Batterie oder Wasserstoff? Effizienzvergleich elektrischer Antriebe

 Welchem Antriebssystem gehört die Zukunft? Dieser Frage ging eine von der GfK durchgeführte repräsentative Studie nach. Das Ergebnis überrascht: 72 Prozent der befragten Schweizerinnen und Schweizer schätzen grünen Wasserstoff als den Antrieb der Zukunft ein, während nur 53 Prozent glauben, dass sich die batterieelektrischen Antriebssysteme durchsetzen werden.

Ein gänzlich anderes Bild zeigen aktuelle Zulassungszahlen: Letztes Jahr wurden in der Schweiz 45.608 batterieelektrische Personenfahrzeuge und 12 Wasserstoffautos zugelassen. Die verbleibende Frage ist also, ob sich trotz dieser eindeutigen Zahlen der Trend hin zum Wasserstoff umkehren kann.

Batterieelektrische Fahrzeuge sind effizienter

Neben den Kosten ist die Effizienz der Stromnutzung ein wesentliches Unterscheidungsmerkmal zwischen den beiden elektrischen Antriebssystemen. Der folgende von EnergieSchweiz (Bundesamt für Energie) veröffentliche Effizienzvergleich zeigt auf, dass batterieelektrische Fahrzeuge den Strom mehr als dreimal effizienter in Bewegungsenergie umwandeln wie Wasserstoffautos.

Wasserstoff		Batterieelektrisch
100 % Ökostrom
- 30 %	Elektrolyse	- 5 %	Transport, Speicherung, Distribution
- 26 %	Transport, Speicherung, Distribution	- 5 %	Wechsel- zu Gleichstrom
- 50 %	Wasserstoff zu Strom	- 5 %	Batterieaufladung
- 5 %	Gleich- zu Wechselstrom	- 5 %	Gleich- zu Wechselstrom
- 10 %	Effizienz Motor	- 10 %	Effizienz Motor
22 %	Gesamteffizienz	73 %	Gesamteffizienz

Ein weiterer Schlüsselfaktor für die Verbreitung von Antriebssystemen ist die Infrastruktur. Während das Ladenetz für batterieelektrische Fahrzeuge in den letzten Jahren stark gewachsen ist, gibt es in der Schweiz bislang nur wenige Wasserstofftankstellen. Auch die infrastrukturellen Unterschiede beeinflussen die Wahl der Antriebsart massgeblich. Besonders preiswert kann Ladestrom auf dem eigenen Dach mithilfe einer Solaranlage produziert werden.

Wasserstoff im Lastverkehr?

Im Lastverkehr bietet Wasserstoff einen Gewichtsvorteil, da die Wasserstofftanks wesentlich leichter als grosse Batterien sind. Dennoch kommt die Elektrifizierung im Lastverkehr bisher nur bei leichten und mittelschweren Fahrzeugen voran. Laut einer Studie der ETH Zürich werden sich in dieser Fahrzeugklasse batteriebetriebene Lastkraftwagen durchsetzen, da sie bereits heute bei einer Gesamtkostenbetrachtung günstiger als Diesel-LKW sein können. Wasserstoff hingegen bleibt in allen Fahrzeugklassen die teuerste Option, weshalb die Erfolgsaussichten auch für schwere Wasserstoff-LKW als gering eingeschätzt werden. Eine Metaanalyse von Wissenschaftlern der Fraunhofer-Gesellschaft zeigt jedoch, dass die Kosten für Batterie- und Brennstoffzellensysteme schneller als erwartet sinken.

Auch sogenannte E-Fuels, die aus Wasserstoff hergestellt und in klassischen Verbrennungsmotoren genutzt werden können, stehen zur Diskussion. Laut EnergieSchweiz benötigen mit E-Fuels betriebene Fahrzeuge jedoch im Vergleich zu batterieelektrischen Fahrzeugen die fünffache Menge an Strom. Aufgrund ihrer hohen Energiedichte gelten E-Fuels nichtsdestotrotz als vielversprechende Option für den Flugverkehr.

Neben klassischen Lithium-Ionen-Batterien wird an neuen Technologien wie Feststoffbatterien geforscht, die höhere Energiedichten und schnellere Ladezeiten ermöglichen, womit in der Mobilität künftig weitere Technologiesprünge möglich werden können.