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Brennstoffzelle oder Batterie im Elektrofahrzeug

In Elektrofahrzeugen konkurrieren derzeit im Wesentlichen zwei Systeme als Energielieferant für den Elektromotor: Die Brennstoffzelle oder die Traktionsbatterie. Was hat es damit auf sich?

 

Ein Brennstoffzellenauto hat Wasserstofftanks. Diese Tanks werden ähnlich wie beim Auto mit Verbrennungsmotoren an Tankstellen innerhalb von ca. 3 Minuten befüllt, mit einem Tankinhalt von etwa 5 - 7 kg Wasserstoff ist eine Reichweite von ca. 500 bis 750 km möglich.

Zum Antrieb des Autos dient dem Elektromotor die Elektrizität, die aus der chemischen Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff entsteht. Übrig bleibt Wasserdampf. Meistens ist noch zusätzlich eine Hochvolt-Batterie im Auto verbaut, um mittels Rekuperationsverfahren (Energierückgewinnung) Bremsenergie zu speichern und diese ergänzend als Energie zur Verfügung zu stellen.

 

Beim reinen Batteriebetrieb kommt meist die Lithium-Ionen Technologie zum Einsatz. Bei einem Gewicht von ca. 200 bis 500 kg haben diese eine Kapazität von ca. 20 bis 50 kW/h, was eine Reichweite von ca. 150 bis 350 km bedeutet. Das Aufladen ist zeitraubender als das Betanken mit Wasserstoff, je nach Leistung der Ladestation ca. 0,6 bis 8 Stunden.

 

Wenn man unterstellt, dass sowohl der Wasserstoff als auch der Strom jeweils mit Einsatz erneuerbarer Energie erzeugt werden, müsste doch beides gleich sinnvoll sein.

 

Da bei eigenen Recherchen sich bei den diversen Veröffentlichungen zum Thema immer die Frage nach der Unabhängigkeit des Autos stellt, ist nachfolgend aus einem Bericht der ingenieurnachrichten.de über eine Studie vom Jülicher Institut für Energie- und Klimaforschung zitiert:

 

„Viele Experten favorisieren zurzeit die Batterie - denn das elektrische Netz existiert bereits. Es braucht lediglich mehr Ladesäulen. Außerdem überzeugt ein vollkommen elektrischer Prozess durch einen hohen Wirkungsgrad. Beim Wasserstoff müsste hingegen ein Großteil der Infrastruktur noch aufgebaut werden: Elektrolyseure, die den Strom aus Rekordzeiten der Windenergie nutzen, um Wasser zu spalten. Der entstehende Wasserstoff kann zunächst in unterirdischen Salzkavernen gelagert und dann beispielsweise über ein Pipelinesystem an die Tankstellen verteilt werden. Die Autoren [der Studie, TSC] haben beide Szenarien analysiert. Das Ergebnis: Die Rentabilität hängt davon ab, wie viele Fahrzeuge mit Batterie- oder Brennstoffzellenantrieb unterwegs sind. Bei geringen Beständen bis zu einigen Hunderttausend sind die Investitionen in den Infrastrukturausbau nahezu gleich. [...] Die Studie aus Jülich betrachtet eine Marktdurchdringung von bis zu 20 Millionen Fahrzeugen - knapp die Hälfte des heutigen Bestands. Dann sind die Investitionen in eine Ladesäulen-Infrastruktur mit rund 51 Mrd. Euro höher im Vergleich zur Wasserstoff-Infrastruktur (40 Mrd. Euro). Die Mobilitätskosten hingegen unterscheiden sich in diesem Stadium kaum - sie liegen in beiden Fällen zwischen 4,5 und 4,6 Eurocent pro Kilometer. Die Gesamtkosten seien in beiden Fällen deutlich geringer als Investitionen in anderen Infrastruktur-Bereichen. Die Studienautoren empfehlen daher, beide Pfade auszubauen."

 

 

Quelle des Textes: ingenieurnachrichten.de/2018/02/18/batterie-vs-brennstoffzelle