Elektroautos in 2035: Studie vergleicht Akkus und Brennstoffzellen
Elektroautos mit Batterien und Brennstoffzellen könnten den CO2-Ausstoß erheblich senken. Forscher haben berechnet, welche Variante die günstigste ist – zunächst aber nur für eine Stadt in Kalifornien.
Wasserstoff-Brennstoffzelle oder Batterie – welche Technik wird künftig wirtschaftlicher sein, um CO2-Emissionen von Autos zu reduzieren? Dieser Frage ging eine Gruppe von Forschern der Stanford University und der Technischen Universität München (TUM) nach und stellte ein Berechnungsmodell bis zum Jahr 2035 auf. Gegenüber 2015 lieferten Autos mit Batteriezellen 40 Prozent an CO2-Einsparungen, Brennstoffzellenautos 41 Prozent im Vergleich mit verbrennungsmotorisch betriebenen Fahrzeugen. Bei diesen ähnlichen Werten war es "allerdings interessant, dass dies mit Batterie betriebenen Fahrzeugen deutlich günstiger zu erreichen war als mit Brennstoffzellenautos", erklärt Markus Felgenhauer, Hauptautor der im Journal Energy veröffentlichten Studie. Dies konnte auch nicht die Vorteile des Wasserstoffs wie Speichermöglichkeiten und alternative Nutzung von Überschüssen kompensieren, was die Forscher angenommen hatten.
Anteil an Elektroautos für Modellstadt berechnet
Los Altos Hills, ein Ort mit 8.000 Einwohnern in Kalifornien, diente als Modellstadt für ihre Berechnung. Dort gibt es bereits heute einen hohen Anteil von Elektroautos sowie einen hohen Anteil an Solarstrom, der sowohl für die Betankung der Akkus als auch zur Wasserstoff-Gewinnung in Brennstoffzellen durch Elektrolyse genutzt werden kann. Für die Simulation des Jahres 2035 nahmen die Wissenschaftler an, dass Elektro- und Brennstoffzellenfahrzeuge 38 Prozent der gesamten Autos des Ortes ausmachen würden. In ihr Berechnungsmodell zogen sie den täglichen Energiebedarf von Los Altos Hills mit ein, die Kosten für die neue Lade-Infrastruktur der beiden Antriebsverfahren und die Preisentwicklung von Solarstrom.
Die Vorteile der Batterie betriebenen Fahrzeuge zeigt sich der Studie zufolge in drei Faktoren: Sie stellen ab 2025 wegen steigender Kraftstoff-Kosten und steigender Fahrzeugpreise eine Alternative zu Autos mit Verbrennungsmotoren dar. Des Weiteren fiele für Brennstoffzellenautos ein erheblicher, kostenintensiver Photovoltaik-Ausbau an, um die Solarenergie zu gewinnen, die für die nachhaltige Elektrolyse von Wasserstoff nötig ist, um dieselbe Emissionsreduzierung zu erzielen wie bei Batteriefahrzeugen. Diese höheren Ausbau-Kosten ließen sich jedoch nicht wieder wettmachen durch den angenommenen Mehrwert von Wasserstoff – das Zwischenspeichern von überschüssiger Sonnenenergie (Rückverstromung) und das Einspeisen von Wasserstoff ins Erdgasnetz durch Power-to-Gas.
Vermeintliche Vorteile der Brennstoffzelle
So hätte Energie für Beleuchtung und (Gas-)Heizungen bereitgestellt werden können, doch "2035 wird nur ein kleiner Anteil der in Wasserstoff gespeicherten Energie dafür verwendet", sagt Felgenhauer über die Modellstadt in Kalifornien. Nur wenn sich die Kosten für Brennstoffzellenautos deutlich verringern und sich die Energie-Effizienz der Wasserstoffenergiekette (Elektrolyse, Kompression auf Betankungsdruck sowie die Brennstoffzelle an sich) verbessern würde, könnte die Lücke zwischen Brennstoffzellenautos und Batteriefahrzeugen geschlossen werden, so das Fazit der Studie.
Mit ihrem Rechenmodell wollen die Forscher Politikern eine Entscheidungshilfe liefern, in welche Technologie am besten investiert werden solle. Felgenhauer und weitere Forscher haben das Modell indes auch auf zwei Gemeinden in Süd-Deutschland angewendet, die Studie dazu soll bis Jahresende erscheinen.
Elektroautos für den Massenmarkt (14 Bilder)
(Bild: BYD)
(jle)
