Wasserstoff-Brennstoffzelle - die kommende, dominierende Antriebstechnologie?

Was ist eigentlich eine Brennstoffzelle, wie funktioniert sie und wo wird sie eigentlich genutzt? Dies sind nur drei der Fragen, welche in dieser Podcast-Folge beantwortet werden.

Des Weiteren werfen wir einen Blick nach China und betrachten, welche Rolle die Wasserstoff-Brennstoffzellentechnologie dort spielt? Warum mit einer Abkehr von reinen E-Autos zu rechnen ist und ob die deutsche Automobilindustrie für diesen Wandel gewappnet ist.

All dies erfährst du in der aktuellen Folge unseres Podcasts. Einschalten und zuhören.

Shownotes:

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Transcript

  1. Intro:

    Elektroauto News. Der Podcast rund um das Thema Elektromobilität. Mit aktuellen Entwicklungen, Diskussionen, Interviews und vielem mehr.

  2. Sebastian:

    Willkommen bei einer neuen Podcast-Folge unseres Portals elektroauto-news.net. Ich bin Sebastian und freue mich, dass du diese Woche wieder eingeschalten hast, wenn es um Themen rund um die E-Mobilität geht. Um genau zu sein, widmen wir uns in dieser Folge der Wasserstoff-Brennstoff-Zelle, welche eben auch eine Art der E-Mobilität im Alltag darstellt. Einleiten möchte ich eben kurz ein paar Worte dazu verlieren, was eigentlich eine Brennstoffzelle ist, wie sie funktioniert und wo sie eigentlich genutzt wird. Die Infos hierfür habe ich mir von getmobility.de geholt, den gibt es auch in den Shownotes dann eben mit dazu, die das im Laufe der Woche ganz gut zusammengefasst haben, was sich eben denn dahinter verbirgt. Und GetMobility hat eben gesagt, dass die Brennstoffzelle ebenso wie die E-Mobilität als zukunftsweisende Alternative zum schadstofferzeugenden Benzin- und Dieselantrieb gilt. Dabei ist die Idee hinter der Technologie schon im Jahr 1840 entstanden. Und der Vorgang, der dabei stattfindet, der auch sozusagen kalte Verbrennung genannt wird, lässt sich wie folgt erklären. Bei dieser Art von kalter Verbrennung reagiert der im Erdgas enthaltene Wasserstoff mit einem Oxidationsmittel wie Sauerstoff aus der Luft. Dadurch entsteht eine kontrollierte Knallgasreaktion. In diesem Vorgang wird zuerst elektrischer Strom und danach Wärmeenergie in Form von Warmwasser bzw. Wasserdampf erzeugt. Diese Energie kann dann eben genutzt werden... um in verschiedenen Einsatzfeldern verwendet zu werden. Da wird in drei Bereiche unterschieden, eben stationärer Bereich, das ist Heizung und Strom, das ist der portable Bereich, wo Notebooks und Mobiltelefone drunter fallen und es gibt mobile Anwendungen, wo es verwendet werden kann, Bus- und Pkw-Bereich. Und gerade im mobilen Anwendungsbereich ist die Wasserstoff-Brennstoffzelle eben gern gesehen, da sie bessere Alternative für die Umwelt ist im Vergleich zu ausstoßenden Diesel- und Benzinverbrennungsmotoren. Und auch in der Automobilindustrie bringt die Wasserstoff-Brennstoffzelle eben noch andere Vorteile mit sich. Man scheint sich schon im Klaren darüber zu sein, was ja schön ist, dass unsere Zukunft elektrisch ist. Vor allem auf der Straße eben, aber man hat eben noch die Probleme mit langen Ladenzeiten, mangelnder Reichweite, sowie irgendwann auch die Entsorgung der verbrauchten Akkus, wo ich in der vorherigen Podcast-Folge schon drauf eingegangen bin, wird auch in Shownotes verlinkt. Die Brennstoffzelle mit Wasserstoffantrieb hingegen, die in wenigen Minuten an entsprechenden Wasserstofftankstellen aufgetankt werden kann und eine weitere Reichweite mit sich bringt, könnte das Problem lösen, welches rein elektrische Antriebe, die nur auf einem Lithium-Ionen-Akku sitzen, mit sich bringen. Aber es ist eben so, dass sich laut der TZ gerade aktuell nur 210 Brennstoffzellenautos auf deutschen Straßen befinden. Also nicht wirklich die Menge an Fahrzeugen, die eine Veränderung herbeiführen kann. Und es gibt eben auch noch den Nachteil, dass Wasserstoff eben auch nur mit viel Aufwand erzeugt werden kann. So ist es eben so, dass Wasserstoff nicht natürlicher Stoff ist, der vorhanden ist und der abgebaut werden kann, sondern es wird erheblich viel Energieaufwand betrieben, um diesen zunächst in Form von Erdgas zu gewinnen und schließlich auch zu lagern. Des Weiteren ist es eben so, dass er hochentzündlich ist und es in Deutschland auch überhaupt kein ausgeprägtes Tankstellennetz dafür gibt. Selbst wenn wir ein Fahrzeug dementsprechend hätten, das mit einer Brennstoffzelle fährt, hätten wir halt das Problem, wo tanke ich es denn, wo lade ich es denn auf. Und das ist halt die Herausforderung bei der ganzen Geschichte. Ich denke, das hat jetzt mal schon einen guten Einblick gegeben in die Wasserstoff-Brennstoffzelle, was die denn mit sich bringt, wie sie funktioniert, was benötigt wird und welche Punkte denn zu beachten sind, wenn man denn so ein solches Fahrzeug fahren würde. Für Aufmerksamkeit hat diese Woche vor allem unser Artikel gesorgt, der da hieß »Umschwung in China – Wasserstoff-Brennstoffzelle rückt in den Fokus«. Ja, was hat es damit auf sich? Bekanntermaßen gilt China als Wegbereiter für die E-Mobilität und dennoch scheint man aber auch dort der Meinung zu sein, dass reine E-Autos nicht die Lösung aller Probleme sind. Im Gegenteil, künftig wird man sich in China vor allem wohl auf die Wasserstoff-Brennstoffzelle fokussieren. Zumindest lassen das verschiedene Medienberichte in der letzten Zeit und auch politische Entscheidungen, die das Ganze in diese Richtung drängen, vermuten. Nichtsdestotrotz sei gesagt, die E-Mobilität ist für China und war für China eine wunderbare Möglichkeit, sich vom Rest der Welt zu entkoppeln. Denn ganz klar ist, im Gegensatz zu anderen Ländern verfügt man dort nicht über riesige Ölvorkommen, mit denen die Verbrenner im eigenen Land unabhängig betrieben werden können. In puncto E-Mobilität hat man allerdings den Vorteil auf der eigenen Seite, denn für zahlreiche der benötigten Rohstoffe verfügt das Reich der Mitte über entsprechende Schürfrechte, konnte sich da aber dementsprechend schon abkoppeln. Und eine Vormachtstellung einbeziehen, wie wir es ja auch wissen, dass China da eben führend ist auf dem Markt der E-Mobilität. Nun ist es aber eben so, dass zurückgehende Subventionen erkennen lassen, dass China eine andere Richtung einschlägt bzw. Fühler in andere Richtungen ausstreckt. So haben wir bereits zu Beginn des Jahres darauf hingewiesen, dass die chinesische Regierung die Subventionen für den Kauf von E-Fahrzeugen 2019 um etwa ein Drittel reduzieren wird. was eben auch den Abwärtsdruck auf eine bereits in Dynamik verlierende Wirtschaft verstärken könnte. Im kommenden Jahr, also 2020, sollen dann die Subventionen für Eheautos vollkommen abgeschafft werden. Problematik gibt es eben dann auch durch die Kopplung der Subventionshöhe an die Reichweite der Fahrzeuge, möchte Chinas Regierung durch die Hersteller zu animieren, die Entwicklung von E-Autos und vor allem deren Reichweiten voranzutreiben. Stand heute gehen Chinas Hersteller keinen festen Weg, sondern halten sich verschiedenen Antriebsalternativen offen. Die Initiative Made in China 2025 positioniert New Energy Fahrzeuge allerdings als Priorität. Wobei da dann eben auch gesagt sei, dass diese New Energy Fahrzeuge nicht nur reine E-Autos sein müssen, sondern eben auch unter anderem Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeuge, die grün über die Straßen fahren sozusagen. Ja, um eben auch den Einsatz von Wasserstoffenergie zu fördern und zu beschleunigen und auch nachhaltiges Wachstum zu fördern, plant China den Bau von vier sogenannten Wasserstoffkorridoren im Yangtze-Flussdelta, die auf dem Schnellstraßennetz in der Region basieren. Da will man eben bis 2021 die Infrastruktur so weit ausbauen, dass die Städte in der Region miteinander verbunden werden. Zwischen 2019 und 2021 werden in der Region mehr als 40 Wasserstofftankstellen gebaut, die wichtige Autobahnen miteinander verbinden werden. Auch Subventionen für Forschung und Entwicklung werden vonseiten der chinesischen Regierung nun auf Fahrzeuge mit Wasserstoff-Brennstoffzelle umgeschiftet. Das heißt, wir gehen weg von E-Mobilität oder E-Autos mit lithium Batterie hin zu Wasserstoff-Brennstoffzelle. Dies bedeutet allerdings auch, dass die E-Autohersteller in China der grausamen Realität stellen müssen, dass mit dem Wegfall der staatlichen Unterstützung finanzielle Verluste einherkommen können. Ja klar, wenn man halt im Moment stark von Subventionen profitiert, Fahrzeuge abgesetzt werden, auf einmal gehen die Subventionen zurück, gehen die Preise auch wieder hoch, was die Fahrzeuge für die Masse dann eben auch uninteressanter macht. Von daher kann es durchaus sein, wenn China das jetzt komplett umshiftet, dass dann eben die Wasserstoff-Brennstoffzelle eher das Fahrzeug der Wahl wird in Zukunft. Wird man sehen müssen, aber da scheint es sich aktuell hinzuentwickeln. Ja, aber woher kam jetzt dieser Umschwung der Denkweise? Warum weg von reinen E-Autos hin zu elektrisch angetriebenen Fahrzeugen mit Wasserstoff-Brennstoffzelle? Und da wird eben in den Berichten darauf verwiesen, auf den Besuch des chinesischen Premierministers Li Keqiang im Rahmen einer Reise nach Japan. Dort hat er sich eben auch über die Fortschritte der Brennstoffzelle informiert. Und der Toyota Mirai soll da eine wichtige Rolle gespielt haben, weil innerhalb von drei bis vier Minuten das Fahrzeug gerade aufgetankt wurde und dann schon wieder 650 Kilometer zurücklegen konnte und das trotzdem alternativ von Antrieb, also kein Benzin- oder Dieselfahrzeug, sondern tatsächlich alternativ angetrieben und schon für die Kaum zurück von seiner Reise nach Japan hat der chinesische Premierminister eben auch ein Team aus mehreren Ministerien und Kommissionen zusammengestellt, um sich die Wasserstoff-Brennstoff-Zellentechnologien eher zu betrachten, anzusehen und auch zu entwickeln. Und man kann eben festhalten, dass allein diese Entwicklung, diese Ausrichtung, so ein gezieltes Team da zusammenzustellen, ein ernstes und erstes Signal ist, dass Chinas Politiker die Brennstoffzelle zu einem großen Forschungs- und Entwicklungsprojekt machen werden. Ja, und am 11. April wurde dann auch durch die staatliche englischsprachige Zeitung China Daily bekannt gegeben, dass der Entwicklungsplan der Zentralregierung für die Wasserstoffkraftstofftechnologie das Ziel festlegt, bis 2020 5.000 Wasserstoffenergiefahrzeuge auf die Straßen zu bringen, bis 2025 50.000 und bis 2030 eine Million. Also wir reden hier gerade mal von elf Jahren, wo wir von gefühlt ein paar hundert Wasserstoffenergiefahrzeugen auf eine Million kommen sollen. Und wer in China die Entwicklung mit reinen E-Autos gesehen hat, der dürfte auch glauben, dass das zu schaffen ist. Gerade wenn dann so Zug von der Politik wieder hinterherkommt. Und gerade für die Steuerzahler geht man von aus der Zeit, dass dieser Umschwung von reinem E-Auto zur Wasserstoff-Brennstoffzelle eine Entlastung darstellen kann. Denn, führen wir uns mal die Zahlen vor Augen, allein die Marke Byte hat in den vergangenen fünf Jahren knapp eine Milliarde Euro Subvention für Elektroprogramm erhalten. Inzwischen schreibt man dort auch Verluste, weil eben Subventionen wegfallen, Fahrzeuge weniger abgesetzt werden dadurch. Und ja, wirkt sich halt negativ aus und das wird nicht das einzige Unternehmen sein, wo man das so merkt. Ich denke, da werden auch viele Startups dann davon betroffen sein, die eben nicht so ein bequemes Polster haben, auf das man zurückfallen kann. Experten haben diesen Umschwung schon früher kommen sehen. Jochen Siebert beispielsweise von JSC Automotiv in Shanghai zeigt sich nicht überrascht, dass der Kurswechsel so kommt von China. Der hat schon vor über einem Jahr davor gewarnt, sich nicht nur auf die reine E-Mobilität zu verlassen. Weil er hatte schon damals angedeutet, dass der Ausbau der Ladestation nicht funktionieren wird, weil es eben dem Ministerium für ökologische Umwelt in China tatsächlich darum geht, die Umwelt zu verbessern. Und nicht nur auf E-Autos zu setzen, das heißt im Umkehrschluss, wenn eine bessere Technologie vorhanden ist aus den ihrer Deutung als die reinen E-Autos, kann da halt auch ganz schnell ein Umschwung kommen und dadurch wird dann eben auch der Ausbau der Ladeinfrastruktur infrage gestellt, weil man vielleicht seine Mittel woanders konzentriert, wie wir es jetzt in Form der Subventionen, Forschungsgelder und so weiter sehen. Also da ist schon Umschwung zu erkennen in China. Jetzt ist die Frage, wie konsequent wird das einfach auch durchgezogen und was macht Europa, was macht Deutschland damit? Und in diesem Zusammenhang möchte ich einfach auch einen kurzen Blick auf die deutsche Automobilindustrie werfen, die ebenfalls auf die Wasserstoff-Brennstoffzelle setzen. Zwar nicht ganz so konsequent wie China aktuell, aber man scheint verstandsam, dass man auch dieses Feld nicht außen vor lassen sollte. Und der Automobilzulieferer Elring Klinger gab sozusagen im September 2017 bereits zu verstehen, dass man davon ausgehe, dass sich mittelfristig die Brennstoffzelle durchsetzen wird. Und klar ist es auch verständlich irgendwo, dass man diese Entwicklung herbeisehnt, denn das Unternehmen profitierte halt auch deutlich mehr davon bei einem Ökosystem. Im Elektroauto ist der Umsatz deutlich höher als bei einem Fahrzeug mit Verbrenner derzeit. Von daher wäre es allen Klingern wahrscheinlich egal, ob sie jetzt auf Brennstoffzelle oder reinen E-Antrieb setzen. Aber man scheint dort schon auch den Brennstoffzellenmarkt zu fokussieren. Denn nach einer ersten Hochlaufphase, spätestens zwischen 2025 und 2030, ist man sich sicher, der Markt wird richtig anziehen. Und ja, was machen unsere deutschen Hersteller? Ziehen die da mit? Haben die was im Angebot? Und so ist es, dass eben Daimler aktuell ein Brennstoffzellenfahrzeug in Serie auf der Straße hat. BMW wird mitgerechnet, dass sie 2020 auf die Straße bringen wird. Audi, VW forscht aktuell noch mit einer Uni zusammen dran, was sie machen können. Audi und Hyundai haben sich zusammengeschlossen, zumindest in Bezug auf die Brennstoffzellentechnologieentwicklung, sprich man tauscht sich miteinander aus, man versucht voneinander zu lernen. Und gerade Audi hat im VW-Konzern eine wichtige Stellung bekommen. Es wird die Marke an sich zum Kompetenzzentrum für die Technologie erklärt oder ist schon erklärt worden. In 2019 soll ein erstes E-Auto als Studie vorgestellt werden. Und zwei Jahre später, also 2021, soll es dann auch als fertiges Brennstoffzellenfahrzeug auf die Straße kommen. Also zumindest da ist ein bisschen Zug dahinter. Da wird man dann wahrscheinlich auch wieder... Im VW-Konzern davon profitieren, dass man diesen direkten Austausch miteinander hat. Und wer weiß, vielleicht geht es dann auch schneller als gedacht, wenn man da auf einer Plattform wieder arbeitet und miteinander oder zueinander findet. Ja, was machen andere Automobilzulieferer? Freudenberg hat sich auch entsprechend aufgestellt. Anfang des Jahres 2018 hat man mit einer Akquisition und strategischen Beteiligung seine Geschäftsaktivitäten im Energiesektor und für die E-Mobilität verstärkt. Mit der teilweise Übernahme des Brennstoffzellenherstellers Elcor und seiner Schwestergesellschaft Elcomax in München sicherte man sich bereits das Recht an mehreren Patenten und Patentanmeldungen. Also da ist man auch auf dem richtigen Weg anscheinend. Fuß zu fassen, sich da festzusetzen und auch Entwicklung in die richtige Richtung voranzutreiben. Bosch darf man auch nicht unerwähnt lassen als mit einer der größten Automobilzulieferer hier in Deutschland. Die sind im April 2019 in den Markt für mobile Brennstoffzelle eingestiegen und bereiten den Durchbruch der Technik für LKW und PKW vor. Und Man wird sich dort auf die Weiterentwicklung und Produktion von Brennstoffzellen-Wasserstoff-Stacks als Herzstück dieser Antriebsform konzentrieren und ist deswegen auch in entsprechende Kooperation mit dem schwedischen Brennstoffzellen-Stack-Hersteller Powercell Sweden AB eingegangen. Und Bosch gibt eben auch zu verstehen, die beste Chance für den breiten Einsatz der Brennstoffzellentechnologie sieht man im Nutzfahrzeugmarkt. Nicht im Pkw-Markt, sondern tatsächlich Nutzfahrzeuge, Lkw, Transporter und so weiter. Und gerade in Bezug auf die Flottenvorgabe der Europäischen Union für LKWs bis 2025 eine Minderung der CO2-Emissionen um im Schnitt 15% zu erreichen, beziehungsweise bis 2030 um 30% zu erreichen, ist die Brennstoffzellentechnologie das Mittel der Wahl laut Bosch. Und da wird man eben sehen, wo der Weg hingeht. Wir werden es auf jeden Fall beobachten bei uns im Portal und sind auch gespannt, wie konsequent eben der Weg in China verfolgt wird, was wir Deutschen damit machen und wie Europa reagiert, ob wir damit früh dabei sind und mit diesem alternativen Antrieb unsere Umwelt ein bisschen besser machen. Festhalten sollte man natürlich nochmal, dass es im Endeffekt auch ein E-Auto ist, was da fährt. Auch wenn es mit Wasserstoff-Brennstoffzelle fährt, ist es einfach eine andere Art und Weise der Energiespeicherung, die ihre Vorteile mit sich bringt, aber eben auch ihre Nachteile, wie eingangs erwähnt. Und daher gilt es halt auch das kritisch zu betrachten und auch das wird nicht die erlegte Wollmilchsau sein, sondern man muss tatsächlich, wie Bosch dann eben auch gesagt hat oder auch führt, muss man schauen, wann welche Lösung am besten zum Einsatz kommen sollte, zum Einsatz kommen kann und wann es eben Sinn macht, dass wir eher kleinere E-Autos im Einsatz haben. Mit normaler Reichweite, sage ich mal. Oder wann es denn eben eher Sinn ergibt, auf die Wasserstoff-Brennstoffzellentechnologie zu setzen. Auf jeden Fall gibt es da definitiv interessante Entwicklungen. Man wird abwarten müssen, was passiert. Und sieht an Bemühungen wie Hyundai, die aktuell in der Öffnung des Brennstoffzellenantriebssystems ihres Unternehmens verfolgen, dass man bereit ist, auch ungewöhnliche Wege zu gehen. Wie wir wissen, hat VW oder entwickelt VW die MEB-Plattform, die innerhalb des Konzerns eine wichtige Rolle für E-Autos spielt, aber eben auch von Konkurrenten genutzt werden kann, wenn man dementsprechend Lizenzgebühren usw. auf den Tisch legt. Hat eben den Vorteil, dass wenn mehrere Autobauer die gleiche Plattform nutzen, sich höhere Stückzahlen erreichen lassen, die Kosten sinken und der Markt damit leichter sich öffnet für die Technologie. Und den gleichen Ansatz hat da eben auch Hyundai jetzt gewählt. Die öffnen eben nicht ihre Plattform, sondern die Brennstoffzellenantriebssystem wird geöffnet für die Konkurrenz. Die können das verwenden, können davon lernen, können sich da austauschen. Kosten gehen womöglich runter oder idealerweise runter. Fahrzeuge werden mit dieser Technologie interessanter und können leichter am Markt abgesetzt werden. Und da scheint auch eben täglich was zu geschehen in diesem Gebiet der Brennstoffzelle. Wir werden es bei uns im Portal weiter verfolgen. Ich würde mich einfach freuen, wenn du auch wieder bei der nächsten Folge des elektroautonews.net Podcasts einschaltest. Wenn du uns eine positive Bewertung oder zumindest eine sehr faire, ehrliche Bewertung hinterlässt, was du vom Podcast hältst, welche Themen wir eben noch angehen können, das kannst du zum einen in unserem Portal selbst machen, du kannst mir eine E-Mail dazu schreiben, übers Kontaktformular, du kannst aber auch einfach eine Bewertung auf iTunes, Spotify und Co. hinterlassen, dass das auch andere Menschen, Zuhörer sehen, lesen können und sich vielleicht unseren Podcast anhören, einfach um die E-Mobilität noch ein bisschen weiter zu verbreiten und in die Köpfe zu bekommen. Würde mich auf jeden Fall sehr freuen. Ich freue mich, wenn du auch nächste Woche wieder einschaltest und sage jetzt einfach Ciao, bis dann.