Wasserstoffautos: Was Sie über Funktion, Vorteile und Herausforderungen wissen sollten

Wasserstoffautos: Was Sie über Funktion, Vorteile und Herausforderungen wissen sollten

Wasserstoffautos: Was Sie über Funktion, Vorteile und Herausforderungen wissen sollten

Letzte Aktualisierung am 22. Februar 2024

Wasserstoffautos: Was Sie über Funktion, Vorteile und Herausforderungen wissen sollten

Alternative Antriebstechnologien rücken immer mehr ins Rampenlicht, angetrieben durch das wachsende Engagement für Nachhaltigkeit und den dringenden Bedarf, unsere CO₂-Emissionen zu reduzieren. Wasserstoffautos, auch bekannt als Brennstoffzellenfahrzeuge, könnten neben Elektroautos an der Spitze dieser Revolution stehen. Sie bieten das Versprechen einer emissionsfreien Mobilität, indem sie Wasserstoff als Kraftstoff nutzen und könnten somit eine entscheidende Rolle in der Zukunft unserer individuellen Fortbewegung spielen.

In diesem Artikel beleuchten wir, wie Wasserstoffautos funktionieren, welche Vorteile sie bieten und welche Herausforderungen noch zu bewältigen sind. Wir werfen einen Blick auf die aktuellen Modelle auf dem Markt, diskutieren die Perspektiven der Wasserstoffmobilität und beantworten häufig gestellte Fragen zu dieser aufstrebenden Technologie.

Begleiten Sie mich auf dieser Entdeckungsreise durch die Welt der wasserstoffbetriebenen Mobilität, um die Antwort auf die Frage „Sind Wasserstoffautos die Zukunft des Fahrens?“ zu finden.

Richard Heijnsbroek

Richard ist Country Manager der MHC Mobility Österreich und beschäftigt sich seit über 20 Jahre mit geschäftlicher Mobilität, Autovermietung und Autoleasing

Was sind Wasserstoffautos – Definition

Wasserstoffautos, auch als Brennstoffzellenautos (FCEV – Fuel Cell Electric Vehicles) bekannt, sind Fahrzeuge, die mittels einer Brennstoffzelle Wasserstoff in elektrische Energie umwandeln, um damit einen Elektromotor anzutreiben. Der grundlegende Unterschied zu herkömmlichen Elektroautos (E-Autos), die ihre Energie aus Batterien beziehen, liegt in der Art der Energiespeicherung und -umwandlung. Statt auf geladene Batterien setzen Brennstoffzellenautos auf gefüllte Wasserstofftanks, aus denen die Brennstoffzelle bei Bedarf Energie gewinnt. Diese Technologie ermöglicht es, ähnlich wie bei herkömmlichen Verbrennungsmotoren, das Fahrzeug innerhalb weniger Minuten zu betanken.

Bedeutung von Brennstoffzellenautos für die Umwelt

Die Relevanz von Brennstoffzellenautos für eine umweltfreundliche Mobilität ist signifikant. Sie bieten eine nachhaltige Alternative zu Verbrennungsmotoren, da bei ihrem Betrieb kein CO₂ oder andere schädliche Abgase freigesetzt werden. Der einzige “Abfall”, der bei der Reaktion in der Brennstoffzelle entsteht, ist Wasserdampf. Dies macht sie zu einer potenziell sauberen Lösung, insbesondere wenn der verwendete Wasserstoff regenerativ durch Elektrolyse mithilfe von Strom aus erneuerbaren Energien gewonnen wird.

Allerdings ist die Umweltbilanz von Wasserstoffautos stark von der Herkunft des Wasserstoffs abhängig. Wasserstoff, der aus fossilen Brennstoffen (z. B. Erdöl oder Erdgas) gewonnen wird, kann die potenziellen Umweltvorteile mindern. Daher ist es entscheidend, dass der verwendete Wasserstoff mit umweltfreundlichen Methoden hergestellt wird, um seine Nachhaltigkeit zu gewährleisten.

Die Entwicklung von Brennstoffzellenautos und der zugehörigen Infrastruktur könnte somit einen wesentlichen Beitrag zur Reduzierung der Umweltbelastung durch den Verkehrssektor leisten. Die Kombination aus hoher Reichweite und schneller Betankung, zusammen mit der Tatsache, dass sie lokal emissionsfrei sind, positioniert sie als eine attraktive Option für die Zukunft der Mobilität.

Im nächsten Schritt werde ich die Funktionsweise von Wasserstoff angetriebenen Autos detailliert erläutern.

Wie funktioniert ein Wasserstoffauto?

So funktioniert ein Wasserstoffauto

Wasserstoffautos nutzen eine fortschrittliche Technik, die Energie in einer Form bereitstellt, die sowohl umweltfreundlich als auch effizient ist. Im Kern dieser Technologie steht die Brennstoffzelle, ein Gerät, das chemische Energie direkt in elektrische Energie umwandelt. Diese Umwandlung erfolgt durch die Reaktion von Wasserstoff mit Sauerstoff aus der Luft, wobei als sauberes Abgas Wasserdampf entsteht.

Was ist Wasserstoff?

Wasserstoff ist das häufigste chemische Element im Universum und wird als Energieträger der Zukunft betrachtet. Wasserstoff kommt fast ausschließlich in gebundener Form vor, hauptsächlich in Form von Wasser, aber auch in fossilen Rohstoffen wie Erdgas und Erdöl sowie in über der Hälfte aller bekannten Mineralien. Das Element kann künstlich erzeugt werden, indem es aus Verbindungen wie Wasser, Säuren, Kohlenwasserstoffen oder anderen organischen Verbindungen herausgefiltert wird.

Was ist eine Brennstoffzelle?

Eine Brennstoffzelle ist ein energieumwandelndes Element, das die chemische Reaktionsenergie von Wasserstoff und Sauerstoff direkt in elektrische Energie umwandelt. Der Hauptvorteil einer Brennstoffzelle gegenüber herkömmlichen Energiequellen ist ihre Fähigkeit, Energie ohne die Zwischenstufe der Verbrennung zu erzeugen, was sie effizienter und sauberer macht.

Energiedichte von Brennstoffzellen

Die Energiedichte einer Brennstoffzelle ist ein Maß dafür, wie viel Energie sie bei einem bestimmten Gewicht oder Volumen speichern kann. Brennstoffzellen haben typischerweise eine höhere Energiedichte als Batterien, was bedeutet, dass sie mehr Energie pro Kilogramm Wasserstoff speichern können als Batterien pro Kilogramm gespeicherter Elektrizität. Dies resultiert in einer größeren Reichweite der Fahrzeuge, ohne dass ein schweres Batteriepaket mitgeführt werden muss.

Erklärung des Brennstoffzellensystems

Ein Brennstoffzellensystem in einem Wasserstoffauto besteht aus mehreren Komponenten:

  • Wasserstofftank: Speichert den Wasserstoff unter hohem Druck.
  • Brennstoffzelle: Hier findet die elektrochemische Reaktion (Umkehrung der Elektrolyse) statt. Wasserstoff und Luftsauerstoff reagieren zu Wasser und elektrische Energie wird freigesetzt.
  • Elektromotor: Setzt die elektrische Energie für den Antrieb ein.
  • Traktionsbatterie: Speichert überschüssige Energie aus der Reaktion und stellt bei Bedarf zusätzliche Energie für den Antrieb zur Verfügung.
  • Steuerungselektronik: Regelt den Energiefluss zwischen Brennstoffzelle, Batterie und Elektromotor.


Wie funktioniert ein Brennstoffzellenantrieb?

Der Brennstoffzellenantrieb ist das Herzstück eines jeden Wasserstoffautos. Hier wird Wasserstoff aus dem Tank in die Brennstoffzelle geleitet, wo er auf der Anodenseite durch einen Katalysator in Protonen und Elektronen aufgespalten wird. Die Protonen wandern durch die Polymer-Elektrolyt-Membran der Brennstoffzelle zur Kathodenseite, während die Elektronen einen externen Stromkreis durchlaufen und dabei elektrische Energie für den Antrieb des Fahrzeugs liefern. Auf der Kathodenseite reagieren die Protonen, Elektronen und Sauerstoff aus der Luft zu Wasser – dem einzigen Abfallprodukt des Prozesses.

Umwandlung von Wasserstoff in elektrische Energie

Die Umwandlung von Wasserstoff in elektrische Energie ist ein sauberer Prozess, der als kalte Verbrennung bezeichnet wird. Im Gegensatz zur herkömmlichen Verbrennung, bei der Brennstoffe wie Diesel oder Benzin unter Wärmeentwicklung oxidiert werden, findet die Reaktion in einer Brennstoffzelle bei relativ niedrigen Temperaturen statt. Es entsteht elektrische Energie, Wärme und Wasserdampf.

Vergleich: Wasserstoff-Autos vs. E-Autos

Im Vergleich zu E-Autos (BEVs), bieten mit Wasserstoff betriebene Autos einige spezifische Vorteile. Dazu gehören höhere Reichweiten und kürzere Betankungszeiten. Allerdings sind Wasserstoffautos hinsichtlich der Gesamteffizienz von der Energiequelle bis zum Rad (Well-to-Wheel-Effizienz) typischerweise weniger effizient als BEVs, da die Produktion, Lagerung und Umwandlung von Wasserstoff mehr Energie verbraucht. Auch die Infrastruktur für Wasserstoff ist derzeit weniger gut ausgebaut als für elektrische Energie.

Brennstoffzellenfahrzeuge bieten jedoch Potenzial für größere Fahrzeuge wie Lkw und Busse, bei denen schwere Batterien die Effizienz beeinträchtigen würden. Hier könnten sie dank ihrer höheren Energiedichte und der schnellen Betankung die bessere Alternative sein.

Das war nun ein umfassender Einblick in die Funktionsweise von Brennstoffzellenautos. Damit hätten wir den Grundstein für die weiteren Ausführungen über ihre Vorteile und Herausforderungen gelegt. Im nächsten Abschnitt werden wir die Vorteile im Detail betrachten.

Vor- und Nachteile von Wasserstoffautos

Vorteile

Wasserstoffautos bieten eine innovative Alternative zu herkömmlichen Fahrzeugen und Elektroautos mit Batterieantrieb. Durch die Kombination von Umweltfreundlichkeit und hoher Praktikabilität könnten sie eine wichtige Rolle in der Transformation der Mobilität spielen. Hier sind die zentralen Vorteile dieser Technologie:

Umweltfreundlichkeit: keine CO₂-Emissionen

Ein Wasserstoffauto stößt während des Fahrbetriebs keine CO₂-Emissionen aus. Die einzigen Emissionen sind Wasserdampf und Wärme. Diese Eigenschaft macht sie zu einer der saubersten Optionen für den Automobilverkehr, insbesondere wenn der Wasserstoff aus erneuerbaren Energiequellen gewonnen wird. Im Idealfall kann die Wasserstoffproduktion durch Elektrolyse mit Strom aus Wind-, Solar- oder Wasserkraft erfolgen, was den gesamten Lebenszyklus des Fahrzeugs nahezu kohlenstofffrei gestaltet.

Schnelles Tanken im Vergleich zu Elektroautos

Ein weiterer wesentlicher Vorteil gegenüber batteriebetriebenen Elektroautos ist die Tankgeschwindigkeit. Während das Aufladen eines Elektroautos, je nach Ladestation und Batteriegröße, mehrere Stunden in Anspruch nehmen kann, lässt sich der Wasserstofftank eines FCEVs in etwa drei bis fünf Minuten auffüllen – vergleichbar mit der Zeit, die ein herkömmliches Verbrennungsfahrzeug zum Tanken benötigt. Dies bedeutet für Fahrer von Wasserstoffautos eine erhebliche Zeitersparnis und mehr Flexibilität im Alltag.

Hohe Reichweite und lange Lebensdauer der Brennstoffzellen

Die Reichweite von Wasserstoffautos ist in der Regel höher als die der meisten Elektroautos auf dem Markt. Aktuelle Modelle können mit einer Tankfüllung bis zu 500 bis 700 Kilometer zurücklegen, was sie besonders für Langstreckenfahrten attraktiv macht. Die lange Lebensdauer der Brennstoffzellen, die oft die des Fahrzeugs übersteigt, trägt ebenfalls zur Attraktivität bei. Während Batterien im Laufe der Zeit an Kapazität verlieren, zeigen Brennstoffzellen eine konstante Leistung über viele Jahre hinweg, ohne dass ein aufwändiges und teures Recycling, wie bei Batterien, erforderlich ist.

Fazit: Die genannten Vorteile von Wasserstoffautos machen deutlich, dass sie das Potenzial haben, eine wichtige Rolle in einer nachhaltigeren und effizienteren Mobilität der Zukunft  zu spielen. Sie bieten Lösungen für einige der drängendsten Probleme, mit denen batteriebetriebene Fahrzeuge konfrontiert sind, insbesondere im Bereich der Reichweite und Betankungszeiten.

Im nächsten Abschnitt werden wir die Herausforderungen und Hindernisse untersuchen, die überwunden werden müssen, um die Verbreitung der klima- und umweltfreundlichen Autos zu beschleunigen.

Nachteile, Herausforderungen und Hindernisse

Obwohl Wasserstoffautos zahlreiche Vorteile bieten, stehen sie auch vor einigen signifikanten Herausforderungen und Hindernissen, die ihre Verbreitung und Akzeptanz behindern. Diese Herausforderungen müssen angegangen werden, um die Technologie für die breite Masse attraktiv zu machen.

Mangel an Wasserstoff-Tankstellen

Eine der größten Hürden für die breite Adoption ist die aktuell noch sehr begrenzte Infrastruktur für Wasserstofftankstellen. Im Vergleich zu konventionellen Tankstellen und Elektroladesäulen gibt es weltweit nur eine geringe Anzahl von Wasserstoff-Stationen. Dies begrenzt die praktische Nutzbarkeit von Wasserstoffautos auf bestimmte Regionen, in denen diese Infrastruktur vorhanden ist. Der Ausbau eines flächendeckenden Netzes an Wasserstofftankstellen erfordert erhebliche Investitionen und Kooperationen zwischen Regierungen, Energieunternehmen und Automobilherstellern.

Hohe Produktionskosten

Die Kosten für die Herstellung von Brennstoffzellenautos sind aktuell noch höher als für herkömmliche Fahrzeuge oder batteriebetriebene Elektroautos. Dies liegt an den teuren Materialien, die für Brennstoffzellen benötigt werden, wie z. B. Platin als Katalysator, sowie an den Kosten für die Entwicklung und Herstellung der relativ neuen Technologie. Skaleneffekte sind aufgrund der geringen Stückzahlen bisher nicht realisiert worden, was die Autos für den Endverbraucher teurer macht. Langfristig könnten jedoch technologische Fortschritte und höhere Produktionsmengen zu Kostensenkungen führen.

Sicherheitsbedenken bei der Handhabung von Wasserstoff

Wasserstoff ist ein hochentzündliches Gas, dessen sichere Lagerung und Handhabung eine technische Herausforderung darstellt. Obwohl die Industrie hohe Sicherheitsstandards entwickelt hat, gibt es in der Öffentlichkeit immer noch Bedenken bezüglich der Sicherheit von Wasserstofffahrzeugen. Die Hersteller müssen diese Bedenken durch konsequente Sicherheitstests, sichere Technologien und Aufklärungsarbeit adressieren. Dies umfasst auch die Durchführung von Crashtests und die Gewährleistung, dass Wasserstofftanks auch bei Unfällen nicht leckschlagen.

Fazit: Das Brennstoffzellenauto hat trotz seiner enormen Vorteile noch einige Hürden zu nehmen, um eine alltagstaugliche Alternative zum E-Auto zu sein. Die Überwindung dieser Hindernisse ist entscheidend, um Wasserstoffautos zu einer realistischen Option für den Massenmarkt zu machen. Investitionen in die Infrastruktur, Forschung und Entwicklung, sowie öffentliche Aufklärung sind Schlüsselkomponenten, um die Potenziale von Wasserstoff als Kraftstoff der Zukunft zu realisieren.

Im folgenden Abschnitt werden wir uns mit den aktuellen Entwicklungen und Perspektiven befassen, um ein umfassenderes Bild von ihrem Platz in der Mobilitätslandschaft zu erhalten.

Aktuelle Entwicklungen und Perspektiven des Wasserstoffantriebs

Die Welt des Wasserstoffantriebs entwickelt sich ständig weiter, mit innovativen Durchbrüchen und zunehmendem Interesse von Industrie und Verbrauchern. Diese Dynamik zeigt das Potenzial von Wasserstoff als tragfähige Alternative im Bereich der Mobilität und könnte die Art und Weise, wie wir uns fortbewegen, entscheidend verändern.

Welche Wasserstoff-Modelle gibt es derzeit?

Aktuell gibt es nur wenige Wasserstoff-Modelle auf dem Markt, die von Automobilherstellern wie Toyota und Hyundai angeboten werden. Der Toyota Mirai und der Hyundai Nexo gehören zu den bekanntesten Modellen mit Wasserstoffantrieb, die bereits erhältlich sind.

Hier ist eine Liste der Autohersteller, die derzeit Wasserstoff-Autos produzieren:

  • Toyota: Toyota produziert seit 2014 den Mirai, ein Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeug mit einer Reichweite von rund 500 km.
  • Hyundai: Hyundai stellt seit 2018 den Nexo her, ein Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeug mit einer Reichweite von rund 600 km.
  • BMW: BMW hat angekündigt, Ende 2022 einen wasserstoffbetriebenen SUV, den BMW i Hydrogen Next, auf der Basis des BMW iX5 Hydrogen in einer Kleinserie auf den Markt zu bringen und in den Folgejahren zu testen. Die Serienproduktion ist erst für 2025 geplant.
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  • Mercedes: Mercedes produzierte bereits einen wasserstoffbetriebenen Geländewagen namens GLC F-Cell in einer Kleinserie. Jedoch wurde er wieder vom Markt genommen.
  • Renault: Renault hat einen wasserstoffbetriebenen Transporter namens Kangoo Z.E. H2 hergestellt.

Auch andere Autohersteller experimentieren mit der Wasserstoff-Brennstoffzellentechnologie, zum Beispiel Honda und General Motors. Allerdings bieten sie derzeit keine wasserstoffbetriebenen Autos zum Verkauf an.

Es gibt zwar keine eindeutigen Informationen darüber, ob im Jahr 2023 neue Modelle auf den Markt kommen werden, aber es ist möglich, dass in Zukunft mehr Autohersteller Brennstoffzellen-Autos produzieren werden, wenn sich die Technologie verbessert und mehr Infrastruktur für sie aufgebaut wird.

Erster Brennstoffzellen-Lkw von Hyundai

Hyundai hat mit dem Xcient Fuel Cell den ersten Brennstoffzellen-Lkw auf den Markt gebracht. Dieser Lkw ist ein Beispiel dafür, wie Wasserstofftechnologie auch in der Schwerlastindustrie Anwendung finden kann. Eine Branche, die aufgrund des hohen Energiebedarfs schwer zu elektrifizieren ist. Der Einsatz von Wasserstoff in Nutzfahrzeugen könnte eine erhebliche Reduktion von Treibhausgasemissionen bewirken und die Luftqualität in Städten verbessern.

Investitionen in den Ausbau der Wasserstoffinfrastruktur

Regierungen und private Unternehmen investieren zunehmend in den Ausbau der Wasserstoffinfrastruktur. In Europa, Asien und Teilen der USA werden Wasserstofftankstellen errichtet, um ein Netzwerk zu schaffen, das eine breitere Nutzung von Wasserstofffahrzeugen ermöglicht. Initiativen wie H2 Mobility in Deutschland und die Clean Energy Partnership demonstrieren das Engagement für den Aufbau einer flächendeckenden Wasserstoffversorgung.

Technologische Fortschritte und Effizienzsteigerung

Die Effizienz und die Leistung von Brennstoffzellen werden stetig verbessert. Die Forschung konzentriert sich darauf, die Kosten der Brennstoffzellen zu senken und ihre Lebensdauer zu erhöhen. Durch den Einsatz von weniger Platin als Katalysator und die Entwicklung robusterer Membranen, die höheren Temperaturen standhalten können, wird die Technologie zugänglicher und wirtschaftlicher.

Potenzial als zukünftige Alternative zu herkömmlichen Autos

Mit den Fortschritten in der Technologie und der Infrastruktur bieten Wasserstoffautos ein erhebliches Potenzial als zukünftige Alternative zu herkömmlichen Autos. Ihre Fähigkeit, schnell zu tanken und lange Strecken zurückzulegen, kombiniert mit dem Vorteil der Emissionsfreiheit, macht sie zu einer attraktiven Option für die individuelle Mobilität. Obwohl die  Technologie noch einige Herausforderungen zu meistern hat, sind die Entwicklungen vielversprechend und zeigen, dass Wasserstoffautos eine bedeutende Rolle in einer nachhaltigeren Zukunft spielen könnten.

In diesem Abschnitt haben wir die aktuellen Entwicklungen und das Potenzial des Wasserstoffantriebs als nachhaltige Transportlösung beleuchtet. Die Zukunft sieht vielversprechend aus, und es bleibt spannend, die weiteren Fortschritte in diesem Sektor zu verfolgen. Als Nächstes werden wir uns mit der Förderung von Brennstoffzellenautos befassen und wie diese durch politische und wirtschaftliche Maßnahmen unterstützt wird.

Förderung von Brennstoffzellenautos in Österreich und der EU

Die Förderung der Wasserstoff-Antriebstechnologie ist sowohl in Österreich als auch in der gesamten Europäischen Union (EU) ein wichtiger Bestandteil der Energie- und Verkehrswende. So zeigt etwa die Europäische Wasserstoffstrategie die Bedeutung von Wasserstoff als Energieträger für die Erreichung der Klimaneutralität bis 2050 auf. Auch die österreichische Bundesregierung hat sich im Regierungsprogramm 2020–2024 zum Ziel gesetzt, bis 2040 klimaneutral zu werden und Wasserstoff als Schlüsseltechnologie zu forcieren.

Die Unterstützung dieser Technologie durch politische und wirtschaftliche Maßnahmen zielt darauf ab, die CO₂-Emissionen zu reduzieren und die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern. Allerdings hängt die Klimafreundlichkeit auch davon ab, wie der Wasserstoff produziert wird. Die EU setzt daher auf die Förderung von grünem Wasserstoff, der aus erneuerbaren Energiequellen gewonnen wird.

Förderprogramme in Österreich

In Österreich wird die Einführung von Wasserstoffautos durch verschiedene Initiativen und Förderprogramme unterstützt. Allerdings sind auch diese Förderungen an bestimmte Bedingungen geknüpft, wie zum Beispiel die Verfügbarkeit von grünem Wasserstoff oder die Einhaltung von Emissionsgrenzwerten.

Zudem werden Forschungs- und Entwicklungsprojekte im Bereich Wasserstofftechnologien durch das Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie und anderen Institutionen wie der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft oder dem Klima- und Energiefonds gefördert.

Förderprogramme auf EU-Ebene

Auf EU-Ebene wurde die Bedeutung von Wasserstoff als Energieträger in der “Europäischen Wasserstoffstrategie” betont, die Teil des Europäischen Green Deals ist. Die Europäische Wasserstoffstrategie wurde im Juli 2020 veröffentlicht und skizziert einen Fahrplan für die Entwicklung und Verbreitung von Wasserstofftechnologien in verschiedenen Sektoren, wie zum Beispiel der Industrie, dem Verkehr oder dem Strommarkt.

Diese Strategie sieht vor, dass Wasserstoff als Schlüsselelement für die Erreichung der Klimaneutralität bis 2050 dient. Um dies zu unterstützen, fokussiert sich die EU auf die Förderung von grünem Wasserstoff, der aus erneuerbaren Energiequellen gewonnen wird, und investiert in Projekte, die die Entwicklung und Verbreitung von Wasserstofftechnologien vorantreiben.

Die EU hat sich zum Ziel gesetzt, bis 2024 eine Produktionskapazität von 6 Gigawatt (GW) für die Produktion von grünem Wasserstoff zu erreichen. Bis 2030 soll sie auf 40 GW erhöht werden.. Um dies zu ermöglichen, hat die EU verschiedene Initiativen gestartet, wie zum Beispiel die Clean Hydrogen Alliance, den Innovation Fund oder den European Green Deal Call.

Subventionen und Steuervorteile für Wasserstofffahrzeuge

Sowohl in Österreich als auch in anderen EU-Mitgliedsstaaten werden Käufer von Wasserstoffautos durch verschiedene Subventionen und Steuervorteile unterstützt. Dazu gehören Kaufprämien, eine reduzierte oder erlassene Kfz-Steuer und Vorteile bei der Firmenwagenbesteuerung. Diese Maßnahmen sollen den höheren Anschaffungspreis ausgleichen und einen Anreiz für den Umstieg auf emissionsfreie Fahrzeuge bieten. Die Anreize sind jedoch an bestimmte Voraussetzungen geknüpft und in den Mitgliedsstaaten unterschiedlich geregelt.

In Österreich gibt es beispielsweise eine Kaufprämie von bis zu 5.000 Euro, die aber nur für Privatpersonen und nicht für Unternehmen gilt. Außerdem gibt es eine Befreiung von der motorbezogenen Versicherungssteuer, aber nicht von der Normverbrauchsabgabe (NoVA). Die Firmenwagenbesteuerung ist in Österreich ebenfalls nicht vorteilhaft für Wasserstoffautos, da sie nach dem CO₂-Ausstoß berechnet wird, der bei Wasserstoff angetriebenen Autos mit 0 Gramm pro Kilometer angesetzt wird. Dies führt zu einem höheren Sachbezugswert als bei anderen Fahrzeugen mit niedrigem oder keinem CO₂-Ausstoß, wie zum Beispiel Elektroautos oder Plug-in-Hybride.

Weitere Unterstützung erfährt die Brennstoffzellen-Technologie durch Investitionen in Forschung und Entwicklung. Die EU fördert Projekte, die darauf abzielen, die Kosten für Brennstoffzellen zu senken, die Effizienz zu erhöhen und neue Materialien für die Wasserstoffproduktion zu erforschen. Diese Projekte werden oft im Rahmen von öffentlich-privaten Partnerschaften durchgeführt, wobei die EU bedeutende Mittel aus dem Forschungsrahmenprogramm Horizon Europe bereitstellt.

Die EU plant, ihre Investitionen in Wasserstoffforschung und -innovation im Rahmen von Horizon Europe zu verstärken, insbesondere durch die European Partnership for Clean Hydrogen.

Fazit

Die Diskussion um Wasserstoffautos ist mehr als nur ein Blick in die Zukunft alternativer Antriebstechnologien; sie ist ein Teil einer dringenden und notwendigen Transformation der Mobilitätsbranche. Diese Fahrzeuge stehen nicht nur für emissionsfreies Fahren, sondern symbolisieren auch den Wandel hin zu einer nachhaltigeren und verantwortungsbewussteren Gesellschaft.

Zusammenfassung der wichtigsten Punkte

  • Wasserstoff- bzw. Brennstoffzellenautos sind umweltfreundlich, da sie keine CO₂-Emissionen während des Betriebs ausstoßen und das Potenzial haben, vollständig auf erneuerbare Energien zurückzugreifen.
  • Die Technologie hinter Brennstoffzellen hat sich als effizient und zuverlässig erwiesen, bietet eine hohe Reichweite und schnelle Betankung.
  • Die Herausforderungen, wie die begrenzte Infrastruktur, hohe Kosten und Sicherheitsbedenken, sind zwar noch präsent, aber es wird kontinuierlich an Lösungen gearbeitet.
  • Investitionen und Förderungen auf nationaler und EU-Ebene unterstützen die Entwicklung der Wasserstofftechnologie und -infrastruktur, um deren Akzeptanz und Verbreitung zu beschleunigen.

 

Ausblick auf die Zukunft von Wasserstoffautos

Können Sie sich auf die in der Einleitung gestellte Frage erinnern? Sie lautete: Sind Wasserstoffautos die Zukunft des Fahrens?

Hier ist meine Antwort darauf:

Die Zukunft von Brennstoffzellenautos sieht vielversprechend aus. Mit dem zunehmenden Fokus auf Klimaschutz und Nachhaltigkeit könnten sie eine Schlüsselrolle in der Verkehrswende einnehmen. Die kontinuierliche Verbesserung der Technologie, der Ausbau der Infrastruktur und die abnehmenden Kosten durch Massenproduktion werden wahrscheinlich dazu beitragen, dass sie zu einer praktikablen und beliebten Alternative zu traditionellen Fahrzeugen werden.

Häufig gestellte Fragen zu Wasserstoffautos

Was ist das Problem beim Wasserstoffauto?

Das Hauptproblem beim Wasserstoffauto liegt in der noch unzureichenden Infrastruktur für Wasserstofftankstellen, den hohen Produktionskosten und der derzeit noch ineffizienten und teils nicht nachhaltigen Wasserstoffproduktion. Zudem ist die Energiedichte von Wasserstoff geringer als die von fossilen Brennstoffen, was zu Herausforderungen bei der Lagerung und dem Transport führt.

Was kostet 1 Liter Wasserstoff an der Tankstelle?

Wasserstoff kann flüssig oder gasförmig gespeichert werden. Deshalb wird er in kg gemessen. Ein Kilogramm Wasserstoff enthält mehr als dreimal so viel Energie wie Benzin oder Diesel. Die Kosten für Wasserstoff variieren je nach Markt und Subventionen. In Europa kann der Preis für einen Kilogramm Wasserstoff, der etwa der Energiemenge von 3,6 Litern Benzin entspricht, zwischen 9 und 16 Euro liegen. Da Wasserstoff in Kilogramm verkauft wird, ist ein direkter Vergleich mit dem Literpreis von Benzin oder Diesel nicht ganz korrekt.

Was spricht gegen Wasserstoffantrieb?

Kritikpunkte am Wasserstoffantrieb beziehen sich auf die geringere Gesamteffizienz im Vergleich zu direkter Elektrifizierung, die Herausforderungen bei der Speicherung und Verteilung des Wasserstoffs sowie die aktuell noch hohen Kosten für die Technologie. Außerdem ist die umweltfreundliche Produktion von Wasserstoff auf große Mengen an erneuerbarer Energie angewiesen.

Sind Wasserstoffautos laut?

Wasserstoffautos sind, ähnlich wie herkömmliche Elektroautos, sehr leise, da sie einen Elektromotor verwenden, der geräuschärmer arbeitet als ein Verbrenner. Die meisten Geräusche entstehen durch Luftzirkulation in der Brennstoffzelle und durch Fahrgeräusche.

Was kosten ein Wasserstoffauto im Vergleich zu einem Verbrenner oder E-Auto?

Wasserstoffautos sind derzeit in der Anschaffung teurer als herkömmliche Verbrennungsmotoren oder Elektroautos, was hauptsächlich an den Kosten für die Brennstoffzellentechnologie liegt. Die Preise beginnen bei 63.900 Euro (Toyota Mirai Basis-Modell) und können je nach Modell und Ausstattung höher ausfallen.

Sind Wasserstoffautos Verbrenner?

Brennstoffzellenfahrzeuge, sind keine Verbrenner im herkömmlichen Sinne. Sie erzeugen Energie durch eine chemische Reaktion in einer Brennstoffzelle, wo Wasserstoff mit Sauerstoff reagiert und Elektrizität erzeugt, ohne Verbrennungsprozess im herkömmlichen Sinne.

Sind Wasserstoffautos emissionsfrei?

Während des Betriebs ist ein Wasserstoff betriebenes Auto emissionsfrei, da als Nebenprodukt nur Wasser entsteht. Die Gesamtemissionsbilanz hängt jedoch davon ab, wie der Wasserstoff produziert wird. Wurde der Wasserstoff aus erneuerbaren Energien gewonnen, ist der Gesamtprozess nahezu emissionsfrei.

Sind Wasserstoffautos gefährlich?

Wasserstoffautos gelten als sicher und müssen strenge Sicherheitstests bestehen, ähnlich wie andere Fahrzeugtypen. Wasserstoffgas ist zwar entflammbar, aber Sicherheitssysteme sind darauf ausgelegt, das Risiko von Leckagen oder Explosionen zu minimieren.

Sind Wasserstoffautos nachhaltig?

Die Nachhaltigkeit hängt von der Herkunft des Wasserstoffs ab. Wenn der Wasserstoff mit erneuerbaren Energien hergestellt wird, sind sie eine nachhaltige Option. Die aktuelle Wasserstoffproduktion basiert jedoch noch häufig auf fossilen Brennstoffen, was die Nachhaltigkeit einschränkt.

Wie viele Wasserstoffautos gibt es in Österreich?

Die genaue Zahl ist im Vergleich zu konventionellen oder reinen Elektroautos gering. Stand April 2023 sind es nur einige Hundert, da die Infrastruktur und die Verbreitung von Wasserstofffahrzeugen noch im Aufbau sind.

Wie viele Wasserstoffautos gibt es in Deutschland?

Auch in Deutschland gibt es noch relativ wenig Wasserstoffautos, aber durch die Förderung von Wasserstofftechnologien und den Ausbau der Infrastruktur steigt die Zahl langsam. Im April 2023 waren es einige Tausend Einheiten.

Glossar: Relevante Begriffe zu Wasserstoffautos

Brennstoffzelle: Ein Gerät, das die chemische Energie von Wasserstoff und Sauerstoff direkt in Elektrizität umwandelt, wobei Wasser und Wärme als Nebenprodukte entstehen.

Wasserstoffauto: Ein Fahrzeug, das einen Elektromotor für den Antrieb nutzt und seine elektrische Energie aus einer Brennstoffzelle bezieht, die Wasserstoff als Brennstoff verwendet.

Elektrolyse: Ein Prozess, bei dem Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten wird, typischerweise unter Verwendung von Elektrizität. Wird der Strom aus erneuerbaren Energiequellen gewonnen, spricht man von “grüner Elektrolyse”.

Regenerative Energie: Energie, die aus nachhaltigen Quellen wie Wind, Sonne oder Wasser gewonnen wird. Sie ist die bevorzugte Energiequelle für die Herstellung von grünem Wasserstoff.

Grüner Wasserstoff: Wasserstoff, der durch die Elektrolyse von Wasser mit Strom aus erneuerbaren Energiequellen erzeugt wird. Dieser Prozess ist im Idealfall emissionsfrei.

Grauer Wasserstoff: Wasserstoff, der hauptsächlich aus fossilen Brennstoffen und durch Dampfreformierung von Methan hergestellt wird, wobei CO₂-Emissionen anfallen.

Blauer Wasserstoff: Wasserstoff, der ähnlich wie grauer Wasserstoff produziert wird, aber mit CO₂-Abscheidung und -Speicherung kombiniert wird, um die Emissionen zu reduzieren.

Energiedichte: Die Menge an Energie, die in einem bestimmten Volumen oder Gewicht eines Brennstoffs gespeichert ist. Wasserstoff hat eine hohe spezifische Energiedichte, aber eine niedrige volumetrische Energiedichte, was bedeutet, dass er viel Energie pro Masse, aber nicht pro Volumen trägt.

Kalte Verbrennung: Ein umgangssprachlicher Begriff für die elektrochemische Reaktion in einer Brennstoffzelle, die Wasser und elektrische Energie erzeugt, ohne dass es zu einer herkömmlichen Verbrennung mit Feuer kommt.

Tankinfrastruktur: Die notwendigen Einrichtungen und Geräte zum Tanken von Wasserstoffautos, einschließlich Tankstellen, Lagerbehälter und Transportmittel.

Wasserstoffkorridor: Ein geografischer Bereich oder eine Route, die über eine gute Versorgung mit Wasserstofftankstellen verfügt und somit längere Reisen mit Wasserstoffautos ermöglicht.

Wasserstofftank: Der Druckbehälter in einem Wasserstoffauto, der den Wasserstoff unter hohem Druck speichert, um eine ausreichende Brennstoffmenge für die Reichweite des Fahrzeugs zu sichern.

Lebenszyklusanalyse: Eine Methode zur Bewertung der Umweltauswirkungen eines Produkts über seinen gesamten Lebenszyklus hinweg, von der Gewinnung der Rohstoffe über die Produktion und Nutzung bis hin zur Entsorgung.

Stack: Eine einzelne Zelle oder eine Serie von Zellen in einer Brennstoffzelle, die zusammengelegt sind, um die benötigte elektrische Energie für den Antrieb des Autos zu erzeugen.

H2 Mobility: Eine Initiative und Partnerschaft zur Förderung der Wasserstoffmobilität, die den Ausbau von Wasserstofftankstellen vorantreibt.

Fuel Cell Electric Vehicle (FCEV): Der offizielle Begriff für ein Fahrzeug, das mittels einer Brennstoffzelle angetrieben wird und als primäre Energiequelle Wasserstoff verwendet.

Emissionsfrei: Beschreibt Fahrzeuge oder Prozesse, die während ihres Betriebs keine direkten Schadstoffe wie CO₂, Stickoxide (NOx) oder Feinstaub (PM) in die Umwelt abgeben. Wasserstoffautos gelten während des Fahrbetriebs als emissionsfrei, da sie lediglich Wasser als Abfallprodukt erzeugen.

Katalysator: Ein Material, das die Reaktionsrate erhöht, ohne dabei selbst verbraucht zu werden. In Brennstoffzellen sorgt ein Katalysator, oft aus Platin, für die Beschleunigung der elektrochemischen Reaktion zwischen Wasserstoff und Sauerstoff.

PEM-Brennstoffzelle (Proton Exchange Membrane): Eine Art Brennstoffzelle, die sich durch schnelle Startzeiten und Effektivität bei niedrigen Temperaturen auszeichnet, was sie für den Einsatz in Fahrzeugen besonders geeignet macht.

Regenerativer Wasserstoff: Synonym für grünen Wasserstoff, welcher die nachhaltige Erzeugung aus erneuerbaren Energiequellen wie Wind-, Sonnen- oder Wasserkraft unterstreicht.

Wasserstofftankstelle: Ein Versorgungspunkt für das Betanken von Fahrzeugen mit Wasserstoff, ausgestattet mit der notwendigen Technik für die Lagerung und Abgabe von Wasserstoff unter hohem Druck.

Wasserstoffwirtschaft: Ein Ansatz, der eine auf Wasserstoff basierende Energieversorgungskette vorsieht, um den Übergang zu einer emissionsarmen Wirtschaft zu unterstützen und regenerative Energiequellen effizient zu nutzen.

Zero Emission Vehicle (ZEV): Ein Fahrzeug, das keine lokalen Abgase produziert. Wasserstoffautos werden dieser Kategorie zugeordnet, da ihr Betrieb ausschließlich Wasserdampf freisetzt.




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