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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Doris Lippert (Microsoft | Director Global Partner Solutions und Mitglied der Geschäftsleitung) und Thomas Steirer (Nagarro | Chief Technology Officer) | Foto: brutkasten

“No Hype KI” wird unterstützt von CANCOM Austria, IBM, ITSV, Microsoft, Nagarro, Red Hat und Universität Graz


Mit der neuen multimedialen Serie “No Hype KI” wollen wir eine Bestandsaufnahme zu künstlicher Intelligenz in der österreichischen Wirtschaft liefern. In der ersten Folge diskutieren Doris Lippert, Director Global Partner Solutions und Mitglied der Geschäftsleitung bei Microsoft Österreich, und Thomas Steirer, Chief Technology Officer bei Nagarro, über den Status Quo zwei Jahre nach Erscheinen von ChatGPT.

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„Das war ein richtiger Hype. Nach wenigen Tagen hatte ChatGPT über eine Million Nutzer”, erinnert sich Lippert an den Start des OpenAI-Chatbots Ende 2022. Seither habe sich aber viel geändert: “Heute ist das gar kein Hype mehr, sondern Realität“, sagt Lippert. Die Technologie habe sich längst in den Alltag integriert, kaum jemand spreche noch davon, dass er sein Smartphone über eine „KI-Anwendung“ entsperre oder sein Auto mithilfe von KI einparke: “Wenn es im Alltag angekommen ist, sagt keiner mehr KI-Lösung dazu”.

Auch Thomas Steirer erinnert sich an den Moment, als ChatGPT erschien: „Für mich war das ein richtiger Flashback. Ich habe vor vielen Jahren KI studiert und dann lange darauf gewartet, dass wirklich alltagstaugliche Lösungen kommen. Mit ChatGPT war dann klar: Jetzt sind wir wirklich da.“ Er sieht in dieser Entwicklung einen entscheidenden Schritt, der KI aus der reinen Forschungsecke in den aktiven, spürbaren Endnutzer-Bereich gebracht habe.

Von erster Begeisterung zu realistischen Erwartungen

Anfangs herrschte in Unternehmen noch ein gewisser Aktionismus: „Den Satz ‘Wir müssen irgendwas mit KI machen’ habe ich sehr, sehr oft gehört“, meint Steirer. Inzwischen habe sich die Erwartungshaltung realistischer entwickelt. Unternehmen gingen nun strategischer vor, untersuchten konkrete Use Cases und setzten auf institutionalisierte Strukturen – etwa durch sogenannte “Centers of Excellence” – um KI langfristig zu integrieren. „Wir sehen, dass jetzt fast jedes Unternehmen in Österreich KI-Initiativen hat“, sagt Lippert. „Diese Anlaufkurve hat eine Zeit lang gedauert, aber jetzt sehen wir viele reale Use-Cases und wir brauchen uns als Land nicht verstecken.“

Spar, Strabag, Uniqa: Use-Cases aus der österreichischen Wirtschaft

Lippert nennt etwa den Lebensmittelhändler Spar, der mithilfe von KI sein Obst- und Gemüsesortiment auf Basis von Kaufverhalten, Wetterdaten und Rabatten punktgenau steuert. Weniger Verschwendung, bessere Lieferkette: “Lieferkettenoptimierung ist ein Purpose-Driven-Use-Case, der international sehr viel Aufmerksamkeit bekommt und der sich übrigens über alle Branchen repliziert”, erläutert die Microsoft-Expertin.

Auch die Baubranche hat Anwendungsfälle vorzuweisen: Bei Strabag wird mittels KI die Risikobewertung von Baustellen verbessert, indem historische Daten zum Bauträger, zu Lieferanten und zum Bauteam analysiert werden.

Im Versicherungsbereich hat die UNIQA mithilfe eines KI-basierten „Tarif-Bots“ den Zeitaufwand für Tarifauskünfte um 50 Prozent reduziert, was die Mitarbeiter:innen von repetitiven Tätigkeiten entlastet und ihnen mehr Spielraum für sinnstiftende Tätigkeiten lässt.

Nicht immer geht es aber um Effizienzsteigerung. Ein KI-Projekt einer anderen Art wurde kürzlich bei der jüngsten Microsoft-Konferenz Ignite präsentiert: Der Hera Space Companion (brutkasten berichtete). Gemeinsam mit der ESA, Terra Mater und dem österreichischen Startup Impact.ai wurde ein digitaler Space Companion entwickelt, mit dem sich Nutzer in Echtzeit über Weltraummissionen austauschen können. „Das macht Wissenschaft zum ersten Mal wirklich greifbar“, sagt Lippert. „Meine Kinder haben am Wochenende die Planeten im Gespräch mit dem Space Companion gelernt.“

Herausforderungen: Infrastruktur, Daten und Sicherheit

Auch wenn die genannten Use Cases Erfolgsbeispiele zeigen, sind Unternehmen, die KI einsetzen wollen, klarerweise auch mit Herausforderungen konfrontiert. Diese unterscheiden sich je nachdem, wie weit die „KI-Maturität“ der Unternehmen fortgeschritten sei, erläutert Lippert. Für jene, die schon Use-.Cases erprobt haben, gehe es nun um den großflächigen Rollout. Dabei offenbaren sich klassische Herausforderungen: „Integration in Legacy-Systeme, Datenstrategie, Datenarchitektur, Sicherheit – all das darf man nicht unterschätzen“, sagt Lippert.

“Eine große Herausforderung für Unternehmen ist auch die Frage: Wer sind wir überhaupt?”, ergänzt Steirer. Unternehmen müssten sich fragen, ob sie eine KI-Firma seien, ein Software-Entwicklungsunternehmen oder ein reines Fachunternehmen. Daran anschließend ergeben sich dann Folgefragen: „Muss ich selbst KI-Modelle trainieren oder kann ich auf bestehende Plattformen aufsetzen? Was ist meine langfristige Strategie?“ Er sieht in dieser Phase den Übergang von kleinen Experimenten über breite Implementierung bis hin zur Institutionalisierung von KI im Unternehmen.

Langfristiges Potenzial heben

Langfristig stehen die Zeichen stehen auf Wachstum, sind sich Lippert und Steirer einig. „Wir überschätzen oft den kurzfristigen Impact und unterschätzen den langfristigen“, sagt die Microsoft-Expertin. Sie verweist auf eine im Juni präsentierte Studie, wonach KI-gestützte Ökosysteme das Bruttoinlandsprodukt Österreichs deutlich steigern könnten – und zwar um etwa 18 Prozent (brutkasten berichtete). „Das wäre wie ein zehntes Bundesland, nach Wien wäre es dann das wirtschaftsstärkste“, so Lippert. „Wir müssen uns klar machen, dass KI eine Allzwecktechnologie wie Elektrizität oder das Internet ist.“

Auch Steirer ist überzeugt, dass sich für heimische Unternehmen massive Chancen eröffnen: “Ich glaube auch, dass wir einfach massiv unterschätzen, was das für einen langfristigen Impact haben wird”. Der Appell des Nagarro-Experten: „Es geht jetzt wirklich darum, nicht mehr zuzuwarten, sondern sich mit KI auseinanderzusetzen, umzusetzen und Wert zu stiften.“


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