Man sieht eine Tankstelle, an der Wasserstoff als Kraftstoff getankt werden kann

Wasserstoffantrieb für Autos

Mobil mit der Energie der Zukunft

Versichere Dein Auto bei Deutschlands beliebtestem Kfz-Versicherer1

Wasserstoffantrieb: Das Wichtigste in Kürze

  • Wasserstoffantrieb wird in Brennstoffzellenautos genutzt
  • Bisher gibt es nur wenige Fahrzeuge mit Brennstoffzelle
  • Der Wasserstoff wird meist durch Reformierung von Erdgas gewonnen
  • Das Netz an Wasserstofftankstellen ist noch recht dünn

Wasserstoffautos sind eine besondere Form des Elektro­autos. Ursprünglich kommt der Antrieb aus der Raum­fahrt und wird hier als starker Träger von Energie genutzt. Im Fahrzeug-Bereich werden für den Wasser­stoff­antrieb sogenannte Brenn­stoff­zellen im Auto verbaut. Diese erzeugen während der Fahrt Strom und erreichen eine Reich­weite von über 500 Kilometern. Interessant ist die Technologie im Gegensatz zum Verbrennungs­motor somit auch aus ökologischer Sicht. Aktuell wird der Wasser­stoff­antrieb in PKWs verschiedener Hersteller verbaut, um die Energie der Zukunft weitreichend zu testen.

Unser Ratgeber bietet Dir allgemeine Informationen zum Wasserstoffantrieb. Möchtest Du Dein neues, umweltfreundliches Fahrzeug richtig absichern, findest Du alle Informationen zu unserer Autoversicherung hier.

Wie funk­tio­niert ein Wasser­stoff­an­trieb?

Zur Nutzung des Wasserstoffantriebs wird eine Brennstoffzelle im Auto eingesetzt. Diese gewinnt durch eine Umkehrung der Elektrolyse Strom aus Wasserstoff: Die Vermischung von Sauerstoff und Wasserstoff wird zu Wasser und setzt während dem Prozess Wärme und Energie frei. Die gewonnene Energie treibt dann den Elektromotor im Fahrzeug an.

Der Wasserstoff dient also als Brennstoff und der Sauerstoff aus der Luft als Oxidationsmittel. Chemische Energie wird direkt in Strom umgewandelt, eine Batterie ist also nicht erforderlich. Der Wirkungsgrad eines konventionellen Verbrennungsmotors ist im Vergleich zu dem genannten Prozess deutlich niedriger: Die Energie wird dort über den Umweg der Wärmeerzeugung gewonnen, wobei ein Großteil der Wärme ungenutzt verloren geht. Die Lagerung des Wasserstoffs ist hingegen recht energieaufwendig. Das geruchlose Gas (H2) muss in Hochdrucktanks gelagert werden, deren Betrieb im Schnitt 12 % des Energiegehalts des Wasserstoffs verbraucht. Einige Wasserstoffautos werden als Hybridfahrzeuge mit einem zusätzlichen Lithium-Ionen-Akku angefertigt. Auch bei Raum-, Schiff- und Luftfahrt wird der Wasserstoffantrieb mittels der erklärten Funktion zur Nutzung von effizienter Energie eingesetzt.

Wie wird der Wasser­stoff für Brenn­stoff­zel­len­autos gewonnen?

Der Wasserstoff an sich ist keine Quelle für Energie, sondern ein Überträger. Meist wird er durch die Reformierung von Erdgas gewonnen. Diese stellt aktuell die preisgünstigste Lösung dar. Im Gegensatz zum Auto mit Erdgasmotor werden hier sogar geringere CO2 Emissionen erzeugt. Verbessern ließe sich die Emissionsbilanz des Wasserstoffantriebs für Autos aber dennoch. Daher soll die Gewinnung des Wasserstoffs aus der Elektrolyse in Zukunft näher fokussiert werden. Die beschriebene Methode hinterlässt keinen großen ökologischen Fußabdruck und kann gerade für die Nutzung von Brennstoffzellenautos problemlos zum Einsatz kommen. Aktuell wird allerdings nur ein minimaler Prozentanteil der Erzeugung von Wasserstoff auf diese Art und Weise durchgeführt. Während der Strom für Brennstoffzellen hier sehr sauber gewonnen werden kann und lediglich Wasserdampf entsteht, stellt die fossile Methode durch Erdgas einen kleineren Kostenaufwand dar. Um eine klimafreundliche Lösung zur Weiterentwicklung des Wasserstoffantriebs für ein Auto zu erhalten, müsste die Elektrolyse deutlich weiter ausgearbeitet werden. Dies könnte neben der sauberen Gewinnung von Wasserstoff auch für mehr Öko-Strom sorgen.

Eine beson­dere Art des Elek­tro­autos

Wasserstoffautos stellen grundsätzlich eine besondere Form von Elektroautos dar. Entscheidender Unterschied: Der Strom wird nicht aus einer externen Stromquelle in einen Akku oder eine Batterie gespeist. Stattdessen erzeugen die Brennstoffzellen während der Fahrt den Strom. Ein wichtiger Vorteil gegenüber der Akku-Technologie ist die höhere Reichweite. Aktuelle Fahrzeuge können nach einer Füllung des Treibstoffs mittels Wasserstofftankstelle mindestens 500 Kilometer weit fahren. Bei den meisten bisher vorgestellten Elektroautos liegt die Reichweite dagegen deutlich darunter. Obwohl Elektroantrieb und Wasserstoffantrieb nicht mit der gleichen Funktionsweise arbeiten, können zukünftige Fahrzeughalter derartiger Autos diverse Förderungen vom Staat beantragen.

Das staatliche Förderprogramm für Elektroautos gilt auch für Wasserstoffautos. So steht der Hyundai ix35 Fuel Cell auf der Liste der förderungsfähigen Autos.

Die Autoversicherung für Elektroautos und Plug-in Hybride vom Testsieger CosmosDirekt.

E-Auto & Plug-in Hybrid

Deine Vorteile:

  • Bis 31.03.: 15 € Amazon.de Gutschein*
  • 10 % Nachlass auf den Kfz-Beitrag
  • Viele Zusatzleistungen in Teilkasko & Rundum-Schutz für den Antriebs-Akku in Vollkasko
  • Besonderer Vorteil für reine E-Autos: Bis zu 330 € THG-Prämie über unseren Partner greenAir

Geprüft & ausgezeichnet

Diese Wasserstoffautos gibt es momentan

Aktuell wird der Wasserstoffantrieb nur von wenigen Herstellern genutzt. Daher sind Autos mit Brennstoffzelle auf der Straße aktuell immer noch eine echte Rarität. Unter deutschen Herstellern war Mercedes-Benz mit dem GLC F-Zell der Vorreiter des Wasserstoffautos. Asiatische Hersteller greifen hingegen schon häufiger auf den Antrieb zurück und haben bereits mehrere Brennstoffzellenfahrzeuge auf den Markt gebracht. BMW und Audi planen, ebenso nachzuziehen und eigene Fahrzeuge mit Wasserstoffantrieb zu entwickeln. Auch wenn Wasserstoffautos zurzeit noch selten sind, werden sie mit großem öffentlichen Interesse verfolgt. Neben dem Verbau des Wasserstoffantriebs in PKWs sollen daher in der Zukunft sogar Hybrid- und Wasserstoffbusse auf Deutschlands Straßen integriert werden. In den kommenden Jahren wird sich das Netz der Brennstoffautos daher vermutlich noch weit ausdehnen. Aktuell gibt es allerdings nur die folgenden Modelle mit Brennstoffzelle zu kaufen:

  • Toyota Mirai
  • Hyundai Nexo
  • Mercedes-Benz GLC F-Cell

Hauptgrund für das schmale Angebot von Herstellern ist der aktuell noch sehr hohe Preis für ein Wasserstoffauto. Der Hyundai kann zurzeit am günstigsten erworben werden und liegt bei rund 69.000 Euro. Grundsätzlich gilt, dass der Preis deutlich sinken dürfte, sobald die Stückzahl der gefertigten Fahrzeuge steigt. Auch die Chancen auf weitere staatliche Förderungen des Antriebs würden sich damit erhöhen.

Toyota Mirai: Pionier des Wasser­stoff­an­triebs

Das futuristisch gestaltete Fahrzeug des Herstellers Toyota wird als Brennstoffzellen-Pionier bezeichnet und kann ab rund 79.000 Euro erworben werden. Damit ist der Mirai für seine Größe recht teuer. Dennoch sorgt das Auto auf der Straße garantiert für einen hohen Wiedererkennungswert. Im futuristischen Design-Stil wurde das Brennstoffzellenfahrzeug speziell gestaltet, um sich von der Masse abzuheben. Der Toyota Mirai kommt mit recht wenig Treibstoff aus und verbraucht auf 100 Kilometern gerade einmal 0,76 Kilogramm Wasserstoff.

Hyundai Nexo glänzt mit hoher Reich­weite

Nicht nur gegenüber üblichen Elektroautos, sondern auch gegenüber seiner Konkurrenz an Wasserstoffautos glänzt der Hyundai Nexo mit einer hohen Reichweite von 540 Kilometern. Der SUV kam als Nachfolger für den Hyundai ix35 auf den Markt und kann ab ca. 69.000 Euro erworben werden. Der Nexo verbraucht auf 100 Kilometern zirka 1,2 Kilogramm an Wasserstoff.

Das erste deut­sche Brenn­stoff­zel­len­auto: GLC F-Cell

Der GLC F-Cell wurde vom Hersteller Daimler als erster Versuch der Integration eines Wasserstoffantriebs präsentiert. Das Auto wurde Ende 2018 erstmalig als Kleinserie auf den Markt gebracht und ausschließlich in Form eines Leasings angeboten. Zudem wurde auch der Kundenkreis für das Wasserstoffauto von Mercedes-Benz stark eingeschränkt. Lediglich ausgewählte Kunden- und Behördenkreise hatten die Chance, den neuen Antrieb testen zu können. Aufgrund der recht holprigen Integration des Autos mit Brennstoffzelle hat Daimler diese vorerst pausiert. Der GLC F-Cell war zwar zur Produktion in Serie angedacht, soll aber mangels der Möglichkeiten zur Gewinnung sauberer Wasserstoff-Energie und einem zu kleinen Netz an Wasserstofftankstellen derzeit nicht mehr geliefert werden.

Das Netz der Wasser­stoff­tank­stellen

Das Stichwort Wasserstofftankstellen stellt für viele Hersteller nach wie vor ein Problem dar. Hat der Nutzer eines Autos mit Wasserstoffantrieb keine Möglichkeit, die Funktion jederzeit zu nutzen und sein Brennstoffzellenauto überall aufzuladen, werden sowohl Vermarktung als auch der Kauf eines derartigen Fahrzeugs uninteressant. Aktuell ist Deutschland noch weit von einem großen Netz an Wasserstofftankstellen entfernt. Auch europaweit gibt es aktuell lediglich rund 140 Möglichkeiten, Wasserstoff für seinen Antrieb nachzufüllen. Bis Ende 2021 soll diese Zahl deutlich ansteigen – Deutschland möchte als Vorreiter auf zirka 130 Wasserstofftankstellen zurückgreifen und hiermit die Unterstützung eines Antriebs mit derartiger Energie nachhaltig fördern.

Wie umwelt­freund­lich ist der Wasser­stoff­an­trieb wirk­lich?

Im Betrieb ist der Wasserstoffantrieb denkbar sauber. Alles, was als Nebenprodukt in der Brennstoffzelle anfällt, ist Wasserdampf. Komplizierter wird die Beurteilung der Ökobilanz, wenn man die Produktion des Wasserstoffs und den Bau der Brennstoffzellen einbezieht. Wasserstoff kommt kaum in ungebundener Form auf der Erde vor. In gebundener Form ist er hingegen sehr verbreitet. Wasser ist die bekannteste wasserstoffhaltige Verbindung. Aus dieser kann der Wasserstoff unkompliziert herausgelöst werden. Einfacher ist es aber, ihn aus einer Biomasse wie Erdgas oder Kohle zu lösen und anschließend mit Sauerstoff zu mischen. Der Nachteil an dem Verfahren der Reformierung ist, dass dabei vor allem fossile Energieträger wie Erdgas eingesetzt werden und der Bedarf an Energie sehr hoch ist. Wirklich ausgeglichen wäre die Ökobilanz eines Wasserstoffantriebs daher tatsächlich nur dann, wenn die Produktion mit Strom aus regenerativen Quellen erfolgen würde.

Soll der Wasserstoffantrieb seine Funktionsweise richtig entfalten, geht dies außerdem nur mit Brennstoffzellen. Diese kommen wiederum nicht ohne Platin aus. Das Edelmetall wird als Katalysator für die chemische Reaktion des Wasserstoffs benötigt. Platin ist seltener und teurer als Gold und eine starke Verbreitung des Wasserstoffantriebs würde einen erheblichen Mehrbedarf bedeuten. Der Abbau würde sehr wahrscheinlich ebenfalls mit Umweltschäden einhergehen. Allerdings ist es den Entwicklern gelungen, den Bedarf an Platin deutlich zu senken. Im Rahmen von Recycling ist es außerdem möglich, in Brennstoffzellen verbautes Platin erneut einzusetzen. Zurzeit wird außerdem diskutiert, ob Kupfer als Ersatz für das Platin eingesetzt werden soll.

Insgesamt sorgt der Wasserstoffantrieb grundsätzlich für emissionsfreies Fahren. Dies sollte allerdings nur als Bestandteil seines Betriebs gesehen werden. Wird der genutzte Wasserstoff mit Erdgas hergestellt, so fällt die Emissionsbilanz insgesamt schlecht aus. Entwickelt man den Antrieb allerdings weiter und sorgt für eine Wasserstoff- und Strom-Gewinnung mittels erneuerbarer Energien, kann ein Auto mit Brennstoffzelle in der Zukunft durchaus wirtschaftlich und ökologisch gefahren werden. Aktuell weist der Wasserstoffantrieb einen elektrischen Wirkungsgrad von über 60 % auf. Betrachtet man dies gegenüber anderen Antrieben, handelt es sich hierbei bereits um eine sehr gute Effizienz. Zum Vergleich: Der Wirkungsgrad von Verbrennungsmotoren ohne Strom liegt nur bei 25 bis 35 %.

Wasserstoffantrieb: Vor- und Nachteile

Vorteile

  • Lokal emissionsfreies Fahren
  • Hohe Reichweite
  • Schnelles Betanken möglich

Nachteile

  • Hohe Anschaffungskosten
  • Schlechtes Tankstellen-Netz
  • Oftmals fossile Energien benötigt

Fazit zum Wasser­stoff­an­trieb

Bis zum großen Durchbruch des Wasserstoffantriebs wird es noch eine Weile dauern. Auch wenn neue Fahrzeuge auf den Markt kommen und immer mehr Hersteller nachziehen, bedeutet dies noch lange nicht, dass die Technologie in Zukunft auch bei der Masse der Autofahrer ankommen wird. Selbst Yoshikazu Tanaka, der Entwicklungschef von Toyota, geht davon aus, dass noch 10 oder sogar 20 Jahre vergehen werden, bis die Brennstoffzelle richtig auf unseren Straßen angekommen ist. Haupthindernisse bleiben derzeit die hohen Kosten für den Antrieb und das kaum vorhandene Netz an Wasserstofftankstellen. Dennoch kann ein Brennstoffzellenauto in der Zukunft, bei nachhaltiger Arbeit mit regenerativen Energien, für einen guten Schritt in die richtige Richtung sorgen.

Erklärvideo zur Autoversicherung

Die Autoversicherung für Elektroautos und Plug-in Hybride vom Testsieger CosmosDirekt.

E-Auto & Plug-in Hybrid

Deine Vorteile:

  • Bis 31.03.: 15 € Amazon.de Gutschein*
  • 10 % Nachlass auf den Kfz-Beitrag
  • Viele Zusatzleistungen in Teilkasko & Rundum-Schutz für den Antriebs-Akku in Vollkasko
  • Besonderer Vorteil für reine E-Autos: Bis zu 330 € THG-Prämie über unseren Partner greenAir

Hast Du Fragen zur Kfz-Versicherung? Wir beraten Dich gerne telefonisch oder per E-Mail.

Artikel teilen

  • 1

    Auszeichnung „Beliebtester Kfz-Versicherer“, 1. Platz Gesamturteil Kundenzufriedenheit, Studie „Kundenbefragung Kfz-Versicherer 2023“ des Deutschen Instituts für Service-Qualität GmbH & Co. KG (DISQ), 31 Filial- und Direktversicherer, www.disq.de, August 2023.

Inhalt