Nr. 09/2019 vom 28.02.2019

Der Traum vom sauberen Verkehr

Mit Wasserstoff betriebene Brennstoffzellen könnten eine Schlüsseltechnologie für eine weniger umweltschädliche Zukunft sein – nicht aber, wenn der Verkehr unbegrenzt weiterwächst.

Von Olivier Christe

Schneller getankt als ein Elektrofahrzeug: Die bislang einzige ­Wasserstofftankstelle der Schweiz in Hunzenschwil AG. Foto: Gaëtan Bally, Keystone

Inzwischen haben es wohl alle gehört: Um die Welt vor einer katastrophalen Erhitzung zu bewahren, dürfen spätestens ab 2050 keine Kohle, kein Erdöl und kein Erdgas mehr verbrannt werden.

Der Verkehr ist in der Schweiz für ein Drittel der Treibhausgase verantwortlich – Flüge nicht mitgerechnet. Das Bundesamt für Energie (BFE) nennt als Mittel, um hier Emissionen zu reduzieren, neben batteriebetriebenen Elektromotoren vor allem mit Wasserstoff betriebene Brennstoffzellen. Aber ist Wasserstoff wirklich der Treibstoff der Zukunft?

Um Wasserstoff zu gewinnen, braucht es Energie: Mit Strom wird Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff – der als reines Element in der Natur kaum vorkommt – aufgespalten. Dieser Wasserstoff wird getankt und in den Brennstoffzellen des Fahrzeugs in Energie und Wasserdampf zurückverwandelt.

Allerdings gehen bis zu sechzig Prozent des Stroms, der für die Umwandlung von Wasser in Wasserstoff benötigt wird, auf dem Weg als Abwärme verloren. Dazu kommt noch: Während es bereits in vielen Garagen Steckdosen für Elektroautos gibt, fehlen die Tankstellen für Wasserstoff noch fast ganz. Spricht denn überhaupt etwas für diese Technologie?

Bergbau- statt ölabhängig

Felix Büchi ist Leiter des Labors für Elektrochemie am Paul-Scherrer-Institut in Villigen, der führenden Forschungsanstalt für Brennstoffzellen in der Schweiz. Wasserstoffbetriebene Elektromotoren hätten gegenüber klassischen batteriebetriebenen drei grosse Vorteile, sagt er: eine höhere Reichweite, ein schnelleres Auftanken und keine riesigen Batterien. Und diese Vorteile, so Büchi, sprächen für einen Einsatz der Brennstoffzellentechnologie vor allem im Schwerverkehr.

Diese Sichtweise vertritt auch das BFE, das eine Anwendung von Brennstoffzellenfahrzeugen vor allem dort als sinnvoll erachtet, «wo keine batterieelektrischen Fahrzeuge eingesetzt werden können». Die Batteriegrösse spielt nämlich ab einem gewissen Transportgewicht eine derart entscheidende Rolle, dass ihre Verwendung nicht mehr realistisch ist. Grosse Batterien sind schwer und brauchen grosse Mengen an seltenen Elementen wie Lithium oder Kobalt. Schon eine einzige Batterie für einen Tesla-Personenwagen Model S benötigt heute rund 27  Kilogramm Kobalt, 20  Kilogramm Lithium sowie weitere seltene Elemente. Das sind Schätzungen der Forschungsanstalt Empa – Tesla gibt dazu keine Auskunft.

Wasserstoffbrennstoffzellen kommen zwar ohne Kobalt aus, benötigen aber ebenfalls ein teures Material, nämlich das Edelmetall Platin – rund dreissig Gramm für einen Personenwagen. Stellt sich also die Frage, ob sich beim erhofften Übergang zur Elektromobilität die Abhängigkeit nicht einfach verlagert: weg von Mineralölkonzernen, hin zu Bergbauunternehmen. Amnesty International und viele andere NGOs prangern Menschenrechtsverletzungen und Umweltschäden beim Kobaltabbau in der Demokratischen Republik Kongo und beim Platinbergbau in Südafrika an.

Doch die entscheidende Frage betrifft weder die Infrastruktur noch die Technik oder das Material, sondern die Klimapolitik: Die Brennstoffzelle ist nur sinnvoll, wenn der Wasserstoff mit Strom aus erneuerbaren Quellen hergestellt wird. Das sei zentral, schreibt auch das BFE. Die Verkehrsfrage führt also zur Energiefrage. Wer heute in der Schweiz für sein Elektroauto Durchschnittsstrom aus der Steckdose verwendet, verursacht laut dem Bundesamt für Umwelt (Bafu) immer noch rund ein Viertel des CO2-Ausstosses von benzin- oder dieselbetriebenen Fahrzeugen. Wer mit deutschem Strom fährt, der zu grossen Teilen aus Kohlekraftwerken stammt, kommt sogar auf etwa achtzig Prozent, wie das deutsche Umweltbundesamt angibt.

Weg vom Wachstumszwang

Der Strom muss also aus erneuerbaren Quellen gewonnen werden. Im Unterschied zu Atom- und Kohlekraftwerken, die rund um die Uhr produzieren, erzeugen Sonne- und Windkraftwerke bei günstigen Bedingungen sehr viel, bei ungünstigen gar keinen Strom. Und genau hier kommt Wasserstoff ins Spiel. Durch seine hohe Energiedichte eignet er sich als Speicher, der den Strom dann liefert, wenn Sonne und Wind fehlen. Denn Wasserstoff ist vereinfacht gesagt nichts anderes als das, was wir unter einer Batterie verstehen: ein Energiespeicher. Wenn Wasserstoff genutzt wird, um Überschussstrom zu speichern, relativieren sich auch die Energieverluste bei seiner Herstellung.

Wasserstoff kann also eine wichtige Rolle für die Energiewende spielen. Trotzdem gilt es, noch einiges mehr zu beachten, wenn der Verkehr wirklich klimafreundlich werden soll. Darauf weist der österreichische Verkehrsforscher Hermann Knoflacher von der Technischen Universität Wien hin. Er führt die Verkehrsfrage über die Energiefrage zur Systemfrage: Die Klimaziele könnten niemals erfüllt werden, wenn die Wirtschaftsweise derart auf Verkehr angewiesen sei wie heute. Deshalb, so Knoflacher, sei die ganze Diskussion um Wasserstoff und erneuerbare Energien nur dann nicht bloss Symptombekämpfung, wenn gleichzeitig für eine Wirtschaftsweise der kurzen Wege und ohne Wachstumszwang gearbeitet werde.

Davon sind wir weit entfernt. Ein Beispiel liefert das Rücktrittsinterview des ehemaligen französischen Umweltministers Nicolas Hulot im August 2018. Hulot nannte das Festhalten der Regierung Macron an einem wachstumsbasierten Wirtschaftssystem als Grund seines Rücktritts: «Man verfolgt Ziele, die total widersprüchlich und inkompatibel sind.»

Heute legt jede in der Schweiz wohnhafte Person im Schnitt 10 000 Kilometer pro Jahr im Auto auf Schweizer Strassen zurück. Dazu kommen über 1200 Kilometer pro Person und Jahr im Lkw, wenn man den Lastwagenverkehr auf die Bevölkerung umrechnet. Um den gesamten motorisierten Verkehr der Schweiz auf Elektromotoren umzustellen, würde es beim heutigen Verkehrsaufkommen laut BFE jährlich zwischen vierzehn und siebzehn Terawattstunden Strom brauchen. Das ist viel: so viel, wie die beiden leistungsstarken AKWs der Schweiz, Gösgen und Leibstadt, in einem störungsfreien Jahr produzieren.

Diese Rechnung geht von batteriebetriebenen Fahrzeugen – mit ihrem Bedarf an seltenen Elementen – aus; bei wasserstoffbetriebenen Autos kämen noch die erwähnten Umwandlungsverluste dazu. Ökologisch ist beides nicht.

Um wirklich verantwortungsvoll mit den Ressourcen umzugehen und den Klimawandel zu begrenzen, bleibt nur eine Abkehr von einer auf Wachstum basierenden Wirtschaftsweise. Die Frage, ob und wie Wasserstoff oder andere synthetische Brennstoffe eine entscheidende Rolle im zukünftigen Verkehr spielen können, ist ohne diese zentrale Zielsetzung wenig bedeutend.

Wenn Ihnen der unabhängige und kritische Journalismus der WOZ etwas wert ist, können Sie uns gerne spontan finanziell unterstützen:

Überweisung

PC-Konto 87-39737-0
BIC POFICHBEXXX
IBAN CH04 0900 0000 8703 9737 0
Verwendungszweck Spende woz.ch