Sie wollen die Brennstoffzelle sowie synthetische Treibstoffe forcieren-und traditionelle Verkehrskonzepte hinterfragen.
Quelle: Profil, 02. August 2020, Ausgaben-Nr. 32, Seite: 54, WISSENSCHAFT, Spurwechsel
Damit Österreich die selbst gesteckten Klimaziele für das Jahr 2030 erreichen und damit beitragen kann, die globale Erwärmung zu reduzieren, müsste der Treibhausgasausstoss im Verkehrssektor bis dahin von 24 Millionen auf 15,7 Millionen Tonnen schrumpfen. Das ist mit fossilen Kraftstoffen in Verbrennungsmotoren und einem Mobilitätsverhalten wie heute jedoch illusorisch.
Man dürfe nicht den Fehler begehen, nur auf eine einzelne Technologie wie zum Beispiel batteriebetriebene Elektroautos zu setzen-und auf Alternativen wie Wasserstoffautos und synthetische, mit erneuerbaren Energien hergestellte "E-Fuels" zu verzichten, moniert Bernhard Geringer vom Institut für Fahrzeugantriebe und Automobiltechnik der Technischen Universität (TU) Wien. Geringer will speziell dem verbreiteten Eindruck entgegenwirken, dass Wasserstoffautos gegenüber Elektroautos im Nachteil wären – eine Sichtweise, die auch profil in einem Artikel vertrat (profil 28/2019) und Geringer zu einer Replik veranlasste.
Nicht, dass er etwas gegen batteriebetriebene Elektroautos hätte: "Wo auch immer es sinnvoll möglich ist, sollte man sie einsetzen, denn sie haben einen fantastischen Wirkungsgrad von 75 bis 80 Prozent", erklärt Geringer. Bei klassischen Diesel- oder Benzinvehikeln hingegen beträgt der Wirkungsgrad gerade 25 bis 30 Prozent, denn der Großteil der Energie im Treibstoff geht als Abwärme verloren. Wasserstoffautos mit Brennstoffzellen haben immerhin einen Wirkungsgrad von 45 Prozent. Solange genug Strom zur Verfügung steht, kann er in Batterieautos also überaus effizient genutzt werden. Wenn er aus Kohlekraftwerken kommt, ist das natürlich für die Treibhausgasbilanz fatal, infrage kommen also nur erneuerbaren Quellen, in Österreich vor allem Wasser-und Windkraft sowie Solarenergie.
Er hält es für naiv, zu glauben, dass ständig genug nachhaltig hergestellter Strom aus der Steckdose kommen kann. "Wir haben in Österreich nach wie vor rund 80 Prozent Energieverbrauch aus fossilen Quellen. Um dies zu ersetzen, bräuchten wir eine vier bis fünf Mal höhere Stromproduktion." Wenn man diese bei Wind-und Sonnenenergie forciert, hat man massive Schwankungen je nach der Wetterlage, Tages-und Jahreszeit. "Man wird also nicht umhinkommen, langfristige Speichermöglichkeiten für die gewonnene Energie zu finden", sagt Geringer.
Mit Batterien funktioniert das nicht zufriedenstellend, und der technische Aufwand und Rohstoffverbrauch für große "Superbatterien" wäre gigantisch. "Hier drängt sich sofort der Wasserstoff auf", meint er. Dieser hat eine drei Mal so hohe Energiedichte wie Benzin und Diesel. Man kann ihn durch Elektrolyse mit Strom von erneuerbaren Quellen aus Wasser herstellen und fast beliebig lange in Druckbehältern speichern. Man kann ihn im Auto in einer Brennstoffzelle mit Sauerstoff aus der Luft wieder zu Wasser reagieren lassen und so Strom generieren, der einen Elektromotor antreibt. "Ein Wasserstoffauto ist im Prinzip nichts anderes als ein batteriebetriebenes Elektroauto, mit dem Unterschied, dass der Strom an Bord erzeugt wird",so Geringer. Freilich könne man Brennstoffzellen auch stationär betreiben und damit Elektroautos laden.
Bei kleinen Privatautos im Stadtverkehr seien batteriebetriebene Elektroautos am sinnvollsten. Brennstoffzellen seien erst bei größeren Autos sinnvoll, bei einer Jahresleistung ab 12.000 Kilometern und bei weiteren Tagesstrecken, weil das Auftanken schneller vonstatten geht. Auch für Reisebusse, Lastwägen und Fernzüge sei die Brennstoffzellentechnik effizienter. Werden die Vehikel noch größer und legen sehr lange Strecken zurück, wie Schiffe und Flugzeuge, kann man dafür mit Wasserstoff und CO2 aus der Luft "erneuerbare Treibstoffe", sogenannte E-Fuels, herstellen, erklärt der Experte (siehe Kasten).
Diese könnte man eigentlich schon jetzt in Verbrennungsmotoren für Pkw und Lastautos verwenden, und sogar moderne Flugzeuge sind von den Herstellern dafür freigegeben, denn die E-Fuels sind chemisch nicht anders als Benzin, Diesel und Kerosin aus fossilen Quellen. Der Unterschied liegt ausschließlich in der Herstellung: Weil sie aus atmosphärischem CO2 gewonnen werden und nicht aus seit Hunderten Millionen Jahren tief in der Erde gebundenem Kohlenstoff, ist ihre Verbrennung prinzipiell klimaneutral. Voraussetzung dafür ist natürlich, dass der Strom für ihre Produktion aus erneuerbaren Quellen kommt. Dann hätte man einen CO2 Kreislauf nicht unähnlich jenem der Natur und keine zusätzlichen Treibhausgasemissionen, zumindest wenn man den Energieaufwand für Transport und sonstige Verluste nicht einrechnet. "Der Pferdefuß der E-Fuels ist aber ihr aktuell zwei bis drei Mal so hoher Preis im Vergleich zu fossilem Diesel, Benzin und Kerosin",sagt Geringer.
Wenn man sie nicht sponsert oder Benzin und Diesel aus Erdöl mit einer CO2-Steuer teurer macht, sind sie nicht konkurrenzfähig. Der Experte kritisiert auch die europäischen Flottenverbrauchgesetze, die unter der EU-Präsidentschaft Österreichs 2018 verabschiedet wurden: Sie benachteiligen die Verwendung von E-Fuels massiv.
Denn gemäß diesen Gesetzen wird der durchschnittliche Verbrauch aller Fahrzeuge eines Herstellers "vom Tank zum Auspuff" berechnet. "Es gibt also keinerlei Anreiz, einen theoretisch treibhausgasneutralen erneuerbaren Kraftstoff zu produzieren und einzufüllen", so Geringer. Eine Berechnung "von der Quelle zum Auspuff" wäre gerechter und zielführender.
In der Schweiz sind wir da schon einen Schritt weiter. Denn Artikel 16 im kommenden CO2-Gesetz sieht vor, synthetischen Treibstoff bei der Berechnung der Flottenemissionen mit quasi Null CO2 zu berücksichtigen.
Technische Neuerungen seien fraglos wichtig, aber das Verhalten kompensiere schnell die technischen Verbesserungen: "Die Leute fahren immer mehr, immer weiter, immer länger und bewegen immer mehr Tonnen durch die Gegend, weil die Autos immer größer werden und der Anteil der SUVs steigt", sagt er. Sie kaufen zwar auch immer mehr Elektro-und Hybridautos, hier und da leistet sich jemand sogar eine Wasserstoff-Karosse, doch die Zahl der Benzin-und Dieselfahrzeuge auf den Straßen sinkt nicht. Die klimafreundlicheren Autos kommen also hinzu, anstatt die Verbrenner zu verdrängen. Außerdem werden sie nicht immer im Sinne der Erfinder eingesetzt.
Der britische Rundfunksender BBC veröffentlichte kürzlich Daten, wonach Tausende Plug-in-Hybride im Alltag genauso viel Brennstoff brauchen wie herkömmliche Benzinfahrzeuge.
Plug-in-Hybride sind eigentlich Elektrofahrzeuge, die per Stromkabel geladen werden können, aber für lange Strecken zusätzlich einen Benzinmotor und-tank eingebaut haben. Sie werden in England beim Kauf mit bis zu 4500 Pfund (5000 Euro) gefördert. Im Schnitt sollten sie theoretisch pro 100 Kilometer 1,8 Liter Treibstoff verbrauchen, in der Realität sind es 5,9 Liter. Das liegt nicht an Schummeleien der Hersteller, sondern am Verhalten der Konsumenten. Sie fuhren die Vehikel oft nur mit Benzin. Manche wurden nie aufgeladen und hatten die Stromkabel noch in Cellophanfolie verschweißt im Kofferraum liegen. "Demnach war das eine verkappte Förderung für Verbrenner. Noch dazu stecken in solchen Autos mehr Ressourcen, und sie sind schwerer, weil zwei Motoren drin sind",sagt Dangschat. Es sei ein Denkfehler der Ingenieure, dass sich die Leute umweltfreundlicher verhalten, wenn die Technik umweltfreundlicher ist.