Batterie oder Brennstoffzelle? Jülicher Forscher berechnen Kosten des Infrastrukturausbaus

Foto: H2 MOBILITY / Forschungszentrum Jülich, Robinius et al.

Die Zukunft der Mobilität ist elektrisch. Doch noch ist unklar, welche Technologie unter der Motorhaube das Rennen machen wird: Batterien, die regelmäßig an eine Ladesäule gehängt werden müssen, oder Brennstoffzellen, die Wasserstoff von der Tankstelle benötigen. Wissenschaftler vom Forschungszentrum Jülich haben die Kosten für die erforderliche Infrastruktur berechnet.

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.

Foto: H2 MOBILITY / Forschungszentrum Jülich, Robinius et al.

Die Experten aus Jülich haben beide Szenarien analysiert und kommen zu dem Ergebnis: Die Rentabilität hängt davon ab, wie viele Fahrzeuge mit Batterie- oder Brennstoffzellenantrieb auf den Straßen unterwegs sind. Die Investitionen in den Infrastrukturausbau sind für beide Technologien bei geringen Fahrzeugbeständen bis zu einigen Hunderttausend nahezu gleich. Der Wasserstoff würde in diesem Zeitraum noch von der Industrie aus konventionellen Quellen bereitgestellt werden. Es dürfte dann eine Übergangsphase folgen, während der die Erzeugung und Speicherung von grünem Wasserstoff mit Hilfe von Überschussstrom 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. „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.

Die Gesamtkosten seien in beiden Fällen deutlich geringer als Investitionen in anderen Infrastruktur-Bereichen. 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.

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