»Die Zukunft der Mobilität ist elektrisch, digital, autonom und multimodal – zu Lande, zu Wasser und in der Luft«, ist sich der Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V. sicher. In ständiger Konkurrenz zur Batterie stehen nach wie vor synthetisch hergestellte Kraftstoffe, also E-Fuels bzw. Power-to-X Kraftstoffe und die Brennstoffzelle, angetrieben mit Wasserstoff. Wenn wir die Debatte einmal von hinten aufrollen, kann zusammenfassend gesagt werden, dass die Batterie für den Personen-Verkehr, Batterie und Brennstoffzelle für LKWs und E-Fuels für Bestandsfahrzeuge beziehungsweise den Motorsport und den Liebhaber-Markt geeignet sind. Aber warum ist das so?
Die Antriebsmöglichkeiten sollen im Folgenden in Hinblick auf ihre Hürden genauer betrachtet werden. Von Infrastruktur, Umweltverträglichkeit und Kosten ist hier die Rede. Fangen wir mit der Batterie an. Diese Antriebsart wirkt auf Verbraucher und Autohersteller derzeit geradezu elektrisierend. Grün und nachhaltig soll sie sein. Zur Herstellung werden die nicht erneuerbaren Rohstoffe Lithium und Kobalt benötigt. Und womit wird die Batterie geladen? Mit Strom, der im besten Fall grün ist. Heißt: Wind-, Solarstrom oder erzeugte Energie aus Biogas und Wasserkraft. Außerdem ist noch unklar, wie sich das Mobilitätsbedürfnis verschiedener Märkte entwickelt. Die benötigte Reichweite eines Elektromotors und die Ladeinfrastruktur verbergen sich in diesem Bereich noch hinter einem großen Fragezeichen. Kostentechnisch rechnet sich ein Elektroauto für die Verbraucher. Besonders staatliche Subventionen spornen Autofahrer an, auf Batteriebetrieb umzusteigen. Außerdem spricht der hohe Wirkungsgrad für das E-Auto. 70-80 Prozent der eingesetzten Energie kommt tatsächlich am Rad an. Bei E-Fuels ist der Wert deutlich niedriger. Lediglich 10-15 Prozent des energetischen Aufwands bringen E-Fuels als Antriebsalternative auf die Straße.
Was sind E-Fuels, synthetische Kraftstoffe, Power-to-X und wie sie alle heißen eigentlich? Mithilfe von regenerativem Strom wird Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff aufgespalten. Im nächsten Schritt verbindet sich CO2, als Abfallprodukt aus industriellen Prozessen oder aus der Umgebungsluft, mit Wasserstoff. Das Endprodukt: synthetischer Diesel, Benzin oder Gas. Besonderheit: E-Fuels und klassische Kraftstoffe sind baugleich und können deshalb in bestehenden Motoren genutzt werden. Verbirgt sich hinter diesem Kraftstoff vielversprechendes Potenzial? Ein Beispiel aus der Praxis zeigt, dass die Entwicklung in der Richtung vorangetrieben wird. Zusammen mit Siemens Energy erprobt Porsche in Chile derweil schon eine Großanlage zur Herstellung des synthetischen Kraftstoffs. Der Standort ist vor allem wegen der optimalen Windkraftgewinnung interessant. Im Jahr 2022 sollen dort schon 130.000 Liter produziert werden. Laut Carl Berninghausen, CEO von Sunfire, einem weltweit führenden Elektrolyse- Unternehmen, sei es entscheidend wie teuer der Kraftstoff am Ende wird. Mit derzeit 4,50 Euro/Liter ist der alternative Kraftstoff für den Privatmann und die Privatfrau eher unattrakiv. Vorteil: Getankt werden kann wie bisher an den schon bestehenden Tankstellen.
Last but not least: Wasserstoff und Brennstoffzelle. In Wasserstoff-Anlagen wird, häufig mithilfe von Windkraft, mittels Elektrolyse Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten. Das komprimierte Gas wird in Tanks gelagert, die unter hohem Druck stehen. Wichtiger Bestandteil von Brennstoffzellen ist derzeit noch Platin. Ähnlich wie Kobalt in der Batterie ist Platin in der Natur nicht unbegrenzt verfügbar, daher die hohen Herstellungskosten. Außerdem wird bei der Elektrolyse doppelt bis dreimal so viel Strom verbraucht, um die gleiche Strecke wie mit einem herkömmlich angetriebenen Auto zurückzulegen. Werden diese Aspekte ausgeklammert, schneidet die Brennstoffzelle bei der Naturverträglichkeit sehr gut ab, denn Wasserstoff wird nahezu komplett sauber verbrannt.
Fazit: Mit einem intelligenten Mix aus allen verfügbaren klimaneutralen Antriebstechnologien kann das Klimaziel der EU erfüllt werden. PKWs werden in Zukunft wahrscheinlich batterieelektrisch unterwegs sein, gewerblicher Güter- und Schwerlastverkehr wird eher auf den Batterie- und Brennstoffzellen-Antrieb zurückgreifen.