Aktueller Stand und Potenziale der Wasserstoffnutzung
Erstellt am: 21.02.2023 | Stand des Wissens: 21.02.2023
Synthesebericht gehört zu:
Ansprechperson
IKEM - Institut für Klimaschutz, Energie und Mobilität e.V.
Wasserstoff kann verkehrsträgerübergreifend als alternativer Kraftstoff genutzt werden. Dabei ist die Nutzung in einer Brennstoffzelle in Kombination mit Elektromotoren am effizientesten, aber grundsätzlich kann Wasserstoff auch direkt in Motoren verbrannt werden. Da die strombasierte Erzeugung von Wasserstoff und seine anschließende Nutzung gegenüber der direkten Nutzung von erneuerbarem Strom deutlich ineffizienter und kostenintensiver ist, sollte dieser nur in Bereichen eingesetzt werden, in denen eine direkte Nutzung von erneuerbarem Strom nicht möglich ist. [UBA22g] Dies begründet sich insbesondere durch die derzeitig noch hohen Energieverluste bei der Wasserstoffherstellung und Nutzung. Während der Gesamtwirkungsgrad bei einem batterieelektrischen Fahrzeug gegenwärtig bei 77 Prozent liegt, beträgt der Wirkungsgrad eines Brennstoffzellenfahrzeugs lediglich 34 Prozent (Vergleich am Beispiel eines Pkw in Abbildung 2) [SRU21].
Abb. 1: Energetischer Wirkungsgrad für verschiedene Antriebsoptionen bei Pkw [SRU21] (Grafik zum Vergrößern bitte anklicken)
In Bereichen mit einem hohen Energiebedarf oder großen Reichweitenanforderungen hat der Einsatz von Wasserstofftechnologien allerdings durchaus Potenzial. Diese Bereiche sind zum Beispiel der Seeverkehr, der Flugverkehr und der Straßengüterfernverkehr. Die eingesetzten Fahrzeuge sind in der Regel groß und schwer, zudem ist ein batterieelektrischer Antrieb häufig nicht geeignet. In diesen Bereichen können aber auch andere alternative Kraftstoffe wie synthetisches Methan oder Ammoniak, im Straßengüterverkehr auch Oberleitungen, genutzt werden. Zur Herstellung vieler alternativer Kraftstoffe wird wiederum Wasserstoff als Ausgangsstoff eingesetzt. [UBA22g] Das Anwendungspotenzial dieser alternativen Antriebstechnologien ist also stark vom jeweiligen Einsatzgebiet abhängig und birgt dementsprechend unterschiedliche Potenziale.Brennstoffzellenfahrzeuge zur Nutzung von Wasserstoff befinden sich größtenteils noch in der Entwicklung. Zum Teil sind jedoch schon heute erste einzelne Fahrzeugmodelle, insbesondere im Straßen- und Schienenverkehr, auf dem Markt verfügbar.