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Fraunhofer-Studie vergleicht Treibhausgas-Emissionen von Batterie- und Brennstoffzellenfahrzeugen

Forscher des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE haben in einer Studie im Auftrag der H2 Mobility Deutschland einen Lebenszyklus-Vergleich von Elektro- und Brennstoffzellenfahrzeugen durchgeführt, um deren Treibhausgas-Emissionen zu vergleichen. Das Ergebnis ist eindeutig.

Untersucht wurden die erzeugten Treibhausgas(THG)-Emissionen entlang des gesamten Lebenszyklus, also von Herstellung über Betrieb bis zur Entsorgung von Batterie- und Brennstoffzellenfahrzeugen mit höheren Reichweiten für die Zeiträume 2020–2030 und 2030–2040. Die Forscher haben in ihrer Studie 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.

Darüber hinaus wurden die Werte der alternativen Antriebssysteme mit den Werten dieselgetriebener Pkw verglichen. Das Ergebnis der Fraunhofer-Studie zum Lebenszyklus-Vergleich von Elektrofahrzeugen mit höherer Reichweite ist eindeutig: Ab einer Reichweite von 250 km sind Pkw mit Wasserstoff und Brennstoffzelle (FCEV) klimafreundlicher als Batteriefahrzeuge (BEV). Der entscheidende Faktor ist der wesentlich größere CO2-Rucksack, den Batterieautos durch die Produktion der Batterie tragen müssen. Der THG-Fußabdruck von Produktion und Recycling eines Brennstoffzellensystems inklusive Tank entspricht etwa dem eines Elektroantriebs mit einer 45-50 kWh Speicherkapazität. Für Autos mit größeren Batterien werden mehr THG ausgestoßen als für das Brennstoffzellensystem in einer vergleichbaren Leistungsklasse.

Woher kommt der Strom bzw. Wasserstoff?

Für die Erzeugung des Stroms bzw. Wasserstoffs wurden verschiedene Szenarien betrachtet, da die Energiequelle entscheidend ist.

Den Annahmen der vom Berliner Think Tank Agora Verkehrswende veröffentlichten Studie folgend, kommt der Strom für die Batteriefahrzeuge im besten Fall aus der Photovoltaik-Anlage (Ladung zu Hause), während der deutsche Strommix den ungünstigsten Fall darstellt.

Im Best Case-Szenario für Wasserstoff wird dieser aus 100 % Windenergie erzeugt. Verglichen wurden aber auch erzeugte Emissionen beim Laden mit dem deutschen Strommix sowie die Wasserstoffproduktion im Mixed Case ( 50 % Erdgas und 50 % Windstrom) bzw. im Worst Case aus 100 % Erdgas.

Das Ergebnis

Bei einer Laufleistung von 150.000 km 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 (90 kWh Batterie), die mit dem deutschen Strommix angetrieben werden, und ist ebenfalls geringer als bei Dieselfahrzeugen.

Die Studie ist ein Beleg für die Komplementarität von Batterie und Wasserstoff. Fahrzeuge mit mittleren bis kleineren Batterien (<50 kWh Speicherkapazität) und Reichweiten bis 250 km senken die Emissionen im Verkehr. Für höhere Reichweiten haben Brennstoffzellenfahrzeuge aus Sicht des Klimaschutzes zunehmende Vorteile. Das bestätigt Dr. Christopher Hebling, Bereichsleiter Wasserstofftechnologien am Fraunhofer ISE: „Die Studie zeigt auch, dass sich Batterie- und Brennstoffzellenfahrzeuge in idealer Weise ergänzen. Für große Reichweiten sind Brennstoffzellenfahrzeuge klimafreundlicher und für geringe Reichweiten Batteriefahrzeuge.“

Sowohl für Batterie also auch für Wasserstoff gilt: Je grüner die Energiequelle, desto besser die Umweltbilanz.

www.ise.fraunhofer.de

www.h2.live/h2mobility

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