Fraunhofer ISE: Batterie und Brennstoffzelle ergänzen sich

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Mit Blick auf die Klimaziele müssen die Treibhausgas-Emissionen des Verkehrssektors deutlich sinken. Diese Emissionen entstehen jedoch nicht allein durch das Verbrennen fossiler Kraftstoffe. Daher hat das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE die Emissionen von alternativen Antriebskonzepten im Zuge eines Lebenszyklus-Vergleichs analysiert. Dabei schnitten ab einer Reichweite von 250 Kilometern Brennstoffzellen-Fahrzeuge besser ab als Batteriefahrzeuge. Als entscheidenden Faktor nennen die Forscher den wesentlich größeren CO2-Rucksack, den Elektrofahrzeuge durch die Produktion der Batterie tragen müssen.

Wie das Fraunhofer ISE mitteilt, wurden für die von H2 Mobility Deutschland beauftragte Studie die Emissionen von Treibhausgas (THG) bei Herstellung, Betrieb und Entsorgung von Batterie- und Brennstoffzellenfahrzeugen untersucht. Dabei seien für die Erzeugung des Stroms beziehungsweise Wasserstoffs verschiedene Szenarien betrachtet worden: bei Batteriefahrzeugen Photovoltaik-Strom als Best Case und der deutsche Strommix als Worst Case, für Brennstoffzellenwagen die Elektrolyse mit Windstrom als Best Case und die Erdgasdampfreformierung als Worst Case.

Ergebnis: Bei 150.000 Kilometern Laufleistung schneiden in den Worst-Case-Szenarien die Brennstoffzellenfahrzeuge besser ab als vergleichbare Batteriefahrzeuge mit einer 90-kWh-Batterie. „Die Studie zeigt auch, dass sich Batterie- und Brennstoffzellenfahrzeuge in idealer Weise ergänzen“, sagt Christopher Hebling, Bereichsleiter Wasserstofftechnologien am Fraunhofer ISE: „Für große Reichweiten sind Brennstoffzellenfahrzeuge klimafreundlicher und für geringe Reichweiten Batteriefahrzeuge.“

Der THG-Fußabdruck von Produktion und Recycling eines Brennstoffzellensystems inklusive Tank entspricht laut Studie etwa dem eines Stromers mit 45 bis 50 Kilowattstunden Speicherkapazität. Für Autos mit größeren Batterien werden demnach mehr THG ausgestoßen als für das Brennstoffzellensystem in einer vergleichbaren Leistungsklasse. Im Betrieb sei dann die Energiequelle für Strom und Wasserstoff für die Höhe der Emissionen entscheidend. Für eine umfassende Bewertung sieht Projektleiter André Sternberg über die Studie hinaus weiteren Forschungsbedarf, zum Beispiel zur Nutzung synthetischer Kraftstoffe, die aus Wasserstoff aus erneuerbaren Energien sowie CO2 produziert werden, zu Second-Life-Aspekten oder zu den Auswirkungen auf Flächen- und Wasserverbrauch.