09.07.2019

Elektroauto vs. Wasserstoffauto: Ein Vergleich

Das Wasserstoffauto ist- politisch gepusht - wieder einmal von den Toten auferstanden. Doch wo liegen seine Vor- und Nachteile im Vergleich zum Elektroauto? Wir bringen einen Abgleich zu den Punkten Umweltverträglichkeit, Handhabung, Reichweite und Kosten.
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Elektroauto vs. Wasserstoffauto - ein Vergleich
(c) fotolia.com - fotoak80

Im allgemeinen E-Auto-Boom kam die Ansage von ÖVP-Chef Sebastian Kurz letzte Woche, Österreich im Hinblick auf die Klimaschutz-Ziele zur „Wasserstoff-Nation Nummer eins“ machen zu wollen, vielleicht überraschend. Denn während andernorts, etwa in Japan, stark auf die Technologie gesetzt wird, schien das Elektroauto hierzulande bereits das Rennen gegen das Wasserstoffauto gemacht zu haben. Genau sieben Wasserstoffautos wurden im gesamten Vorjahr in Österreich zugelassen – im Gegensatz zu rund 4000 E-Autos allein im ersten Halbjahr 2019. Was also spricht dafür – und was dagegen – doch noch die Kurve Richtung Wasserstoff zu kratzen?

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Es braucht eine Grundsatzentscheidung

Tatsächlich ist in dieser Frage eine Grundsatzentscheidung vonnöten. Schließlich braucht es eine entsprechende flächendeckende (Schnell-)Lade- bzw. Tank-Infrastruktur. Beides parallel aufzubauen wäre nicht effizient, wiewohl festzustellen ist, dass schon bislang mit Benzin und Diesel zwei (allerdings relativ ähnliche) Technologien nebeneinander bestanden.

Und noch eine kleine Anmerkung am Rande: Die besagte Infrastruktur sollte nicht an den Landesgrenzen halt machen – daher wäre in der Frage Elektroauto vs. Wasserstoffauto (zumindest) eine europäische Einigung angezeigt.


Elektroauto vs. Wasserstoffauto: 4 große Fragen

Doch zurück zur Fragestellung. Beide Technologien sind noch deutlich ausbaufähig – es lässt sich also kein endgültiges Urteil fällen. Im derzeitigen Entwicklungsstatus ergeben sich aber in einigen Punkten sehr klare Plus- und Minuspunkte. Wir haben vier große Fragen herausgegriffen.

1. Welche Technologie ist „grüner“?

Sowohl Elektroauto, als auch Wasserstoffauto laufen mit einem Elektromotor. Während der Strom beim E-Auto „getankt“ und im Akku gespeichert wird, wird er im Wasserstoffauto mittels Brennstoffzelle lokal erzeugt – als „Abgas“ entsteht dabei Wasserdampf. Wasserstoff kann aus verschiedenen Rohstoffen gewonnen werden. Gängig ist derzeit noch die Herstellung aus Erdgas, womit ein fossiler Energieträger zum Einsatz kommt. Potenziell umweltverträglicher ist die Erzeugung durch Elektrolyse, also die Aufspaltung von Wasser zu Wasserstoff und Sauerstoff. Diese steht inzwischen klar im Fokus der Entwicklung. Dazu ist (viel) elektrischer Strom notwendig, wodurch der Wasserstoff im übertragenen Sinn zum Stromspeicher wird.

„Well to Wheel“-Effizienz: Elektroauto klar vor Wasserstoffauto

Damit ist für beide Technologien zunächst zu konstatieren: Sie sind nur so grün, wie der Strom, der zum Einsatz kommt. Eine Aufstellung des VCÖ (Verkehrsclub Österreich) zeigt dabei aber klar: Der Energieverlust bei der Erzeugung und Speicherung des Wasserstoffs, sowie bei seiner Rück-Umwandlung zu Strom ist vergleichsweise immens. Während es bei E-Autos im Schnitt 73 Prozent des ursprünglich generierten Stroms nach Verlusten am Weg bis auf die Straße schaffen („Well to Wheel“-Effizienz), bleiben bei Wasserstoffautos derzeit nur 22 Prozent übrig.

Knackpunkt: Akku-Produktion und -Entsorgung

Ist das Elektroauto in dieser Kategorie also klarer Sieger? Die Sache ist leider nicht so einfach, denn es gibt noch einen weiteren Knackpunkt: Die verbauten Akkus. Auch Wasserstoffautos brauchen einen Akku als Zwischenspeicher, doch natürlich ist in einem E-Auto deutlich mehr Leistung und damit mehr Energie in der Herstellung notwendig. Laut einer aktuellen, vom schwedischen Umweltministerium in Auftrag gegebenen Studie, entstehen bei der Produktion des (Lithium-Ionen-)Akkus eines Tesla Model S (also des Luxusmodells) derzeit 17,5 Tonnen CO2. Demnach habe das Auto überhaupt erst nach mehreren Jahren Nutzung eine positive CO2-Bilanz im Vergleich zu einem Fahrzeug mit klassischem Verbrennungsmotor – die Ergebnisse der Studie sind jedoch umstritten. Zudem werden auch die im Akku genutzten Chemikalien potenziell zu problematischen Altlasten, wenn es später um die Entsorgung geht.

2. Welche Technologie ist praktischer in der Handhabung?

Bei dieser Fragestellung liegt der Vorteil derzeit noch klar auf Seiten des Wasserstoffautos. Denn Wasserstoff kann, wie man es von Benzin und Diesel gewohnt ist, einfach getankt werden – der Vorgang ist innerhalb weniger Minuten abgeschlossen. Der Ladevorgang von E-Autos dauert regulär mehrere Stunden. Auch mit verbesserten Technologien wie etwa Teslas Supercharger (der jedoch nicht bei Fremdmodellen funktioniert), sind für einen „typischen Ladestopp“ in der bislang besten Ausbaustufe noch 15 Minuten einzurechnen. Zwar wird intensiv an schnelleren Ladetechnologien gearbeitet und auch Möglichkeiten wie etwa der Akku-Tausch werden verbessert. Wann und ob das E-Auto hier zeitlich mithalten können wird, ist aber derzeit noch unklar.

3. Mit welcher Technologie erzielt man die höhere Reichweite?

Diese Frage ist bei Weitem nicht mehr so klar zu beantworten, wie noch vor einigen Jahren. Zwar sind bei Wasserstoffautos Reichweiten über 500 Kilometer Standard und bei einzelnen Modellen auch maximale Reichweiten von 800 Kilometer gegeben, während einige gängige E-Auto-Modelle noch auf unter 300 Kilometer kommen. Doch es gab in letzter Zeit eine massive Steigerung. Dabei gilt die Faustregel: Je teurer das Elektroauto, desto mehr Strecke mit einer Akku-Ladung. Der oben erwähnte Tesla Model S kommt etwa – je nach Ausführung – teils auf mehr als 500 Kilometer.

Tankstellennetz: 5 vs. 3000

Noch eine zweite (nicht technologische) Komponente ist für diese Frage natürlich relevant: Das Tankstellennetz. Gerade einmal fünf Wasserstoff-Tankstellen gibt es in Österreich – alle von der OMV betrieben. Dagegen stehen mehr als 3000 Strom-Tankstellen – allerdings mit unterschiedlicher Qualität und Ladezeit. Dazu kommt noch die Möglichkeit, das Elektroauto (sehr zeitaufwendig) aus der Haushaltssteckdose zu laden.

4. Wie sieht es mit den Kosten aus?

In der Anschaffung gilt sowohl für Elektro- als auch Wasserstoffautos: Sie können noch nicht mit Verbrennern mithalten. Wasserstoff-Fahrzeuge sind (neu) unter 50.000 Euro nicht zu bekommen. Bei Elektroautos gibt es zwar deutlich günstigere Modelle ab ca. 20.000 Euro – allerdings mit entsprechend geringer Reichweite und kleiner Fahrzeug-Größe. Der mehrfach erwähnte Tesla Model S kostet je nach Ausführung 80.000 Euro aufwärts.

Klarer Sieger bei den laufenden Kosten

Bei den laufenden Kosten spielen Wasserstoff-Autos in einer Kategorie mit Verbrennern. Zwischen 9 und 9,50 Euro kostet ein Kilogramm Wasserstoff – damit kommt man mit den aktuellen Modellen rund 100 Kilometer weit. Mit dem E-Auto kommt man in diesem Punkt üblicherweise günstiger davon. Auch bei Modellen mit einem vergleichsweise hohen Verbrauch um die 20 Kilowattstunden pro 100 Kilometer (bei kleineren gängigen Typen sind es 15), kommt man bei 30 Cent pro Kilowattstunde auf 6 Euro pro 100 Kilometer. Haushaltsstrom kostet momentan zwischen 15 und 21 Cent – es geht also noch deutlich günstiger.

Fazit

Das Wasserstoffauto kommt deutlich näher an jene Standards heran, die man von Autos mit Verbrennungsmotoren gewohnt ist. Wenn es ein entsprechendes Tankstellennetz gäbe, würde es das Elektroauto zumindest momentan in Sachen Komfort klar ausstechen. Dieses kommt jedoch im (politisch) wichtigen Punkt Stromverbrauch und damit auch bei den laufenden Kosten deutlich besser weg. Die Entwicklungen im Aufholprozess in den anderen behandelnden Punkten sind vielversprechend. Und die Infrastruktur ist eben bereits signifikant besser ausgebaut. Gerade dieser letzte Punkt dürfte auch ein entscheidender Grund dafür sein, dass E-Autos, wie im ersten Absatz behandelt, statistisch gesehen in Österreich klar voran liegen.


Was steckt politisch hinter der Diskussion?

Warum sollte Österreich also auf Wasserstoff „umsatteln“? Hinter dem Vorstoß der ÖVP steht – wie sollte es anders sein – ein Politikum. Während der von Kurz präsentierte Plan etwa von Greenpeace negativ aufgenommen wurde, beurteilt man ihn bei der Industriellenvereinigung „sehr positiv“. Dort macht man sich traditionell Sorgen, dass der Ausstieg aus fossilen Brennstoffen sich negativ auf den Standort auswirken könnte. Der Umstieg auf Wasserstoff dürfte hier als kleineres Übel gesehen werden. Das betrifft insbesondere Österreichs umsatzstärksten Konzern OMV. Der präsentierte just am Montag nach der ÖVP-Ankündigung gemeinsame Pläne mit dem Energieriesen Verbund, eine großangelegte Elektrolyse-basierte Wasserstoffproduktion zu starten. Für die Aufrechterhaltung eines der Kerngeschäftsfelder – des Tankstellennetzes – wäre der von der ÖVP anvisierte Aufbau eines flächendeckenden Wasserstoff-Tankstellennetzes bis 2025 eine mögliche Rettung aus der zu erwartenden Krise.

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USB-Stick Erfinder Dov Moran im Interview. (c) LinkedIn/Dov Moran

Mit der Gründung von M-Systems und der Erfindung des USB-Flash-Laufwerks sowie revolutionärer Speicherlösungen schrieb der israelische Halbleiter-Pionier Dov Moran Technologiegeschichte, bevor er sein Unternehmen für rund 1,6 Milliarden US-Dollar an SanDisk verkaufte. Heute lenkt er als Managing Partner beim Deep-Tech-Fonds Grove Ventures als einer der angesehensten Tech-Investoren Israels die Zukunft von KI, Halbleitern, Cloud-Infrastruktur und digitaler Gesundheit.

Der Tech-Pionier und Investor erklärt im Interview, dass im aktuellen KI-Boom vor allem die physische Infrastruktur entscheidend ist und sich Europa statt auf Defense-Tech auf Nischen wie Quantentechnologie konzentrieren sollte. Darüber hinaus empfiehlt er staatliche Unternehmensbeteiligungen nach taiwanesischem Vorbild sowie eine Kultur, die echten Gründergeist und Mut zum Risiko fördert.

brutkasten: Sie haben geholfen, mit dem USB-Flash-Laufwerk eine der am weitesten verbreiteten Technologien der Welt zu erfinden. Wenn Sie zurückblicken: Was unterscheidet bahnbrechende Innovationen von Technologien, die niemals skalieren?

Dov Moran: Zunächst einmal ist der USB-Stick heute ein totes Produkt. Nur noch sehr wenige Menschen benutzen ihn, aber genau das ist das Wesen von Technologie: Man baut etwas auf, und das dient dann als Fundament für etwas Fortschrittlicheres. Ich bin sehr stolz darauf, dass ich einen kleinen Teil zu dieser Infrastruktur beitragen konnte.

Bei M-Systems haben wir damals allerdings noch andere Dinge erfunden, die ich für fast noch wichtiger halte, auch wenn sie für Endkunden weniger sichtbar waren. Damals gab es zwei Arten von Flash-Speicher: NAND-Flash für reine Daten und NOR-Flash – dominiert von Intel und AMD –, um den Code für das Betriebssystem zu speichern. Das gesamte Marktkonzept sah vor, dass jedes System beide Komponenten benötigt. Wir haben damals eine technologische Lösung gefunden, um den NOR-Flash komplett zu eliminieren und den Code direkt in den NAND-Flash zu integrieren. Unser Weg, dieses Problem zu lösen, hat das NOR-Flash-Geschäft für Intel und AMD grundlegend verändert, aber gleichzeitig in jedem einzelnen Telefon auf der Welt den Platzbedarf reduziert und etwa drei Dollar pro Gerät gespart. Bei rund einer Milliarde produzierten Telefonen pro Jahr haben wir der Welt somit jährlich drei Milliarden Dollar eingespart.

Welche Technologie erinnert Sie heute am meisten an die Anfangstage des Flash-Speichers?

Ich denke, wir sehen derzeit eine grundlegende Wende auf dem Markt – weg von einer rein softwaregetriebenen Welt hin zu einer Welt der Infrastruktur. Marc Andreessen sagte einmal: „Software eats the world.“ Heute geht es jedoch vor allem darum, die richtige Hardware- und Infrastrukturbasis zu schaffen: Wir brauchen die richtigen CPUs, wir müssen das enorme Problem des Energieverbrauchs und der Kühlung lösen und wir müssen Rechenzentren bauen, die deutlich effizienter und effektiver sind.

Was heute an Infrastruktur existiert, kann die weltweite Nachfrage schlichtweg nicht bedienen, wenn bald jeder Mensch KI nutzt, forscht und eigene Agenten baut. Wenn auch nur zehn Prozent der Bevölkerung anfangen, intensiv KI-Agenten zu bauen und zu nutzen, würden unsere heutigen Systeme zusammenbrechen. Die Infrastruktur für Künstliche Intelligenz steht genau vor solchen fundamentalen technologischen Skalierungsaufgaben.

Alle sprechen über KI. Wo sehen Sie die größten Chancen jenseits der aktuellen KI-Welle beziehungsweise wo sollte sich Europa positionieren?

KI ist eine gewaltige Revolution, die das Leben aller Menschen beeinflussen wird – vom Reinigungspersonal bis hin zum Leiter einer Onkologie-Abteilung, dessen Diagnostik und Behandlungsweisen sich grundlegend verändern werden. Eine so große Transformation bringt natürlich für jeden enorme Chancen mit sich – für Einzelpersonen, Krankenhäuser, das Bildungswesen und für ganze Staaten.

Wenn ein Land wie Österreich entscheidet, in diesen Markt zu investieren, sollte der Fokus auf der Infrastrukturebene oder auf sehr gezielten Nischen liegen, nicht auf reinen Anwendungen. Ich glaube zum Beispiel nicht, dass Österreich versuchen sollte, im Bereich Defense Tech zu konkurrieren. Dieser Markt erfordert gewaltige Kapazitäten, riesige Budgets und spezifisches Know-how, wie es in den USA oder aufgrund ständiger Konflikte in Israel und der Ukraine existiert.

Man muss Nischen finden, in denen man wirkliche Wettbewerbsvorteile aufbauen kann. Das könnte zum Beispiel die Quantentechnologie sein, die Kombination aus Gesundheitswesen und KI oder hochentwickelte Sensorik für eine bessere medizinische Überwachung von zu Hause aus.

Israel bringt trotz seines relativ kleinen Marktes kontinuierlich globale Technologie-Champions hervor. Was erklärt diesen Erfolg und wie wird Unternehmertum dort gefördert?

Es gibt einen großen Unterschied zwischen Erfindern, Unternehmern und operativen Managern. Viele Erfinder kommen von Universitäten, aber selbst die beste Erfindung oder das beste Patent scheitert, wenn man nicht weiß, wie man ein Unternehmen führt und skaliert. Ich bin der festen Überzeugung, dass Unternehmertum und Innovation viel früher im Bildungssystem verankert werden müssen – spätestens an den weiterführenden Schulen.

Das Bildungssystem muss weg vom reinen Frontalunterricht und Auswendiglernen, hin zu echter Interaktion, Teamwork und praktischer Projektarbeit. Ich bin selbst Verwaltungsratsmitglied einer 150 Jahre alten jüdischen Schulkette namens ORT. Um den Schülern dieses Denken nahezubringen, habe ich ein Buch über Unternehmer geschrieben, das nach jedem Kapitel Diskussionsfragen aufwirft. Ich beginne darin mit Abraham als dem „ersten jüdischen Unternehmer“, der den Monotheismus erfunden hat.

Im Talmud gibt es die Geschichte, dass Abraham die Götzenstatuen im Laden seines Vaters zerstörte, weil er die Logik dahinter hinterfragte, und danach seine Heimat verließ, um ins Ungewisse nach Israel zu ziehen. Genau das passiert vielen Gründerinnen und Gründern: Sie haben eine Vision, jeder sagt ihnen, dass es unmöglich ist, und sie müssen bereit sein, ihre gewohnte Umgebung zu verlassen, um ihr Ziel zu erreichen. Schüler müssen lernen, solche kritischen Fragen zu diskutieren: Was bedeutet es, ins Ungewisse zu gehen? Ist Unternehmertum immer gut oder birgt es auch Risiken? Diese mentale Vorbereitung ist die Basis für eine Innovationskultur.

Was kann Europa und speziell ein Land wie Österreich von der israelischen Innovationskultur und anderen globalen Vorreitern lernen?

Zunächst einmal können auch wir viel von Europa lernen – zum Beispiel, wie man ein Land so lebenswert und friedlich gestaltet. Was die Förderung von Technologie betrifft, lohnt sich für Europa jedoch ein Blick nach Taiwan, speziell auf das ITRI-Institut (Industrial Technology Research Institute).

Der Staat dort verteilt nicht einfach nur passiv Fördergelder an Unternehmen, was oft nicht der klügste Weg ist. Stattdessen definieren kluge Köpfe alle paar Jahre strategische Zukunftsmärkte. So wurde vor Jahrzehnten entschieden, dass der Bau von Halbleiterwerken entscheidend sein wird, woraufhin man gezielt den Gründer von TSMC aus den USA zurückholte. Heute hängt die gesamte Weltwirtschaft von TSMC ab, was für Taiwan zugleich ein enorm starkes sicherheitspolitisches Instrument ist.

Ein weiterer entscheidender Punkt ist, wie Staaten investieren: Wenn staatliche Innovationsbehörden Unternehmen mit Kapital unterstützen, sollten sie dafür im Gegenzug auch Unternehmensanteile (Equity) erhalten, anstatt nur verlorene Zuschüsse zu verteilen. Der Staat sollte sich als stiller Gesellschafter beteiligen, sich nicht in das operative Tagesgeschäft einmischen, aber bei einem erfolgreichen Exit sein Geld inklusive Rendite zurückerhalten. So kann ein Staat mit Innovation tatsächlich Geld verdienen, das wieder in das Ökosystem zurückfließen kann.

Welchen Rat würden Sie Gründern geben, die heute in Europa Deep-Tech-Unternehmen aufbauen?

Schauen Sie sich genau an, wer in der aktuellen Marktphase wirklich Geld verdient. Im KI-Bereich verlieren viele Software- und Anwendungsunternehmen derzeit Milliarden, während diejenigen, die die Infrastruktur und Hardware bereitstellen – wie Nvidia oder TSMC als deren Auftragsfertiger –, enorm erfolgreich sind.

Wir erleben eine Wende: Es reicht nicht mehr aus, nur auf reine Software-Anwendungen zu setzen. Die wahren Deep-Tech-Chancen liegen heute in der Lösung fundamentaler physischer und technischer Probleme – sei es bei der Energieeffizienz, der Kühlung von Rechenzentren, fortschrittlichen Halbleitern oder auch in der Weltraumtechnologie (Space Tech). Wenn Sie ein Unternehmen aufbauen, fokussieren Sie sich auf diese harten Infrastruktur- und Technologieprobleme, die die Welt zwingend lösen muss.

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