Brennstoffzellenfahrzeuge verstehen

EV-Designer behaupten oft, im Vergleich zu Fahrzeugen mit herkömmlichem Verbrennungsmotor (ICE) niedrige Emissionen zu haben. Die meisten Brennstoffzellenfahrzeuge sind emissionsfrei – sie geben nur Wasser und Wärme ab. Ein Brennstoffzellenfahrzeug ist immer noch ein Elektrofahrzeug (EV), verwendet jedoch Wasserstoffgas, um seinen Elektromotor anzutreiben. Anstelle einer Batterie verwenden diese Autos eine „Brennstoffzelle“, die Wasserstoff und Sauerstoff kombiniert, um Strom zu erzeugen, der dann den Motor antreibt und nur umweltfreundliche Abgase ausstößt.

Die Produktion von Wasserstoff, der zum Betanken eines Autos verwendet wird, führt zu einer gewissen Treibhausgasbelastung, wenn er aus Erdgas gewonnen wird, aber seine Verwendung in Brennstoffzellenfahrzeugen reduziert die Gesamtabgasemissionen erheblich. Viele Autohersteller wie Honda, Mercedes-Benz, Hyundai und Toyota, die oft als das umweltfreundlichere Energiefahrzeug der Zukunft angepriesen werden, bieten bereits Brennstoffzellenfahrzeuge an, während andere sich in der Konzeptphase befinden. Im Gegensatz zu Elektrofahrzeugen, deren komplexe Batterien bestimmte Designbeschränkungen auferlegen, haben Brennstoffzellenfahrzeuge das Potenzial, alle Modelle eines Herstellers zu ersetzen.

Um Wasserstoff-Brennstoffzellen-Fahrzeuge besser zu verstehen, sehen Sie sich an, wie sie im Vergleich zu herkömmlichen Verbrennungsmotoren, Elektrofahrzeugen und Hybriden in Bezug auf Betankung und Reichweite, Umweltauswirkungen und Erschwinglichkeit abschneiden.

Tanken und Gangreserve

Obwohl die Zahl der Tankstellen derzeit begrenzt ist, werden Wasserstoff-Brennstoffzellen-Fahrzeuge ähnlich wie ICE-Fahrzeuge betankt. Wasserstofftankstellen verkaufen unter Druck stehenden Wasserstoff, der ein Auto in wenigen Minuten befüllt. Die tatsächliche Betankungszeit hängt vom Wasserstoffdruck und der Umgebungstemperatur ab, überschreitet jedoch typischerweise nicht zehn Minuten. Andere Elektrofahrzeuge brauchen länger zum Aufladen und erreichen nicht die gleiche Reichweite wie herkömmliche Autos.

Bei voller Reichweite ist ein Brennstoffzellenfahrzeug ähnlich wie Benzin- und Dieselfahrzeuge und fährt 200-300 Meilen von einer vollen Ladung. Wie Elektroautos können sie auch die Brennstoffzelle abschalten, um an Ampeln oder im Stau Energie zu sparen. Einige Modelle verfügen sogar über regeneratives Bremsen, um verlorene Energie zurückzugewinnen und die Batterie geladen zu halten. In Bezug auf Kraftstoff und Reichweite treffen Brennstoffzellenfahrzeuge mit einigen Hybriden, die je nach Fahrbedingungen mit Batterie- und/oder Motorleistung betrieben werden, den optimalen Punkt. Sie kombinieren das Beste aus ICE- und Elektrofahrzeugen mit schneller Betankung, erweiterter Reichweite und Energiesparmodi.

So attraktiv Reichweite und schnelles Betanken auch sein mögen, die Zahl der Wasserstofftankstellen beschränkt sich leider auf wenige Großstädte – fast ausschließlich in den kalifornischen Gebieten von San Francisco und Los Angeles. Die Lade- und Betankungsinfrastruktur für Brennstoffzellen arbeitet an der stetig steigenden Nachfrage, hat aber bei der Zahl der Ladestationen für Elektrofahrzeuge und vor allem bei der Lage der Tankstellen noch großen Nachholbedarf.

Umweltbelastung

Bei herkömmlichen Autos, Elektrofahrzeugen und Brennstoffzellenfahrzeugen gibt es anhaltende Diskussionen und Bedenken hinsichtlich langfristiger Umweltauswirkungen. Benzinbetriebene Fahrzeuge verursachen eine enorme Menge an Emissionen, während batteriebetriebene Elektrofahrzeuge während der Produktion einen spürbaren Fußabdruck hinterlassen.

Der in Brennstoffzellenfahrzeugen verwendete Wasserstoff wird hauptsächlich aus Erdgas gewonnen. Erdgas verbindet sich mit Dampf hoher Temperatur und hohem Druck, um Wasserstoff zu bilden. Dieser als Dampf-Methan-Reformierung bezeichnete Prozess erzeugt zwar etwas Kohlendioxid, jedoch in im Allgemeinen geringeren Mengen im Vergleich zu Elektro-, Hybrid- und Fahrzeugen mit fossilen Brennstoffen.

Da Brennstoffzellenfahrzeuge am häufigsten in Kalifornien zu finden sind, verlangt der Staat, dass mindestens 33 Prozent des in ein Fahrzeug eingefüllten Wasserstoffgases aus erneuerbaren Quellen stammen.

Verfügbarkeit und Anreize

Brennstoffzellenfahrzeuge bieten viele Vorteile in Bezug auf Kraftstoffeffizienz und Umweltauswirkungen. Sie füllen sich schnell und haben eine mit Verbrennungsmotoren konkurrenzfähige Reichweite. Sie zu mieten oder zu kaufen kostet allerdings viel Geld, ebenso wie ihr Wasserstoff-Treibstoff. Die meisten Hersteller übernehmen die Kraftstoffkosten für eine begrenzte Zeit, um den hohen Preis auszugleichen, in der Hoffnung, dass die Kosten für das Fahrzeug und den Kraftstoff im Laufe der Zeit sinken.

In Kalifornien, dem Bundesstaat mit der größten, wenn auch kleinen Brennstoffzellen-Infrastruktur, gab es Fördermittel. Ab Februar 2016 bot Kalifornien Rabatte auf Brennstoffzellenfahrzeuge vorbehaltlich der Verfügbarkeit von Finanzmitteln an. Dies war Teil eines Anreizes der Regierung, sauberere Fahrzeuge auf den Straßen einzuführen. Um den Rabatt zu erhalten, müssen Besitzer von Brennstoffzellenfahrzeugen für ihr Fahrzeug einen Antrag stellen. Die Besitzer haben auch Anspruch auf einen Aufkleber, der ihnen den Zugang zu den Fahrspuren für Fahrzeuge mit hoher Belegung (HOV) ermöglicht.

Brennstoffzellenfahrzeuge könnten das praktische Fahrzeug von morgen sein. Während die Kosten und die Verfügbarkeit von Ladestationen derzeit die Nachfrage zurückhalten, bleibt das Potenzial für eine breite Verfügbarkeit und effizientes Fahren bestehen. Sie sehen genauso aus und funktionieren genauso wie die meisten anderen Autos auf der Straße – Sie werden hinter dem Lenkrad keine Überraschungen finden – aber sie deuten auf die Möglichkeit hin, in naher Zukunft überall mit sauberer Energie zu fahren.