Wasserstoff: Die Lösung aller Antriebs-Probleme beim Auto?

 

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01.07.2020 09:39  Aktualisiert: 01.07.2020 09:39
Der Experte Timm Koch plädiert im großen DWN-Interview für das Auto mit Brennstoffzellen-Antrieb, der auf Wasserstoff basiert.
Wasserstoff: Die Lösung aller Antriebs-Probleme beim Auto?
Der Motor eines "Hyundai Nexo" mit Brennstoffzellen-Antrieb auf Wasserstoff-Basis. (Foto: dpa)

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Pkw-Verbrennungsmotoren stehen unter medialem und gesellschaftlichem Dauerbeschuss – früher oder später werden die Autobauer eine Alternative für sie finden müssen. Doch welche? Batterie-Autos allein werden sie beim jetzigen Stand der Technik nicht ersetzen können. Einen möglichen Ausweg weist Timm Koch: Der Technikbuch-Autor plädiert im großen DWN-Interview für Brennstoffzellen-Antriebe auf Wasserstoff-Basis.

Deutsche Wirtschaftsnachrichten: Wie groß ist das Potential von Brennstoffzellen als Pkw-Antriebstechnologie?

Timm Koch: Moderne PEM-Brennstoffzellen (Polymerelektrolyt-Membran) sind extrem vielseitig verwendbar. Ihre Einsatzmöglichkeiten als Energielieferant reichen vom Smartphone über Laptops bis hin zu Panzern oder ganzen Kraftwerken.

Wasserstofftechnologie ist in der Lage, die unendlichen Energien von Sonne, Wind und Wasser langfristig zu speichern und relativ einfach transportabel zu machen. Bei ihrem Einsatz entsteht am Ende lediglich H2O, also Wasser. Ihre Effizienz wird ständig gesteigert. Wasserstoff ist also das Schlüsselelement zur Dekarbonisierung unserer Wirtschaft. Allein unter diesen Gesichtspunkten ist es nur folgerichtig, ihn auch auf dem Pkw-Markt zu etablieren. Aber auch rein praktisch hat der Wasserstoff-generierte Brennstoffzellen-Antrieb gegenüber Batterien die Vorteile der schnelleren Betankung, der größeren Reichweite und des wesentlich geringeren Gewichts. Abgesehen davon ist die Etablierung einer Lade-Infrastruktur für Batterieautos, die von ihren Eigentümern mangels Garage auf der Straße geparkt werden müssen – also der absolute Löwenanteil unserer Fahrzeugflotte – eine technische und finanzielle Herausforderung, die sehr schwer zu stemmen ist. Das bestehende Tankstellennetz zu nutzen, um der breiten Masse H2 als Treibstoff verfügbar zu machen, erscheint mir in dieser Hinsicht wesentlich einfacher zu realisieren.

Hinzu kommt die Umweltproblematik bei der Herstellung der Batterien, die Schwierigkeiten bei ihrem Recycling und den Giften, die im Brandfall in Verbindung mit Löschwasser freigesetzt werden. Natürlich ist auch ein Wasserstoff-Feuer eine ziemlich heiße Angelegenheit. Doch da H2 leichter als Luft ist, entweicht dieses Feuer strahlförmig nach oben und ist dadurch sogar weniger gefährlich als eine in Brand geratene Diesel- oder Benzinlache.

Deutsche Wirtschaftsnachrichten: Welche technischen Herausforderungen müssen die Hersteller meistern, um konkurrenzfähige Brennstoffzellen-Pkw anbieten zu können?

Timm Koch: Momentan stehen die Zeichen auf Brennstoffzellen-Pkw, die ihren Wasserstoff aus einem 700-bar-Drucktank beziehen. Die Dichtigkeit dieser Tanks war lange Zeit ein ungelöstes Problem, das jedoch durch Verbundmaterialien gelöst werden konnte. Im Inneren bestehen diese Tanks aus Aluminium oder Polyethylen. Außen sind sie durch Kohlenstoff beziehungsweise Glasfasern verstärkt. Zudem beteiligen sich Hersteller wie beispielsweise Mercedes-Benz an der Tankstellen-Logistik. Hier wird H2 auf circa -274°C heruntergekühlt, also bis knapp an das absolute Temperatur-Minimum. So erhofft man sich, das Henne-Ei-Problem (ohne Tankstellen keine Fahrzeuge – ohne Fahrzeuge keine Tankstellen) lösen zu können. Dieser tiefgekühlte „Cryo“-Wasserstoff kommt bereits seit langem bei der Ariane-Rakete zum Einsatz. Es handelt sich also im besten Sinne des Wortes um „rocket-technology“. Konkurrenzfähig wird diese Technik erst, wenn die industrielle Großfertigung mit den entsprechenden Stückzahlen anläuft.

Deutsche Wirtschaftsnachrichten: Sind in Zukunft weitere technische Durchbrüche bei den Brennstoffzellen zu erwarten?

Timm Koch: Ob die besagte Raketentechnologie sich am Ende durchsetzen wird, halte ich für fraglich. Allein das Engagement von Shell auf diesem Sektor macht mich misstrauisch. Shells Kerngeschäft besteht ja aus Erdöl und Erdgas. Es besteht die Gefahr, dass auf absehbare Zeit nur reiche Hochtechnologiestandorte wie Deutschland sich den Umstieg auf eine Wasserstoffwirtschaft wird leisten können, während der Rest der Welt weiter im fossilen Zeitalter verharrt.

Sehr vielversprechend ist in dieser Hinsicht der Ansatz des Erlanger Wissenschaftlers Professor Peter Wasserscheid mit seinem LOHC (Liquid Organic Hydrogen Carrier). Hier wird H2 chemisch per Katalyse in ein Wärmeträgeröl eingelagert. Diesen Vorgang nennt man Hydrierung. Margarine etwa ist nichts Anderes als Pflanzenöl, das mit Wasserstoff angereichert wurde und so seine streichfähige Konsistenz erhält. Professor Wasserscheids LOHC birgt gegenüber der Hochdruck- bzw. „Cryo“- Technologie die unschätzbaren Vorteile, dass es mit der bestehenden Infrastruktur aus Pipelines, Tankern, etc. befördert werden kann. Es ist schwer entflammbar,lediglich so giftig wie etwa Diesel und wie eine Pfandflasche einsetzbar. Beim Entladungsprozess wird der chemischen

Substanz, wiederum per Katalyse, der Wasserstoff wieder entzogen. Danach kann sie bis zu 1000-mal neu beladen werden. Auch Direkt-LOHC-Brennstoffzellen befinden sich in der Entwicklung. Sie kommen demnächst in einem Nahverkehrszug zum Einsatz. Vor kurzem ist Hyunday bei Wasserscheids Firma „Hydrogenious“ eingestiegen. Während Deutschland also gerade aus seinem Wasserstoff-Dornröschen-Schlaf erwacht, versucht Fernost, die Nase vorne zu behalten. Immerhin enthält das Kohleausstiegspapier der Bundesregierung unter Punkt 11c den Plan, in Jülich eine Art LOHC-Zentrum entstehen zu lassen, um die Struktur in der ehemaligen Kohle-Region zu stärken.

Deutsche Wirtschaftsnachrichten: Ist absehbar, ob und wann es ein ausreichend dichtes Tankstellennetz für PKWs mit Wasserstoffantrieb geben wird?

Timm Koch: Gerade heute erreicht mich die Nachricht, das Bayern mit seiner „Bayerischen Wasserstoffstrategie“ bis 2023 bayernweit 100 H2-Tankstellen errichten will. Wenn die anderen Bundesländer hier nachziehen, dürfte das „Henne-Ei-Problem“ wohl bald Geschichte sein.

Deutsche Wirtschaftsnachrichten: Wie beurteilen Sie vor diesem Hintergrund die "Wasserstoff-Initiative" der Bundesregierung?

Timm Koch: Ich halte die Wasserstoff-Strategie der Bundesregierung für durchaus ambitioniert. Vielleicht hat es sich ja tatsächlich ausgezahlt, das ich einigen Spitzenpolitikern, wie Annegret Kramp-Karrenbauer oder Anton Hofreiter, mein Buch „Das Supermolekül“ habe zukommen lassen, um in diesen Kreisen ein wenig die Werbetrommel für die Schlüsseltechnologie der Zukunft zu rühren. Wasserstoff wird das neue Erdöl sein. Mit dem Unterschied, das dieser Stoff nicht aus irgendwelchen Ölquellen sprießt, sondern aus den Gehirnen von Wissenschaftlern und Ingenieuren, die einer Technik den Weg bahnen, welche das „Feuer des Wassers“ nutzt. H2-Technologie hat das Zeug dazu, den homo industrialis auf eine neue Stufe der Zivilisation zu stellen. Augenscheinlich setzt sich diese Erkenntnis gerade auch bei unseren Machthabern durch. Unsere H2-Strategie verfügt mit einem Volumen von rund neun Milliarden Euro jedenfalls über ein üppig ausgestattetes finanzielles Polster, mit dem sich einiges wird bewegen lassen.

Deutsche Wirtschaftsnachrichten: Welche Rolle können Projekte wie „Desertec“ bei der Gewinnung von grünem Wasserstoff spielen?

Timm Koch: Solar-Projekte in den Wüsten unserer Welt, welche die eingefangene Sonnenenergie in Form von H2 speichern und so der Menschheit zugänglich machen, bergen viele Vorteile. Der meiner Meinung nach größte besteht darin, dass auf diese Weise nicht noch weiter die Vielfalt unserer Tier- und Pflanzenwelt in Bedrängnis gerät, weil Tiere und Pflanzen in der Wüste naturgemäß kaum vorkommen. Dieser Ansatz unterscheidet sich konzeptionell komplett von den unsäglichen Biogasanlagen, die mit Glyphosat und anderen Pestiziden den Acker zur Energiegewinnung umnutzen, anstatt dort Nahrung anzubauen. Gerade die Gülle aus der Massentierhaltung ist ein unverzichtbarer Baustein in diesem zudem noch völlig ineffektiven System. Oder denken Sie an die gerodeten Regenwaldflächen am Amazonas, wo nun Zuckerrohr zur E10-Gewinnung gedeiht. Diese Beispiele des Grauens einer völlig falsch verstandenen „Klimawende“ ließen sich beliebig fortsetzen. Wenige wollen wirklich ein komplett mit Windrädern zugepflastertes Deutschland, um den bereits von den Nazis und den Kommunisten umsonst geträumten Traum der Energieautarkie Wirklichkeit werden zu lassen. Nein. Ein „Energie­-Fresssack“ wie Deutschland wird auch weiterhin gut daran tun, Energie zu importieren und dadurch andere Länder am bei uns generierten Reichtum teilhaben zu lassen. „Desertec“ könnte also neu auferstehen, wenn statt mit Kabeln mit H2 gedacht wird. Deutschland steht hier bereits in Verhandlungen mit Marokko. Auch Ghana soll zur Bereitstellung von „grünem“ Wasserstoff eine Rolle spielen. Dies sehe ich kritisch. Das Land, das ich von meinen Reisen her kenne, zeichnet sich zwar genau wie Marokko durch eine gewisse Stabilität aus, besteht ansonsten aber aus artenreichen Regenwäldern und Savannen. Es sollte also erst mal bei Nordafrika bleiben. Hier wäre H2 ein Versprechen auf Wohlstand und Frieden – ob es eingelöst werden wird, wird sich zeigen.

Deutsche Wirtschaftsnachrichten: Welche Chancen würden sich durch eine zunehmende Umstellung auf Wasserstoff-Technologien für die deutsche Industrie, gerade auch die mittelständisch geprägte, ergeben?

Timm Koch: Grüner Wasserstoff, der per Elektrolyse aus den sogenannten Erneuerbaren Energien gewonnen wird, hat auch abseits vom Verkehrssektor eine große Zukunft. Mithilfe von grünem H2 kann etwa die Stahlindustrie dekarbonisiert werden. Man kann ihn auch als chemisches Grundelement vielfach nutzen, etwa bei der Produktion von Ammoniak, den wir zum Beispiel für die Herstellung von Kunstdünger brauchen. In Privathaushalten lassen sich Strom-Heizungs-Solar-Systeme mit H2-Technologie koppeln. Überhaupt ist die Sektorenkopplung (Stichwort: Power to X) ein Riesenthema. Es gibt also viel zu tun und viel zu gewinnen – auch und gerade für den deutschen Mittelstand mit seiner Innovationsfreudigkeit und seinen guten Technikern.

Info zur Person: Timm Koch ist Buchautor und schreibt Drehbücher für Film und Fernsehen. Sein neuestes Buch "Das Supermolekül: Wie wir mit Wasserstoff die Zukunft erobern" ist kürzlich erschienen.


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