Von Joachim Becker

Batterie oder Brennstoffzelle? Tesla-Boss Elon Musk hat darauf eine schlagende Antwort: Brennstoffzellen (englisch: Fuel Cells) seien in Wirklichkeit "Fool's Cells", also Zellen für Idioten. Klar, Tesla will mit reinen Batterie-Fahrzeugen die Welt verbessern - und finanziell endlich auf einen grünen Zweig kommen. Deshalb befeuert der Elektro-Pionier immer wieder einen Richtungsstreit, der seit 15 Jahren zwischen Befürwortern und Gegnern des Steckdosenantriebs tobt. In der Diskussion wird oft vergessen, dass sich sowohl die Fahrzeugtechnik als auch die Elektro-Chemie und der Energie-Mix im Stromnetz ständig weiterentwickeln. Studien mit veralteten Zahlen sind daher mit Vorsicht zu genießen. Und die jüngste Erhebung für Deutschland dürfte Elon Musk gar nicht gefallen.

In Wirklichkeit ist schon die Frage "Batterie oder Brennstoffzelle?" falsch gestellt. Zu diesem Ergebnis kommt jedenfalls die neue Fraunhofer-Studie, die den ökologischen Fußabdruck der alternativen Antriebe vermisst. Im Lebenszyklus-Vergleich seien Elektrofahrzeuge mit einer Reichweite von bis zu 250 Kilometer klimafreundlicher, weil sie elektrische Energie unschlagbar effizient in Fortbewegung umsetzen. Anders sieht die Umweltbilanz bei den Batteriefahrzeugen mit großen Akkupaketen wie bei Tesla, dem Audi E-tron oder dem Mercedes EQC aus. Wächst die Batteriekapazität auf über 50 Kilowattstunden (kWh) macht sich der CO₂-Rucksack deutlich negativ bemerkbar. Die Zellproduktion ist energie-intensiv und noch hat kein Hersteller nachgewiesen, dass alle Fertigungsschritte auch in der Vorkette klimaneutral erfolgen.

Für die Langstrecke seien Pkw mit Wasserstoff und Brennstoffzelle in der Gesamtbilanz daher umweltfreundlicher, schreiben André Sternberg, Christoph Hank und Christopher Hebling vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg. Sie haben die erzeugten Treibhausgas-Emissionen (THG) bei Herstellung, Betrieb und Entsorgung von Batterie- und Brennstoffzellenfahrzeugen über eine Laufleistung von 150 000 Kilometern untersucht. Man kann darüber diskutieren, ob diese Kilometer-Grenze sinnvoll ist. Tesla gibt beim Model 3 long range eine Garantie von fast 200 000 Kilometern bei einer verfügbaren Akkukapazität von mindestens 70 Prozent. Für moderne Brennstoffzellenfahrzeuge sagen Experten sogar die doppelte Reichweite ohne spürbaren Leistungsverlust voraus. Doch derzeit ist die Datenbasis für Gesamtrechnungen über die gesamte Lebenszeit inklusive Zweitverwertung der Systeme noch dünn.

Die Forscher des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE haben in ihrer Studie immerhin aufgeschlüsselt, wie viel Material für die Produktion von Batterien, Brennstoffzellen und Wasserstofftanks benötigt wird und was bei der Förderung und der Verarbeitung an Emissionen anfällt. Demnach schneidet das Brennstoffzellensystem bei Produktion und Recycling gut ab. Der ökologische Fußabdruck entspricht in etwa dem eines Elektroantriebs samt Akku mit einer Speicherkapazität von 45-50 kWh. Bei der Herstellung von Autos mit größeren Batterien werden mehr Treibhausgase ausgestoßen als für das Brennstoffzellensystem in einer vergleichbaren Leistungsklasse.

In der Nutzungsphase ist logischerweise die Energiequelle für Strom und Wasserstoff entscheidend. Selbst wenn das Brennstoffzellenfahrzeug ausschließlich mit Wasserstoff aus der Erdgas-Reformierung betrieben wird, liegt der THG-Fußabdruck im gesamten Lebenszyklus unter einem vergleichbaren Batteriefahrzeug mit einer großen 90-kWh-Batterie. Im Vergleich zum Diesel ist das Brennstoffzellenfahrzeug in jedem Fall ab 100 000 Kilometer klimafreundlicher. Wird der Wasserstoff zu 100 Prozent aus Windenergie erzeugt, ist die Klimabilanz schon nach 40 000 Kilometern besser. Noch gibt es den nachhaltig erzeugten Wasserstoff jedoch nur in homöopathischen Dosen. Ein reiner Stromer mit einer großen 90-kWh-Batterie muss dagegen fast 75 000 Kilometer mit Ökostrom fahren, um besser als der Diesel abzuschneiden. Beim aktuellen Strommix mit einem erheblichen Kohleanteil kommt das reine Elektrofahrzeug mit der großen Batterie erst nach mehr als 150 000 Kilometer auf eine positive Klimabilanz im Vergleich zum Selbstzünder.