Von der Herstellung des Wasserstoffes hin bis zur Fortbewegung eines Kraftfahrzeuges muss Wasserstoff häufig umgewandelt werden. Jede Umwandlung bedeutet immer einen Energieverlust, meistens durch nicht nutzbare Abwärme.
Errechnung des Wirkungsgrades:
Ausgehend von 100 EE (Energie-Einheiten) wird im Folgenden der Gesamtwirkungsgrad eines Brennstoffzellen-Autos, von der Elektrolyse bis hin zur kinetischen Energie, sprich der Fortbewegung des Autos, schrittweise errechnet und tabellarisch dargestellt.
Energie Einheiten | Prozess | Wirkungsgrad | Quelle |
100 | Elektrolyse | 75 % | Deutscher Wasserstoff- und |
75 | Komprimierung | 90 % | Deutscher Wasserstoff- und |
67,5 | Umwandlung der chemischen Energie in | 37 % | energie experten o.J. |
24,97 | Umwandlung der elektrischen Energie in | 95 % | Energie Lexikon o.J. |
23,7 |
Unter optimalen Bedingungen erreicht demnach ein mit Wasserstoff betriebenes Elektro-Auto einen Gesamtwirkungsgrad von nur knapp 24 %. Dieser Wert ist verglichen mit einem batteriebetriebenen Elektro-Auto mit einem Wirkungsgrad bis zu 95 % deutlich niedriger. Erklärt werden kann der Unterschied durch die fehlende zweifache Umwandlung der Energie in einem batteriebetriebenen Elektro-Auto, da in diesem die elektrische Energie direkt in einer Batterie gespeichert wird. Das bedeutet, dass für ein solches Elektro-Auto deutlich weniger Energie für die gleiche Wegstrecke aufgebracht werden muss. Ein Dieselmotor hingegen erreicht mit ca. 25 % Wirkungsgrad einen ähnlichen Wert wie ein mit Wasserstoff betriebenes Elektro-Auto. Somit ist dieses jetzt schon ähnlich effizient wie ein heute noch üblicher Verbrennungsmotor (vgl. Facharbeit, S.12 f.). Aufgrund wissenschaftlichen Fortschrittes sind diese Werte aber nicht final und können im optimalen Fall noch verbessert werden
Fazit:
Wasserstoff im Straßenverkehr ist aufgrund des sehr niedrigen Wirkungsgrades nicht sehr effizient. Allerdings bietet er die Möglichkeit sich umweltfreundlich fortzubewegen. Der Aspekt der Umweltfreundlichkeit ist, wenn genügend Strom aus erneuerbaren Energien vorhanden ist, der Effizienz übergeordnet. Unter diesen Umständen wäre Wasserstoff als Energieträger im Straßenverkehr trotz seines niedrigen Wirkungsgrades und der damit verbundenen geringen Effizienz sinnvoll einsetzbar.
Quellen zu den Daten: „Mobilität nachhaltig gestalten. Der Wasserstoffantrieb als echte alternative für die klimaneutrale Fortbewegung“ Tjark Köhler 2020