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Batterie oder Brennstoffzelle - wer macht das Rennen?

© Fotolia© FotoliaJülich - Die Zukunft der Mobilität ist elektrisch. Doch noch ist unklar, welche Technologie unter der Motorhaube das Rennen machen wird. Forscher aus Jülich kommen in einer Kostenanalyse zu einem Ergebnis.

Die Batterie- und die Brennstoffzellentechnik in Fahrzeugen steht in Deutschland noch am Anfang der Markteinführung. Forscher aus Jülich haben im Rahmen einer Studie die zukünftigen Infrastruktur-Kosten für beide Techniken miteinander verglichen.

Batterie- und Brennstoffzellentechnik noch im frühen Marktstadium
Noch sind sowohl die Batterie- als auch die Brennstoffzellentechnik in einem frühen Marktstadium. Gerade deshalb ist es von zentraler Bedeutung, die Kosten der zukünftigen Infrastruktur frühzeitig abzuschätzen, um nicht in eine technologische Sackgasse zu geraten. Forscher aus Jülich hat die Frage beschäftigt, was kostengünstiger ist: Batterien, die regelmäßig an eine Ladesäule gehängt werden müssen, oder Brennstoffzellen, die Wasserstoff von der Tankstelle benötigen. Das Ergebnis: Die Kosten für die jeweilige Infrastruktur hängen stark davon ab, wie viele Fahrzeuge versorgt werden müssen. Ein Vergleich, den Experten vom Forschungszentrum Jülich angestellt haben, zeigt aber: Ab mehreren Millionen Fahrzeugen ist der Aufbau einer Wasserstoffinfrastruktur günstiger. Beide Technologien sind aber notwendig, um die Verkehrswende erfolgreich zu meistern.

Batterie und Brennstoffzelle mit unterschiedlichen Infrastruktur-Voraussetzungen
Viele Experten favorisieren zurzeit die Batterie, denn das elektrische Netz existiert bereits. Es müsste bloß eine gewisse Menge an weiteren Ladesäulen aufgestellt werden. Außerdem überzeugt ein vollkommen elektrischer Prozess durch einen hohen Wirkungsgrad. Das sieht beim Wasserstoff anders aus: Ein Großteil der Infrastruktur muss noch aufgebaut werden: Das sind zum einen Elektrolyseure, die den Strom aus Rekordzeiten der Windenergie nutzen, um Wasser zu spalten. Der Wasserstoff, der dabei entsteht, kann zunächst in unterirdischen Salzkavernen gelagert werden, um dann beispielsweise über ein Pipelinesystem an die Tankstellen verteilt zu werden.

Brennstoffzellen-Infrastruktur langfristig günstiger
Die Experten aus Jülich kommen zu dem Ergebnis, dass bei geringen Fahrzeugbeständen bis zu einigen Hunderttausend die Investitionen in den Infrastrukturausbau für beide Technologien nahezu gleich hoch sind. Der Wasserstoff würde in diesem Zeitraum noch von der Industrie aus konventionellen Quellen bereitgestellt werden. In der folgenden Übergangsphase erwarten die Forscher, dass die Erzeugung und Speicherung von grünem Wasserstoff mit Hilfe von Überschussstrom (Wind- und Solaranlagen) ausgebaut wird. Die Kosten für die dafür notwendigen Elektrolyseure treiben den Preis für den Wasserstoff in die Höhe. Gleichzeitig ermöglichen diese es, saisonale Überschüsse der erneuerbaren Energien in Form von Wasserstoff über längere Zeiten zu speichern, was mit der Batterietechnik alleine so nicht möglich ist.

„Elektroautos mit Batterie stellen in dieser Phase den kostenoptimalen Pfad dar, langfristig sind sie aber nicht optimal“, erklärt Martin Robinius vom Jülicher Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK-3) und einer der Autoren der Studie. „Ab mehreren Millionen Fahrzeugen beginnt sich das Verhältnis umzukehren.“ Die Studie aus Jülich betrachtet eine Marktdurchdringung von bis zu 20 Millionen Fahrzeugen, was knapp der Hälfte des heutigen Bestands entspricht. Dann sind die Investitionen in eine Ladesäulen-Infrastruktur mit rund 51 Mrd. € höher im Vergleich zur Wasserstoff-Infrastruktur (40 Mrd. €). Die Mobilitätskosten hingegen unterscheiden sich in diesem Stadium kaum. Sie liegen in beiden Fällen zwischen 4,5 und 4,6 Eurocent pro Kilometer.

Forscher empfehlen den Ausbau beider Pfade
Die Gesamtkosten seien in beiden Fällen deutlich geringer als Investitionen in anderen Infrastruktur-Bereichen, so die Autoren. Die Studienautoren empfehlen daher, beide Pfade auszubauen. „Wir brauchen beide Infrastrukturen, und wir können sie uns auch leisten: Batterien und Wasserstoff schließen sich nicht gegenseitig aus. Und wir müssen so schnell wie möglich damit beginnen, sie beide aufzubauen. Darin liegt sicher auch eine große Chance für die Innovationsfreudigkeit in unserem Land der Ingenieure“, erklärt Institutsleiter Prof. Detlef Stolten. Die Jülicher Studie wurde vom Gemeinschaftsunternehmen H2 MOBILITY beauftragt.

© IWR, 2018


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01.02.2018

 




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