Hasta la vista, Diesel!

Steigende Ölpreise, anhaltende Klimaerwärmung: Die Zeit ist reif für Fahrzeuge mit Brennstoffzellen und Wasserstoffbetrieb. Doch der umweltfreundliche Energieträger H2 hat (noch) seine Tücken.

Die Ölkurve schien schon am Plafond angelangt. Und dann kam noch Katrina: Mit einer Geschwindigkeit von 240 km/h hinterließ der Hurrikan nicht nur eine Spur der Verwüstung - sondern sorgte auch dafür, dass der stattliche Ölpreis in neue Höhen stieg. 70,80 Dollar kostete Montag dieser Woche das Fass Rohöl. Eine Entwicklung, die die usa ins Mark trifft: Schließlich nutzen sie 20 Prozent des weltweiten Erdöls, besitzen aber nur drei Prozent der Ressourcen.

Widerspenstige Energie

So hartnäckig sich George W. Bush den Kyoto-Zielen widersetzte: Spätestens die Ölpreisentwicklung der letzten Jahre machte den us-Präsidenten nachdenklich - und plötzlich jenen Energieträger attraktiv, der in der Raumfahrt längst im Einsatz ist: Wasserstoff.

Doch dieser Stoff hat seine Tücken: Da er in der Natur in reiner Form kaum vorkommt, muss er produziert werden - mittelfristig durch den Einsatz von Kohle oder Erdgas, langfristig durch erneuerbare Energien wie Sonne, Wind oder Biomasse. Die im Wasserstoff gespeicherte Energie wird wiederum durch die Brennstoffzelltechnik gewonnen (siehe Kasten). Probleme macht indes die Speicherung: Der (explosive) gasförmige Wasserstoff benötigt einen Druck von mehreren hundert Bar, und flüssiger Wasserstoff Temperaturen von minus 190 Grad. "Im Moment ist die Kälte- bzw. Hitzeisolierung des Tanks noch nicht so perfektioniert, dass der Treibstoff nicht langsam verdampfen könnte," erklärte Carl-Peter Forster von General Motors Europa bei den Alpbacher Technologiegesprächen. "Nach einem Monat hat man schon die Hälfte des Tankvolumens verloren."

Bei der Fahrzeugtechnologie selbst sei man freilich schon sehr weit: Der wasserstoffbetriebene "Sequel" verfüge immerhin über eine Reichweite von 480 Kilometern. Bis zur Konkurrenzfähigkeit gegenüber Benzin und Diesel wird freilich noch einige Zeit vergehen: "Substanzielle Märkte werden sich erst zwischen 2015 und 2025 entwickeln", erklärte Karl Rose vom Öl-Multi Shell.

Wasserstoff-Autobahn

Umso üppiger wird dies- und jenseits des Atlantiks investiert: Im Februar 2003 verkündete us-Präsident George W. Bush, dass eine Milliarde Dollar in die Entwicklung des weltweit ersten, emissionsfreien und auf Kohle-Basis funktionierenden Elektro- und Wasserstoff-Antriebs investiert werde. In Kalifornien ist man noch weiter vorgeprescht: So hat Gouverneur Arnold Schwarzenegger im April 2004 seine Vision eines kalifornischen "Hydrogen Highway Networks" formuliert - und selbst medienwirksam neue Wasserstoff-Tankstellen eröffnet. "Der macht das nach dem Motto: Hasta la vista, Diesel!", verriet Ernst Pucher, Professor am Institut für Kraftfahrzeugbau an der tu Wien und Gastprofessor an der University of California in San Diego. Auch die eu, die derzeit 50 Prozent ihres Energiebedarfs importiert, ist auf den Wasserstoff gekommen: Im Rahmen des sechsten Forschungsrahmenprogramms werden 60 Projekte mit einer Gesamtsumme von 275 Millionen Euro unterstützt. Schließlich will man bis 2020 ein Fünftel des Energiebedarfs aus erneuerbaren Brennstoffen gewinnen. In Österreich selbst fließen derzeit 15 Millionen Euro in diese Technologie.

Die Umwelt wird es den Investoren danken: So können die Stickoxid- und Feinstaub-Emissionen durch einen Brennstoffzellenantrieb um 90 Prozent und der Kohlendioxid-Ausstoß immerhin um zehn Prozent reduziert werden. "Wenn der Wasserstoff aus erneuerbaren Energien gewonnen wird, werden gar keine schädlichen Abgase frei", erklärt General-Motors-Manager Forster. Eine höchst notwendige Vision: Schließlich wird sich die Zahl der Autos bis 2030 von derzeit 800 Millionen auf 1,5 Milliarden verdoppeln.

Die Methode

Eine Brennstoffzelle besteht aus zwei Elektroden, die durch eine Membran oder einen Elektrolyten (Ionenleiter) voneinander getrennt sind. In dieser so genannten galvanischen Zelle wird die Reaktionsenergie eines kontinuierlich zugeführten Brennstoffes (etwa Wasserstoff) und eines Oxidationsmittels (etwa Sauerstoff) in elektrische Energie umgewandelt. Die Brennstoffzelle hat damit einen höheren Wirkungsgrad als Generatoren, die elektrische Energie im Umweg über Bewegungsenergie gewinnen. Langfristiges Ziel dieser Technologie, die bereits 1839 erfunden wurde, ist es, Wasserstoff durch Einsatz erneuerbarer Energien (Biomasse, Sonnen- und Windenergie) zu gewinnen und den Sauerstoff aus der Erdatmosphäre zuzuführen. Damit wäre diese Technologie ein Hoffnungsträger für eine nachhaltige Energieerzeugung.