E-Autos, Wasserstoff, E-Fuels: Das Rennen läuft

Es gibt aktuell 2 alternative Antriebsmöglichkeiten im Verkehrssektor: Batteriebetriebene Fahrzeuge (BEV) und Brennstoffzellen. E-Fuels sind noch leise Zukunftsmusik. Bisher stehen alle Zeichen auf BEV. Im Jahr 2022 wurden 470.559 BEV neu zugelassen, dies entspricht 17,75 % aller neu zugelassenen PKWs in Deutschland. Im Vergleich zum Vorjahr ist das ein Anstieg um 32 %. Die VDE-Studie „Antriebsportfolio der Zukunft” prognostiziert, dass sich die Energiedichte der Batterien um 30 % erhöhen und die Batteriekosten um 50 % sinken.

Welche Antriebsart für ein Fahrzeug ideal ist, hängt auch von dessen Größe ab. So ist ein Elektroantrieb für große LKWs nicht sinnvoll. Zu diesem Ergebnis kam eine Machbarkeitsstudie des Fraunhofer-Instituts für System- und Innovationsforschung (ISI). Für die Studie wurden 9.500 Touren mit 224 LKWs über 12 t simuliert. Erkennbar ist, dass alle Touren auf städtischem Gebiet und fast die Hälfte aller Touren auf regionalem mit einem Elektro-LKW zurückgelegt werden konnten. Eine optimierte Routenplanung und Zwischenladen erhöhen das Potenzial. Bei Elektro-LKWs ab 26 t wird’s schwieriger ─ hier haben LKWs mit einem Wasserstoff-Antrieb ein größeres Potential.

Der E-Mobility Spezialist Quantron führt einen LKW mit einer Reichweite von etwa 700 km und einem H₂-Tankvolumen von 54 kg. Für größere Entfernungen gibt es auch eine Version mit doppeltem Tankvolumen (116-122 kg H₂) und einer Reichweite von 1.400 km.

Das EU-Parlament hat ein Gesetz angenommen, welches den Ausbau von Ladestationen und Wasserstofftankstellen beschleunigen soll. Vereinbart wurde, dass auf den Hauptrouten alle 60 km eine Ladestation für E-Autos und alle 120 km eine Ladestation für E-LKWs und E-Busse stehen muss. Außerdem soll mindestens alle 200 km eine Wasserstofftankstelle errichtet werden. Bis 2027 soll eine EU-Datenbank entstehen, die Informationen über Verfügbarkeiten, Wartezeiten und Preise an Tankstellen bereitstellt.

E-Fuels sind aktuell eine vieldiskutierte Alternative, da sie Benzin bzw. Diesel ersetzen könnten. Die Kraftstoffe dürfen ab 2035 zwar weiterverwendet werden, aber nur, wenn sie keine schädlichen Emissionen ausstoßen. Unklar ist aktuell, ob E-Fuels jemals im Personenverkehr eingesetzt werden, aber dazu gleich mehr.

E-Fuels sind Verbindungen aus Wasserstoff und Kohlendioxid, mögliche Endprodukte sind synthetischer Diesel, synthetisches Benzin und synthetisches Kerosin. Für die Herstellung wird CO₂ aufgenommen, daher sieht man sie als CO₂-neutral an, wenn der Produktionsstrom aus erneuerbaren Energien generiert wird.

Kommen E-Fuels zum Einsatz, müssen die Motoren technisch nicht einmal angepasst werden, auch die vorhandene Infrastruktur können Verbrauchende nutzen, deren Fahrzeug mit einem Verbrennermotor kommt.

Der Wirkungsgrad von E-Fuels ist noch sehr gering, die Herstellung dagegen sehr energieintensiv. Ein Ladestationen-Hersteller berechnete die Wirtschaftlichkeit verschiedener Antriebsarten über eine Laufzeit von 8 Jahren und 160.000 km, die Werte können je nach Fahrzeugmodell, Region, Kraftstoff- oder Energiepreisen und steuerlichen Anreizen variieren. Hier findest du die Grundwerte für die Berechnung:

Quelle: Emobicon

Wie schon erwähnt, ist der Wirkungsgrad von E-Fuels nicht vergleichbar mit jenem von Elektroautos. Mit einer 3-MW-Windkraftanlage können beispielsweise bei 2.000 Volllast-Stunen pro Jahr, 1.600 batteriebetriebene Autos betankt werden. Mit dem gleichen Energieaufwand können jedoch nur 250 Autos mit E-Fuels versorgt werden. Dieser Vergleich zeigt, dass der Energieaufwand für E-Fuels so hoch ist, dass sie Stand heute nicht mit Elektroautos und Wasserstoff betriebenen Autos konkurrieren können.

Wie sieht die Zukunft aus? Wird sich eine Antriebsart durchsetzen? Vieles steht noch in den Sternen. Verschiedene Antriebsarten kursieren auf dem Markt. Eine sinnvolle Lösung könnte eine Mischung aller Antriebsarten sein. Im Fokus stehen derzeit vor allem Elektroautos, zuletzt wegen des KfW-Förderprogramms 442. Es berücksichtigt E-Autos zwar nicht direkt, sie sind aber eine Voraussetzung, um von der Förderung profitieren zu können.

Elektroautos setzen sich immer mehr durch und werden Verbrennermotoren bei den Neuzulassungen überholen (in Deutschland). Je nach Fahrzeugklasse und Fahrstrecke können Vorteile ausgespielt werden, bei großen LKWs ist Wasserstoff die bessere Alternative. Der Ausbau der Ladeinfrastruktur für beide Antriebe ist daher sehr wichtig und ein großer Schritt nach vorne, um Klimaneutralität im Verkehrssektor zu erreichen.

E-Fuels sind außerdem eine attraktive Lösung, wenn es möglich ist, die Produktionskosten zu senken und sie in die Masse zu bringen. Hier tut sich auch schon einiges, z. B. hat Porsche 2022 ein Pilotprojekt in Chile gestartet und möchte 130.000 l E-Fuels produzieren, Ende des Jahrzehnts sollen es schon 550 Millionen l sein.