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Wasserstoff H2

Serie „Wasserstoff & Energiewende“:
H2 ist dabei – doch was hat es mit dem Wasserstoff eigentlich auf sich?

Der menschengemachte Klimawandel ist ein großes Problem. Fakt ist, dass allgemeines Umdenken und der Wandel von fossilen Brennstoffen zu erneuerbaren Energien dringend geboten ist. Nur so lässt sich der ursächliche CO2-Ausstoß signifikant und nachhaltig reduzieren. Als ein Schlüsselelement der Energiewende steht auch Wasserstoff im Fokus – beispielsweise in der Automobilbranche. Was hat es damit auf sich? In unserer Serie nehmen wir das einmal genauer unter die Lupe.

Wasserstoff – was ist das eigentlich?

Wasserstoff wird in Anlehnung an das Periodensystem der chemischen Elemente allgemein oft einfach als „H2“ bezeichnet. Er gilt mit als ältestes und das am häufigsten vorkommende Element im Universum, ist farb- und geruchlos sowie unter normalen* Bedingungen gasförmig und leichter als Luft. Gleichzeitig besitzt er eine sehr hohe Energiedichte, etwa dreimal so viel wie Diesel oder Benzin. Seine Eigenschaften machen den Wasserstoff in vielerlei Hinsicht für die Nutzung wertvoll. Zum Einsatz kommt er beispielsweise in der chemischen Industrie und Energiewirtschaft wie auch in mehreren Bereichen der Mobilität.

In der breiten Bevölkerung ist Wasserstoff vor allem als eine der zukunftsweisenden Alternativen für klimafreundlichere Autos bekannt. Denn sieht man einmal vom reinen Wasserdampf ab, ist Wasserstoff als Treibstoff lokal emissionsfrei. Dieser und weitere Vorteile machen die Wasserstoff-Technologie für Automobilhersteller zum interessanten Betätigungs- und Entwicklungsfeld. Denn die notwendige Dekarbonisierung des Verkehrs stellt auch sie vor große Herausforderungen: Immerhin ist der Verkehrssektor Deutschlands drittgrößter Verursacher von klimaschädlichen Treibhausgasen. Gleichzeitig birgt diese Branche aber auch immense Einsparpotenziale.

Wasserstoffautos – wichtige Fakten in Kürze

Autos mit Wasserstoffantrieb schreibt man im Allgemeinen die Vorteile zu, dass sie neben einer hohen Reichweite, widerstandsfähig gegen Kälte und wie „normale“ Elektroautos ebenfalls geräuscharm und lokal emissionsfrei sind. Gegenüber Letzteren punkten sie aber zusätzlich auch noch mit deutlich kürzeren Tankzeiten. Nachteilig ist das nach wie vor sehr dürftige Wasserstoff-Tankstellennetz. Außerdem ist Wasserstoff in seiner Herstellung sehr energieaufwändig – denn Wasserstoff ist kein natürlich vorkommender Rohstoff! Er muss erst durch Elektrolyse oder andere Verfahren erzeugt werden.

Für die Gesamtbeurteilung der Umwelt- bzw. Klimafreundlichkeit ist in diesem Zusammenhang entscheidend, woher die investierten Energien stammen: Wird auf erneuerbare Energien, Erdgas, Kernenergie und/oder andere Energiequellen zurückgegriffen? Die Möglichkeiten sind vielfältig. In Abhängigkeit davon spricht man beispielsweise auch von grauem, blauem, türkisem, pinkem, weißem oder grünem Wasserstoff.

Daneben ist der sogenannte Wirkungsgrad ein Kriterium: Dieser drückt aus, wie viel Prozent der eingesetzten Energien am Ende tatsächlich als Leistung – quasi am Rad auf der Straße – ankommen. Hier tut sich das Wasserstoffauto im Vergleich noch schwer – bei Evaluierung der Vor- und Nachteile eines Wasserstoff-Fahrzeugs, wird häufig mit dem bei uns schon verbreiteteren klassischen „Elektroauto“ verglichen. Wissenswert dabei:

Auch Wasserstoffautos fahren mit Elektromotor – allerdings wird die Antriebsenergie bei ihnen erst während der Fahrt „on board“ erzeugt.

In der Praxis macht sich dieser Unterschied vor allem beim Tanken benutzerfreundlich bemerkbar: Im Gegensatz zum oft Stunden währenden Ladevorgang beim Elektroauto dauert die Betankung eines Wasserstoffautos nur in etwa so lang wie bei herkömmlichen Verbrennungsmotoren. Wasserstoffautos werden mit einer Brennstoffzelle betrieben, in der durch chemische Reaktion von Wasserstoff mit Sauerstoff Wasser und Energie freigesetzt werden. Diese Energie treibt den Elektromotor an bzw. wird in einer Batterie (Lithium-Akku) zwischengespeichert. Im Gegensatz zum Elektrofahrzeug dient der deutlich kleinere (und damit in der Herstellung hinsichtlich benötigter Rohstoffe auch nachhaltigere) Akku des Wasserstoffautos jedoch nicht dem Antrieb, sondern allenfalls zum Vorheizen! Das Wasser verpufft als unschädlicher reiner Wasserdampf über den Auspuff.

Fazit:

Wasserstoff ist in jedem Fall eine interessante Alternative, der viele Chancen für eine umwelt- und klimafreundlichere Zukunft innewohnen. Insbesondere, sofern und soweit auch bei den im Rahmen der Produktionskette benötigten Energien zunehmend auf regenerative Quellen umgestellt wird. Hier geht die Entwicklung branchenübergreifend sicherlich noch weiter – ebenso, wie der Ausbau eines adäquaten Tankstellennetzes für Wasserstoff-Fahrzeuge. Grundsätzlich gibt‘s fürs Wasserstoffauto auch staatliche Förderung – wenngleich sich die Inanspruchnahme im Hinblick auf bestimmte Regularien bislang noch schwierig gestaltet. Doch auf längere Sicht erscheint es durchaus lohnenswert, diese zukunftsweisende Technologie beim Autokauf ebenfalls als weitere Option in Betracht zu ziehen. So hat beispielsweise auch die Sparda-Bank Hessen seit vergangenem Jahr (2021) ein Wasserstoffauto in ihrem Fuhrpark, das den Angestellten auch für den privaten Gebrauch testweise zur Verfügung steht.

* bei -253 °C wird Wasserstoff flüssig, bei -259 °C fest, Normalzustand ist gasförmig



Freuen Sie sich auf weitere Folgen unserer neuen Serie „Wasserstoff & Energiewende“, in denen wir einzelne Aspekte herausgreifen und näher beleuchten.

Lesen Sie hierzu aus unserer Serie „Wasserstoff & Energiewende“ auch:

Teil 2:Knackpunkte der Entscheidung für oder gegen ein Wasserstoffauto "

Teil 3: " Wasserstoff, wertvolle Chance fürs Klima – wo genau sind dann Schattenseiten? "

Teil 4: " Richtig einheizen – auch Privathaushalte bereiten (mit) Wasserstoff einen warmen Empfang "

Teil 5: " H2 = Klima-Chance in allen Bereichen von der Heizung über den gesamten Verkehr bis zur Industrie "

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