltweite Umsatz mit der Brennstoffzellentechnik gerade mal bei drei Milliarden Dollar. Der Grund dafür sind aber nicht die hohen Kosten oder Energieverluste bei der Herstellung von Wasserstoff – die machen nur rund ein Drittel der Gesamtkosten beim Einsatz der Technik aus. Vielmehr sind die Brennstoffzellen selbst zu teuer.
„Die Wasserstoffinfrastruktur und -Herstellung ist nicht die größte Hürde auf dem Weg zu einer Wasserstoffwirtschaft“, schreibt der Lux-Analyst Brian Warshay. Und weiter: „Außer für Nischenanwendungen bleiben die Investitionskosten für Brennstoffzellen schlicht zu hoch.“ Im Bereich Mobilität kämen sie zum Beispiel am ehesten für Industriefahrzeuge wie Gabelstapler in Frage.
Damit trübt sich auch eine weitere Hoffnung der Brennstoffzellen-Befürworter ein. Sie setzen auf fallende Gaspreise in den USA, um die Technik konkurrenzfähig zu machen. Aber auch die könnten die hohen Kosten für die Brennstoffzellen nicht wettmachen, sagt Warshay. Derzeit sind Brennstoffzellen für die Heimanwendung, zum Beispiel in Japan, hochsubventioniert. Bei serienproduzierten PKW rechnen die Hersteller mit einem Aufpreis von mehreren tausend Euro für ein Brennstoffzellenfahrzeug.
Nachtrag vom Dienstag 15. Januar:Da es einige Nachfragen zu Details der Lux-Studie gab, hier die Grundlagen für die Berechnung des Leitautors Brian Warshay. In einer Email schreibt er: "Selbst wenn die Kosten für Brennstoffzellen bis 2030 einen Preis von 47 Dollar je Kilowatt Leistung erreichen, wie es das US-Department of Energy (DOE) annimmt, genügt das nicht, um den Markt aufzurollen. Wir gehen allerdings nicht davon aus, dass Brennstoffzellen so günstig werden." Das DOE geht ab einer Fertigungszahl von 500.000 Fahrzeugen jährlich davon aus, dass dieses Preisniveau erreicht wird. Werden weniger Autos produziert, steigert das auch die Kosten für die Brennstoffzellen.
Und das ist laut Warshay der Grund: Knackpunkt aller Aussagen über die künftigen Kosten von Brennstofzellen sind also die Produktionszahlen - logisch, denn das gilt für die meisten anderen Technologien auch. In seinem Computermodell springen die Verkäufe der Fahrzeuge aber nur auf eine Zahl von rund 140.000 produzierten PKW, wenn der Preis für Wasserstoff pro Kilogramm bei sechs Dollar liegt - was extrem niedrig ist - und die Kosten für die Brennstoffzellen bei 50 Dollar pro Kilowatt Leistung. Also selbst in diesem, theoretischen Fall, steigen die Absätze nicht über 500.000 Fahrzeuge (das deckt sich übrigens mit den Annahmen mehrerer Studien zu dem Thema). Skalierungseffekte treten also kaum ein.
Hier noch eine Grafik aus der Lux-Studie, wie sich die Produktionszahlen mit den verschiedenen Parametern entwickeln. Man beachte hier allerdings auch den sehr hohen Ölpreis, der das Szenario eher günstig erscheinen lässt:
