Maximilian Fichtner ist seit 2013 Professor für Festkörperchemie an der Universität Ulm und stellvertretender Direktor des Helmholtz-Instituts Ulm für Elektrochemische Energiespeicherung sowie Sprecher des Excellenzclusters Polis der Hochschulen Ulm und Karlsruhe.
WirtschaftsWoche: Herr Professor Fichtner, bevor Sie sich auf das Erforschen neuer Batterien spezialisiert haben, waren Sie zwölf Jahre lang in der Wasserstoffforschung tätig. Am Dienstag haben gleich mehrere Bundesminister in Berlin mit der Industrie über eine künftige Wasserstoffstrategie diskutiert. Vor allem Bundesverkehrsminister Andreas Scheuer betont die Rolle von Wasserstoff (H2) im Verkehr. Was halten Sie davon?
Fichtner: Ich bin ganz und gar nicht gegen Wasserstoff als Energiespeichermedium. Nur muss man ihn dort einsetzen, wo er auch Sinn ergibt – und das ist eher nicht im Pkw, sondern im stationären Bereich, als Speicher in der Stromversorgung für volatile Erneuerbare, und teilweise auch im Schwerlastverkehr oder bei Schiffen, und natürlich in der Industrie.
Viele wünschen sich auch mehr Förderung des Brennstoffzellen-Pkw. Was spricht dagegen?
Die sehr schlechte Energieeffizienz well-to-wheel – also von der Primärenergiequelle bis zum Antriebsrad des Autos. Damit Wasserstoff CO2-neutral hergestellt werden kann und damit dem Klima nutzt, muss man ihn mit Erneuerbarem Strom aus Wasser gewinnen. Dabei geht viel Energie verloren. Derzeit hat der Verkehr in Deutschland einen jährlichen Energiebedarf von etwa 770 Terawattstunden. Dabei werden Benzin und Diesel in Verbrennungsmotoren bei einem Wirkungsgrad von etwa 20 bis 25 Prozent verbrannt. Bei einer Flotte mit reinen Wasserstoff-Antrieben wie der Brennstoffzelle bräuchte man wegen des schlechteren Gesamtwirkungsgrades bis zu 1000 Terawattstunden. Das Elektroauto ist um ein Mehrfaches effizienter: Eine rein elektrische Flotte mit Batteriefahrzeugen käme mit rund 200 Terawattstunden Energie pro Jahr aus. Das beinhaltet neben dem Fahren die Stromspeicherung und den Transport.
Warum verliert man in der Wasserstoffkette so viel Energie?
Bei der Herstellung aus Wasser und elektrischem Strom schafft man mit einem guten Elektrolyseur etwa 60 Prozent Wirkungsgrad. Das heißt 40 Prozent des knappen, teuren grünen Stroms sind schon mal bei der H2-Gewinnung weg. Danach muss der Wasserstoff für den Transport sehr stark komprimiert werden, wobei weitere 20 Prozent der Energie verloren gehen, die man ja zum Fahren nutzen möchte. An der Tankstelle verliert man noch einmal 30 bis 50 Prozent der Energie. Das taucht übrigens in den Studien zur Brennstoffzellentechnik oft gar nicht auf.
Danach hat man nochmal 50 Prozent Verlust in der Brennstoffzelle. Am Ende bleiben circa 15 Prozent der eingesetzten Energie übrig, um die Räder anzutreiben. Beim E-Auto sind es über 70 Prozent. Deshalb muss man diese Methode eher sparsam einsetzen. Zum Beispiel dort, wo eine Batterie nicht die geforderte Energiemenge mitbringen kann, also etwa im Langstrecken-Lkw.
Viele Befürworter argumentieren, das Batterieauto sei nicht langstreckentauglich, weil es zu lange dauere, unterwegs zu laden.
Mittlerweile haben viele Batteriefahrzeuge schon Reichweiten über 400 Kilometer. Wir laden bereits mit hohen Leistungen von bis zu 250 Kilowatt, womit Sie in wenigen Minuten einige hundert Kilometer Reichweite nachladen können. Und: Auch beim Wasserstoff geht es nicht ganz so schnell, wie immer behauptet wird.
Das Tanken selbst geht zwar in fünf Minuten vonstatten. Aber die Zapfstelle braucht nach jedem Brennstoffzellenauto 15 bis 20 Minuten, um die nächste Tankung vorzubereiten. Sie muss intern einen Druck- und Temperaturabgleich machen.
