Die Brennstoffzelle gilt als Zukunftstechnologie für Autos und Hausheizungen. Sie verbrennt Wasserstoff, wobei nur Wasser als «Abgas» entsteht. Auch in kleinen Blockheizkraftwerken in Häusern könnten Brennstoffzellen Erd- und Biogas in Elektrizität umwandeln und dabei Wärme zum Heizen des Gebäudes erzeugen.
Allerdings ist die Herstellung von Wasserstoff sehr energieaufwändig, weil dazu Wasser in Sauer- und Wasserstoff gespalten werden muss. Dominic Notter von der Materialforschungsanstalt Empa hat zusammen mit griechischen und brasilianischen Kollegen die Umweltbilanzen für den Einsatz von Brennstoffzellen durchgerechnet.
Diese berücksichtigten die Herstellung, die gesamte Lebensdauer und den Betrieb bis hin zum abschliessenden Rezyklieren der Brennstoffzelle. Die Forscher berichten darüber in der Fachzeitschrift «Energy & Environmental Science».
Das Ergebnis fiel eindeutig aus: Brennstoffzellen für Autos sind nur dann ökologisch sinnvoll, wenn sie mit Wasserstoff aus erneuerbaren Energiequellen betrieben werden können, wie die Empa in einer Mitteilung schreibt. Würde man Strom aus dem europäischen Netz verwenden, um Wasserstoff herzustellen und damit Autos zu betanken, wäre der CO2-Ausstoss viel zu hoch.
Heute wird industrieller Wasserstoff überwiegend direkt aus Erdgas gewonnen. Doch auch mit dieser Art Treibstoff bringe die Brennstoffzelle praktisch keinen Umweltvorteil, betonen die Autoren. Die Herstellung konventioneller Autos sei nämlich weniger umweltbelastend. Auch Elektroautos sind umweltfreundlicher, weil sie den Strom direkt verwenden.
Doch das Blatt dreht sich, sobald der Strom überwiegend aus Sonne, Wind und Wasser produziert wird. Dann werde das Brennstoffzellenauto konkurrenzfähig, denn es verschlingt bei der Herstellung weniger Ressourcen als ein batteriebetriebenes Elektroauto, hat eine wesentlich grössere Reichweite und kann schneller betankt werden, erklärte Notter.
Beim Heizen liegt die Brennstoffzelle leicht vorne, denn sie kann einen höheren Anteil des Erdgases in wertvolle Elektrizität verwandeln. Allerdings enthält eine Brennstoffzelle seltene Metalle wie Platin, die immer teurer werden und in Zukunft schwer zu beschaffen sein könnten.
Die Brennstoffzelle könnte dennoch eine wichtige Zukunftstechnologie sein, betonen die Forscher. In Zukunft könnte überschüssiger Strom aus Windkraft und Solarenergie in Form von Wasserstoff zwischengespeichert werden und damit für Heizung oder Auto zur Verfügung stehen. Aktuell würden Windkraftanlagen einfach abgeschaltet, wenn zu viel Strom auf dem Markt ist. Die Öko-Energie gehe damit ungenutzt verloren.