Brennstoffzelle oder Akku-Technologie - Welche Technik wird die Zukunft bestimmen?

Wer plant, von einem Auto mit Verbrennungsmotor auf eines mit alternativem Antrieb umzusteigen, der hat beim Folgefahrzeug mehrere Konzepte zur Wahl. Welches das beste ist, ist nach wie vor nicht abschließend geklärt.

18.12.2018

Brennstoffzelle oder Akku-Technologie - Konzept der Zukunft

Der Verbrennungsmotor als alleinige Antriebseinheit im Auto hat ausgedient, da sind sich alle einig. Doch es stehen unterschiedliche Nachfolgekonzepte bereit, die bereits Anwendung finden und gefördert werden. Jede davon weist individuelle Nachteile auf, die je nach Fahrerprofil mehr oder weniger stark ins Gewicht fallen. Im direkten Vergleich zwischen Brennstoffzelle, die Wasserstoff in elektrische Energie umwandelt und der Akku-Technologie hat letztere allerdings einen Vorsprung in der Entwicklung zum Vorteil.

1. Staatliche Förderung

Brennstoffzelle oder Akku-Technologie: Infografik Förderung

Der Umweltbonus für Elektrofahrzeuge der Bundesregierung dient dazu, einen Anreiz für den Umstieg auf ein Fahrzeug mit alternativem Antrieb zu schaffen. Langfristiges Ziel ist, so die Zahl an Autos mit herkömmlichen Verbrennungsmotoren zu verringern und die Luftqualität zu verbessern. Grundsätzlich förderfähig sind Autos mit Brennstoffzelle ebenso wie Elektroautos mit Akkumulatoren-Technologie, aber auch Hybridwagen, deren Akku-Einheit mittels Steckdose von außen geladen werden kann (Plug-in-Hybride).

Autos mit reinem Elektroantrieb, zu denen sowohl die Fahrzeuge mit Brennstoffzelle als auch jene mit Akku-Technologie zählen, werden mit einer Summe von 2.000 Euro gefördert, sofern der Hersteller beim Kauf einen Rabatt in mindestens derselben Höhe gewährt. Bei Plug-in-Hybriden liegt diese Summe bei 1.500 Euro. Zusätzlich locken die Hersteller mit weiteren Boni, um die eigenen Absatzzahlen zu stärken.

Mit Einführung des WLTP-Prüfverfahrens für neu zugelassene Fahrzeuge zum 1. September 2018 wurde auch die Liste der förderfähigen Modelle aktualisiert. Die Liste wird vom Kraftfahrt-Bundesamt herausgegeben und ist auf der Webseite der Behörde einzusehen.

2. Vor- und Nachteile

Beide Antriebskonzepte bieten Vorteile in der Nutzung, die Entscheidung für oder gegen eines der Konzepte ist immer eine Einzelfallentscheidung. Für einen besseren Überblick zeigt die Zusammenfassung die Vor- und Nachteile beider Konzepte anschaulich auf:

Brennstoffzelle oder Akku-Technologie: Infografik Vorteile und Nachteile

Verfügt ein Autofahrer über eine Ladesäule auf dem eigenen Grundstück oder in der Nähe und legt er meist kürzere Distanzen zurück, rechnet sich ein reines Batterieauto am ehesten. Wohnt er hingegen in der Nähe einer gut funktionierenden Zapfstation für Wasserstoff und fährt häufiger lange Strecken, ist die Brennstoffzelle eine Alternative.

3. Was tun die Hersteller?

Brennstoffzelle oder Akku-Technologie: Hersteller

Schon die Höhe der Investitionssummen zeigt, dass die Hersteller die Brennstoffzelle nicht aufgegeben haben, der Fokus aber deutlich auf der Akkumulatoren-Technologie liegt. Ihr werden seitens der Hersteller die größeren Zukunftschancen zugeschrieben. Die Brennstoffzelle sehen die Hersteller inzwischen eher als Zukunftskonzept für größere Nutzfahrzeuge, da der Wirkungsgrad hier am höchsten ist. Auch das größere Modellangebot an reinen Batterie-Autos ist ein Anhaltspunkt dafür, dass die Entwicklung dieses Konzepts weiter fortgeschritten ist, als es bei der Brennstoffzelle der Fall ist.

Ein anschauliches Beispiel ist der Mercedes-Benz GLC F-Cell, der mittels Brennstoffzelle angetrieben wird. Dieses Modell wird nur in Kleinserie produziert werden und nicht käuflich zu erwerben sein. Die gesamte Flotte wird lediglich als Mietmodell zur Verfügung gestellt, die Preise stehen noch nicht fest. Auch Hersteller wie der VW-Konzern oder BMW planen wasserstoffbetriebene Modelle zunächst nur in Kleinserien für Anfang 2020.

4. Modelle, Preise und Reichweiten

Während die Liste der förderfähigen Modelle inzwischen mehr als 25 Autos mit Akku-Technologie in verschiedenen Ausführungen beinhaltet, sind es auf seiten der Brennstoffzelle lediglich zwei Modelle: Der Hyundai ix35 FCEV und sein Nachfolger, der Hyundai Nexo. Diesen haben wir im Folgenden exemplarisch zwei akkubetriebenen Fahrzeugmodellen zur Veranschaulichung gegenübergestellt:

Hyundai NEXO

  • Reichweite: bis zu 756 Kilometer
  • Preis: ab 69.000 Euro

Tesla Model S

  • Reichweite: bis zu 600 Kilometer
  • Preis: ab 69.000 Euro

Renault Zoe

  • Reichweite: bis zu 316 Kilometer
  • Preis: ab 21.900 Euro

Es zeigt sich, dass reine Batterie-Autos zwar zu günstigeren Anschaffungspreisen erhältlich sind, wasserstoffbetriebene Autos aber schon jetzt deutlich höhere Reichweiten erzielen. Die Alltagstauglichkeit gewinnt dadurch allerdings nicht, denn die Infrastruktur für Wasserstoff ist noch unzureichend.

5. Wasserstofftankstellen und Ladesäulen

Auch bei der Infrastruktur hat die Akku-Technologie einen deutlichen Vorsprung gegenüber der Brennstoffzelle. Wie die Grafik zeigt, stehen in Deutschland derzeit rund 6.700 Ladesäulen bereit, davon besitzen 13 Prozent eine Schnellladefunktion. Der Ladevorgang selbst dauert allerdings trotzdem deutlich länger als das Betanken eines Wasserstofftanks an der Zapfsäule. Am bequemsten ist es also, wenn eine Ladesäule auf dem eigenen Grundstück zur Verfügung steht.

Brennstoffzelle oder Akku-Technologie: Infografik Infrastruktur

In Deutschland sind momentan rund 50 Wasserstoff-Tankstellen im Betrieb, mehr als 40 weitere sind zudem in Planung. Allerdings benötigen solche Tankstellen im Vergleich zu Ladesäulen für akkubetriebene Fahrzeuge deutlich mehr Platz und erfordern eine kompliziertere Logistik. Schließlich ist der Wasserstoff zunächst herzustellen, zu den Tankstellen zu transportieren und dort vorrätig zu halten. Zudem ist zu beobachten, dass die Zapfsäulen noch nicht zuverlässig arbeiten. Immer wieder sind die Stationen teilweise außer Betrieb.

6. Forschung und Zukunftsvision

Bei der Weiterentwicklung der Brennstoffzelle liegt Europa schon heute vorn. Das technologische Hauptproblem in Form der mangelnden Effizienz von der Elektrolyse bis hin zur Brennstoffzelle selbst bleibt. So benötigen Wasserstoffautos das Doppelte an elektrischer Energie und haben höhere Kosten zur CO²-Reduktion zur Folge.

Brennstoffzelle oder Akku-Technologie: Forschung

In der Zukunft wird die Europäische Union stärker auf die Akku-Technologie setzen und daran arbeiten, die weltweit führende Position auch in dieser Sparte zu übernehmen. Das ist nicht zuletzt auch im Fortschritt der Forschung zu Akku-Technologien begründet. Voraussichtlich werden Feststoffbatterien die bisherigen Lithium-Ionen-Akkus in wenigen Jahren ablösen. Sie bieten deutlich größere Speicherkapazitäten bei nur der Hälfte an Produktionskosten und höhere Sicherheit durch nicht brennbare Stoffe.