05.08.2019

3 Mythen über Wasserstoff im Mobility-Bereich

Welf Wiemer und Alexander Hotowy von der ua. auf Mobilität spezialisierten Unternehmensberatung accilium legen im Gastkommentar die tatsächlichen Einsatzmöglichkeiten von (grünem) Wasserstoff im Mobility-Bereich dar.
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Wasserstoff im Mobility-Bereich: 3 Mythen
(c) fotolia.com - fotomek

Vorweg: Es ist sehr erfreulich zu beobachten, dass sich die Diskussion rund um Antriebsarten von Fahrzeugen –  Benzin oder Strom – weiterentwickelt hat. Die Verbrennung fossiler Energieträger scheint endgültig in den Hintergrund zu wandern und wir führen eine viel spannendere Diskussion. Nämlich ob für unsere Elektrofahrzeuge die Batterie oder die Brennstoffzelle die geeignetere Technologie sein wird. Beide Technologien führen zu elektrischem Antrieb und sind zur Klimazielerreichung, für die Umwelt und damit für uns alle besser. Klammern wir daher auch gleich das Thema Wasserstoff-Verbrennung aus und konzentrieren wir uns auf die Frage Batterie versus Brennstoffzelle.

+++ Fokus-Channel: Mobility +++

Elektroauto gegen Elektroauto?

Für die zukünftige Elektromobilität sind Vorteile – aber auch Nachteile – des Energieträgers Wasserstoff nicht abzustreiten. “Battery Electric Vehicle (BEV)”, umgangssprachlich E-Autos, speichern Strom elektrochemisch in einer Batterie. “Fuel Cell (electric) Vehicle (FCeV)”, umgangssprachlich Wasserstoffautos, werden mit Wasserstoff betankt und erzeugen während der Fahrt chemisch Strom.

Nur das Speicherkonzept ist unterschiedlich: Batterie als Stromspeicher versus Betankung mit dem Energieträger Wasserstoff und Brennstoffzelle als (dezentrales) Kraftwerk. Das Speichermedium Wasserstoff hat eine um den Faktor 100 günstigere Energiedichte (massebezogen) als Lithium-Ionen-Batterien, sodass den hohen Umwandlungsverlusten (siehe Grafik 1) Vorteile in Gewicht, Speicherkapazität und ein Schnellladevorgang gegenüberstehen (siehe Grafik 2).

Wasserstoff im Mobility-Bereich
Grafik 1: Effizienz Strom zu Rad bzw. Fortbewegung

Die Zukunft ist elektrisch!

Der Zukunftstrend Elektrifizierung im Verkehr scheint gesetzt. Eine pauschale Darstellung sämtlicher Vor- bzw. Nachteile der Technologie Wasserstoff ist allerdings nur bedingt sinnvoll, müsste man doch die unterschiedlichen Anwendungsfälle differenziert voneinander betrachten. Vielmehr erscheint es uns als dringend notwendig, mit gängigen Mythen ein für alle Mal aufzuräumen.

Mythos 1: Wasserstoffproduktion ist ohne Klimavorteil und ineffizient

Dieser Mythos trifft für die chemische Produktion aus Rohöl und damit für 99 Prozent des heute produzierten Wasserstoffs zu. Für die restlichen 1 Prozent, sogenannten grünen Wasserstoff, der durch Elektrolyse gewonnen wird, ist auch geringe Effizienz unbestreitbar, spätestens wenn das Endziel doch wieder Strom ist. Dabei außer Acht gelassen wird jedoch der Wunsch nach 100 Prozent erneuerbarer Energien (siehe Grafik 2).

Denn durch Wind und Photovoltaik werden Stromüberdeckungen an Sommertagen, Unterdeckungen im Winter gegenüberstehen. Die Folge sind Preisvolatilitäten inklusive negativer Strompreise (bereits heute mehrfach im Jahr und zukünftig mit deutlichem Anstieg). Dies könnte grünem Wasserstoff den Einzug in viele neue Sektoren erlauben. Im Stromsektor ist dies ein Sommer-Winter-Ausgleich durch Speicherung. Und auch ein Transport von grünem Wasserstoff aus fernen PV-Großanlagen hat Zukunftspotential. Heute bringen Tankschiffe und Pipelines fossile Brennstoffe aus dem fernen Osten, morgen könnten sie grünen Wasserstoff aus dem Süden liefern.

Wasserstoffauto
Grafik 2: Vor- und Nachteile Brennstoffzelle

Mythos 2: Erforderliche Investitionen in (Tank-)Infrastruktur verhindern Wasserstoff

Auch dieser Mythos ist bei der heutigen Anzahl von nur fünf Wasserstofftankstellen in ganz Österreich nicht von der Hand zu weisen – das bekannte “Henne-Ei-Problem”. Andererseits benötigen ÖPNV, Speditionen oder gar Flugverkehr kein öffentliches Massennetz. Sie sind selbst in der Lage, punktuell (Tank-)Infrastruktur aufzubauen. Und gerade kommerzielle Nutzer profitieren am Meisten von erhöhter Auslastung durch Reichweite und kurze Tankstillstände.

Der Massenmarkt wird in der Stadt zunehmend mit “Mobility as a Service”-Lösungen versorgt werden (vernetzt und langfristig autonom). Eine massenzugängliche (Tank-)Infrastruktur scheint demnach künftig gar nicht notwendig. Konsumenten wollen Fortbewegung – weder Tanken noch Parkplatzsuche. Unser Sport erfolgt im Fitness-Studio, warum dann nicht Motorsport auf der Konsole? Im Umkehrschluss wird das heutige flächendeckende Tankstellennetz zunehmend zum 24/7-Shop, der Bedarf an (Tank-)Infrastruktur für die zukünftigen Serviceanbieter (sofern nicht Batterie und dezentrale Ladeboxen) wird viel weitmaschiger.

Mythos 3: Wasserstoff als Exklusivlösung für sämtliche Mobilitätsbedarfe

Physikalische Vor- und Nachteile können wir weder fortdiskutieren noch (gänzlich) wegentwickeln. Die Lösung heißt: anwendungsspezifische Nutzung (siehe Grafik 3). Im kommerziellen Güterverkehr bedeutet Auslastung Geld. Und im Flugverkehr sind die spezifischen Vorteile von Wasserstoff unbestreitbar (Masse, Masse, Masse) – sobald eine Substitution des Kerosins politisch gefordert wird.

Andererseits: Ländliche Pendler haben weder große Entfernungen noch Zeitdruck. Warum dann für zusätzliche Wasserstoff-Umwandlung einen Aufpreis bezahlen? Schon bald könnte es heißen: PV-Anlage aufs Dach, eigene Wallbox installieren und das gesparte Geld in (Fern-)Reisen verfliegen. Das Resultat sind mehrschichtige Verkehrswege bzw. ein Gesamtmix. Batterie und Brennstoffzelle werden parallele Technologien im Mobilitätsökosystem der Zukunft.

Elektroauto vs. Wasserstoffauto
Grafik 3: Beispiele zukünftiger spezifischer Anwendungen

Ein nüchterner Zukunftsblick – ganz ohne Mythen

Der Siegeszug von batteriebetriebenen Elektrofahrzeugen im Massenmarkt für kurze bis mittlere Strecken beginnt gerade. Vorreiter ist etwa Norwegen mit 60 Prozent Neuzulassungsanteil im ersten Quartal 2019 bei Steuerförderung. Auch Brennstoffzellenfahrzeuge sind erhältlich aber noch weit vom Massenmarkt entfernt. Doch Batteriespeicher brauchen für Wirtschaftlichkeit häufiges Be- und Entladen bzw. wiederholte Nutzung. Grüner Wasserstoff erlaubt auch Einwegtransporte und saisonale Energiespeicherung von gratis PV-Überschussstrom.

Als grüner Energiespeicher (und CO2-freies Substitut für Erdgas in der Industrie) gewinnt Wasserstoff damit eine Sonderstellung, die sein Zukunftspotential in diversen Energie- und Industrieanwendungen garantieren wird. Die Verbreitung in anderen Sektoren wiederum wird auch die wirtschaftliche Nutzung seiner spezifischen Einsatzgebiete in der Mobilität fördern. Stellen wir uns also darauf ein, dass nicht nur eine Technologie die Zukunft bestimmen wird. Die Welt wird ist komplexer, vielfältiger und bunter.


Welf Wiemer ist Energie Lead und Alexander Hotowy Managing Partner der accilium GmbH, einer auf Digitalisierung und Mobilitätsfragen spezialisierten Unternehmensberatung mit Fokus auf den Automobil-, Energie- und öffentlichen Sektor. Standorte sind Wien, Berlin und München.


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Diskussionsrunde der Folge 2: Harald Herzog, Moritz Mitterer, Carina Zehetmaier, Bernd Konnerth, Markus Fallenböck (c) brutkasten

„No Hype KI” wird unterstützt von CANCOM AustriaIBMITSVMicrosoftNagarroRed Hat und Universität Graz.


Gut zwei Jahre ist es her, dass ChatGPT einen Hype rund um generative KI-Modelle auslöste. Doch es stellen sich auch viele kritische Fragen beim Einsatz von KI – besonders in sensiblen Bereichen. Klar ist: Künstliche Intelligenz bietet viele Vorteile und vereinfacht komplexe Prozesse. Gleichzeitig wirft sie jedoch auch Herausforderungen und Ängste auf, mit denen man sich kritisch auseinandersetzen muss.

Was KI in den Bereichen Gesundheit, Bildung und im öffentlichen Sektor leisten kann, diskutierten in der zweiten Folge „No Hype KI”:

  • Bernd Konnerth (Microsoft Österreich | Public Sector Lead)
  • Carina Zehetmaier (Women in AI Austria | Präsidentin)
  • Harald Herzog (Österreichische Gesundheitskasse | Leiter Digitalisierung und Innovation)
  • Moritz Mitterer (ITSV | Aufsichtsratsvorsitzender)
  • Markus Fallenböck (Universität Graz | Vizerektor für Personal und Digitalisierung).
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Menschenzentrierter Ansatz im Mittelpunkt

Künstliche Intelligenz ist schon längst Teil unseres Alltags – ob bewusst oder unbewusst. Und obwohl KI bereits in vielen Lebensbereichen der Österreicher:innen präsent ist, bleibt die Skepsis bei vielen groß. Laut Carina Zehetmaier ist es daher ein besonders wichtiger Faktor, dass man jeder einzelnen Person KI näher bringt, sodass mehr Vertrauen in die Technologie entsteht: „Derzeit gibt es noch viele Ängste rund um KI. Aber es gibt auch noch gewisse Schwachstellen wie zum Beispiel das Halluzinieren, oder auch Vorurteile, die in den Systemen drinnen sind und widergespiegelt werden können. Es ist relevant, dass man sich hier von Anfang an mit den kritischen Fragenstellungen auseinandersetzt“.

Hierbei müsse an vorderster Stelle die öffentliche Hand hohe Standards setzen – vor allem aus menschenrechtlicher Sicht. Zehetmaier befürwortet in diesem Zusammenhang den AI Act, der klare gesetzliche Rahmenbedingungen schafft. „Die öffentliche Hand ist der direkte Adressat der Grund- und Menschenrechte“, sagt sie.

Ein weiterer wichtiger Punkt von Zehetmaier ist die Notwendigkeit, marginalisierte Gruppen nicht zu übersehen. Man müsse sich bemühen, geschlechtsspezifische und andere Vorurteile in Datensätzen zu vermeiden. „Wir wissen auch, dass Automatisierung den Gender-Pay-Gap öffnet anstatt schließt, das heißt, da müssen wir aktiv und gezielt gegensteuern“.

Verantwortungsvolle KI bedeute, aktiv an den Daten und Algorithmen zu arbeiten. Nur so könne sichergestellt werden, dass KI-Anwendungen nicht nur technologisch effizient, sondern auch ethisch und gesellschaftlich verantwortungsvoll gestaltet werden.

Responsible AI: Inklusivität, Fairness, Datenschutz

Dass die Anwendung von generativer KI nicht bloß Kosten senken soll, sondern den Menschen Nutzen bringen muss, ist auch für Bernd Konnerth von Microsoft klar. „Wir setzen auf Responsible-AI-Standards, bei denen es um Inklusivität, Fairness, Datenschutz und all diese Themen geht. Das sind Leitplanken in unserer Produktentwicklung“, sagt der Public Sector Lead von Microsoft Österreich.

Von der Unternehmenstransformation bis hin zum öffentlichen Dienst sei ein breites Umschulungsprogramm notwendig, um Ängste abzubauen: Es sei wichtig, „Umgebungen zu schaffen, die es Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter möglich machen, mit der Technologie zu interagieren, um den Berührungsängsten entgegen zu wirken”.

Universität Graz startete UniGPT für Mitarbeitende

Was Bildung angeht, betont Markus Fallenböck von der Universität Graz die Bedeutung einer breiten Wissensvermittlung. Es gehe nicht nur um Spezialist:innen für KI, sondern vor allem um die große Masse an Mitarbeitenden, die einen “sinnvollen Umgang mit KI erlernen” müssen: „Je mehr Wissen wir in die Bevölkerung kriegen, umso mehr können wir Chancen nutzen und Risiken minimieren“.

Die Universität Graz hat dazu eine eigene Micro-Credential-KI gestartet, um Studierenden ein Grundwissen zu KI zu vermitteln: “Das ist ein abgeschlossenes Studienpaket, das man in jedes Studium integrieren kann und das gerade in einer Pilotphase ist”, erläutert Fallenböck. Das Paket lasse sich in jedes Studium integrieren. “Da ist die Idee, dass in ein paar Jahren jeder Bachelor-Studierende, der in Graz einen Abschluss macht, ein Grundwissen hat zu KI-Bereich, Technik, Wirtschaft, Recht, Ethik”.

Für die eigenen Mitarbeiter:innen hat die Universität Graz im Mai 2024 außerdem den Chatbot UniGPT gestartet. Bereits mehrere hundert Mitarbeiter:innen wurden dafür bereits eingeschult. “Da sitzt die Universitätsprofessorin neben der Sekretariatskraft und beide interessieren sich für KI und werden es in ihrem Arbeitsalltag gut einsetzen”, schildert Fallenböck seine Eindrücke.

Über die eigenen Mitarbeitenden will die Universität Graz Wissensvermittlung aber auch in die Bevölkerung tragen. Dazu hat sie im Oktober etwa erstmals den Technology Impact Summit zum Thema KI in Graz veranstaltet. “Weil natürlich auch wichtig ist, dass wir die breite Öffentlichkeit mit dem Thema erreichen. Je mehr Wissen wir in die Bevölkerung kriegen, umso mehr, können wir auch das Chancennutzen und Risikominimieren wirklich schaffen”, erläutert Fallenböck.

ITSV: Künstliche Intelligenz im Gesundheitssystem

 Die ITSV wiederum steuert und koordiniert die IT-Aktivitäten der österreichischen Sozialversicherung – und beschäftigt sich schon länger mit dem KI-Thema. Aufsichtsratsvorsitzender Moritz Mitterer erzählt im Talk, dass das Unternehmen bereits 2018 mit der Erprobung von KI-Lösungen begonnen habe. In einem geschützten Umfeld wurden dabei erste Erfahrungen gesammelt, bevor die Systeme in den Echtbetrieb übergingen. Dieser schrittweise Ansatz habe wesentlich dazu beigetragen, das Vertrauen in KI-Modelle im Unternehmen zu stärken.

Besonders bei sensiblen Daten, wie etwa Gesundheitsdaten, ist die Gefahr von Missbrauch ein zentraler Risikofaktor. Mitterer erläutert die Bedeutung von Transparenz und Nachvollziehbarkeit: „Man muss Patientinnen und Patienten mitnehmen, indem man entsprechend strenge Regeln hat und Compliance hat. Und indem man offen damit umgeht, falls doch was sein sollte“.

KI schafft Abhilfe bei steigendem Leistungsaufkommen bei ÖGK

Die ITSV arbeitet dabei unter anderem für die Österreichische Gesundheitskasse (ÖGK). Harald Herzog von der ÖGK erläutert, dass das steigende Leistungsaufkommen – etwa wachsende Fallzahlen, steigende Lebenserwartung, mehr Konsultationen – nach neuen Wegen verlangt: „Würden wir die Prozesse so weiterspielen wie bisher, bräuchten wir mehr Personal“, so Herzog. „Unsere Aufgabe ist es effizient zu arbeiten und alle technischen Möglichkeiten der KI auszunutzen“.

KI könne hier unterstützen, etwa bei der Wahlarztkostenerstattung. Ziel sei es, einen Großteil der Fälle automatisiert abwickeln zu können. Laut Herzog geht es aber nicht darum, den persönlichen Kontakt zu ersetzen, sondern lediglich zu ergänzen.

Zusätzliches Wirtschaftswachstum von bis zu 18 Prozent durch KI-Nutzung

Auch die öffentliche Verwaltung steht vor Herausforderungen, etwa aufgrund der Pensionierungswelle oder des Fachkräftemangels. Künstliche Intelligenz könnte dabei eine Rolle spielen. Bernd Konnerth von Microsoft Österreich sagt: „Künstliche Intelligenz kann eine Antwort sein – vielleicht nicht die Einzige, aber sie hat sehr viel Potenzial durch die Automatisierung wiederkehrender Tätigkeiten, viel Nutzen zu stiften“.

Aktuell befinde sich Österreich erst am Anfang, dieses Potenzial auszuschöpfen. Konnerth verweist auf eine Studie, dass Österreich ein Wirtschaftswachstum von bis zu 18 Prozent erzielen könnte, wenn das ganze Potenzial von KI ausgeschöpft werde.

Ausblick: KI-Nutzung in fünf Jahren

Wo steht der Einsatz von Künstlicher Intelligenz in fünf Jahren? „Ich hoffe, dass wir nicht mehr über die Technologie reden müssen, so wie wir heute auch nicht mehr über Strom sprechen, sondern dass sie einfach da ist“, so Microsoft-Experte Konnerth.

Carina Zehetmaier wiederum blickt auf die EU als Werteunion. In fünf Jahren solle man sehen, dass Österreich und Europa es geschafft haben, einen wertebasierten, menschengerechten KI-Einsatz umzusetzen. Für Österreich könne sich hier eine besondere Chance bieten, so Zehetmaier. Das Land könne sich als Vorreiter für einen vertrauenswürdigen, menschenzentrierten Umgang mit KI etablieren. Es gehe darum, „den menschenzentrierten Ansatz im Einklang mit Werten und Grundrechten umzusetzen“.

KI birgt enormes Potenzial

Die Diskussionsrunde ist sich einig, dass KI in sensiblen Arbeitsfeldern längst keine ferne Zukunftsvision mehr ist, sondern bereits eine zentrale Rolle darstellt. Die Chancen sind enorm – von effizienteren Verwaltungsprozessen über eine präzisere Gesundheitsversorgung bis hin zu einer gerechteren Bildung. Doch um diese Möglichkeiten zu nutzen, braucht es breites Verständnis, klare Regeln, vertrauenswürdige Technik und einen sensiblen Umgang mit Daten.


Folge nachsehen: No Hype KI – Was kann KI in den Bereichen Gesundheit, Bildung und im öffentlichen Sektor leisten?

Hier gehts es zur Nachlese von Folge 1: „No Hype KI – wo stehen wir nach zwei Jahren ChatGPT?”


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