Vergleich Elektro- und Brennstoffzellen-Fahrzeuge

Das Fraunhofer-Institut hat eine Studie zum Lebenszyklus-Vergleich von Elektro- und Brennstoffzellenfahrzeugen bei höheren Reichweiten erstellt. Das Resultat: Ab 250 Kilometern seien Pkw mit Wasserstoff und Brennstoffzellen (FCEV) klimafreundlicher als Batteriefahrzeuge (BEV). Der entscheidende Faktor sei die wesentlich grössere CO2-Emission, die durch die Produktion der Batterie entsteht.

Ziel der Untersuchungen war der Vergleich der erzeugten Treibhausgas-Emissionen (THG) bei der Herstellung, dem Betrieb und der Entsorgung von Batterie- und Brennstoffzellenfahrzeugen mit Reichweiten ab 300 Kilometern, für die Zeiträume 2020 – 2030 und 2030 – 2040. Die Resultate wurden ausserdem mit den Werten von Diesel-Pkw verglichen. Für diese Studie haben die Forscher des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE detailliert 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.

Das Ergebnis

Der THG-Fussabdruck von Produktion und Recycling eines Brennstoffzellensystems inklusive Tank entspricht etwa dem eines Elektroantriebs mit einer Speicherkapazität von 45 – 50 kWh. Für grössere Batterien werden jedoch mehr THG ausgestossen als für das Brennstoffzellensystem in einer vergleichbaren Leistungsklasse. Im Betrieb ist die Energiequelle für Strom und Wasserstoff entscheidend.

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Gemäss den Annahmen der vom Berliner Think Tank AGORA veröffentlichten Studie «Verkehrswende» haben die Fraunhofer Forscher Solarstrom (Ladung zu Hause) als Idealfall für Batterieautos angenommen. Im Best-Case-Szenario für Wasserstoff wird dieser aus 100 % Windenergie erzeugt. Ausserdem wurden aber auch die anfallenden Emissionen, die beim Laden mit dem deutschen Strommix sowie die Wasserstoffproduktion im Mixed-Case (50 % Erdgas und 50 % Windstrom), bzw. im Worst-Case aus 100 % Erdgas entstehen.

Bei einer Laufleistung von 150'000 Kilometern überzeugt das Brennstoffzellenfahrzeug in allen Fällen: Selbst im Worst-Case (100 % H2 aus Erdgas) liegt der THG-Fussabdruck im gesamten Lebenszyklus noch die nächsten 10 Jahre unter dem vergleichbarer Batteriefahrzeuge und ist ebenfalls geringer als bei Dieselfahrzeugen.

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Schlussfolgerung

Die Studie belegt, dass sich Batterie- und Wasserstoffautos bestens ergänzen: Fahrzeuge mit mittleren bis kleineren Batterien (< 50 kWh Speicherkapazität) und Reichweiten bis 250 Kilometern senken die Emissionen im Verkehr. Für höhere Reichweiten haben Brennstoffzellenfahrzeuge bezüglich Klimaschutz zunehmend die besseren Karten. Jedoch sowohl für Batterie- als auch für Wasserstofffahrzeuge gilt: Je «grüner» die Energiequelle, desto besser die Umweltbilanz.
 

  • Quellen im Bereich batterieelektrische Mobilität sind u.a. «Life Cycle Assessment of a Lithium-Ion Battery Ellingsen» von Majeau-Bettez, Singh, Srivastava, Valøen und Strømman (2014), die Studie der Agora Verkehrswende (2019) und der Batterieabteilung am ISE.
  • Quellen im Bereich Brennstoffzellenfahrzeuge sind u.a. «Integrated environmental and economic assessment of current and future fuel cell vehicles» von Miotti, Hofer und Bauer (2017), sowie die Expertenmeinungen aus der Brennstoffzellenabteilung am ISE.

 

 

Veranstaltungshinweis

 

Treibhausgas-Emissionen für Batterie- und Brennstoffzellenfahrzeuge mit Reichweiten über 300 km (Studie im Auftrag der H2 Mobility, PPT)

Der schmutzige Kampf ums sauberste Auto – oder wie man manipulierte Studien erkennt (Beitrag Watson, Web)

e'mobile, Fachgesellschaft für energieeffiziente Mobilität (Web)

«Anschluss finden», Elektromobilität und Infrastruktur (Info-Broschüre, PDF)

Wasserstoff – Stoff der Zukunft? Brennstoffzellen-Fahrzeuge (Artikel, bulletin.ch)

 

Textquelle: Fraunhofer-Institut
Foto: pixabay

 

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