K u rzfassu n g sb an d - Graz University of Technology

Energieinnovation 2006 99
„Öko-Wasserstoff und Brennstoffzellen im Verkehr"
Amela Ajanovic, Reinhard Haas, Nebojsa Nakicenovic (TU-Wien/Energy
Economics Group) 1
Motivation
Die Einführung von Öko-Wasserstoff und Brennstoffzellen im Verkehr könnte eine Schlüsselrolle bei
der Bekämpfung von Umweltproblemen haben. Ein wesentlicher Beweggrund neben Reduktion der
Schadstoffe und Erschränkung der globalen Erwärmung ist auch die Verringerung der Öl-
Abhängigkeit. Viele Autohersteller haben Prototypen von Wasserstoff-Fahrzeugen mit Brennstoffzellen
entwickelt. Diese Brennstoffzellen-Fahrzeuge werden weltweit bereits getestet.
In diesem Beitrag werden wirtschaftliche Aspekte von Öko-Wasserstoff sowie mobile Anwendungen
von Wasserstoff als Treibstoff in Brennstoffzellen-Fahrzeugen in einem dynamischen Kontext bis Jahr
2050 analysiert.
Methodische Vorgangsweise
Da Wasserstoff ein Sekundärenergieträger ist, muss er zuerst erzeugt werden. In der Vision einer
emissionsfreien und nachhaltigen Wasserstoffwirtschaft sollten für die Wasserstofferzeugung
erneuerbare Energiequellen eingesetzt werden.
Die hier betrachteten Technologien für die Öko-Wasserstofferzeugung sind Elektrolyse mit Strom aus
Windkraft, Wasserkraft und Photovoltaik, Biomassevergasung und Biogas- und Erdgas-
Dampfreformierung. Erdgas-Dampfreformierung wird als Referenztechnologie angenommen, weil
Wasserstoff heutzutage noch zu etwa 50% aus Erdgas erzeugt wird. Die Gesamtkosten der
Wasserstoffbereitstellung beim Endverbraucher ergeben sich aus der Summe aller anfallenden
Kosten in der Wasserstoffkette, bzw. als Summe der Kosten für Wasserstofferzeugung, -aufbereitung,
-verteilung, -speicherung und -abgabe.
2
1.8
1.6
1.4
BSZ - ohne Leistungsreduktion (80 kW)
BSZ - mit Leistungsreduktion (80-20 kW)
BSZ MR=30%, 80 kW
VKM-H2 MR=30%, 80 kW
VKM Diesel-4 EUR (2050), 80 kW
BSZ MR=30%, 20 kW (2050)
VKM-H2 MR=30%, 20 kW (2050)
VKM Diesel-4 EUR, 20 kW (2050)
Gesamtkosten (Euro/km)
1.2
1
0.8
0.6
VKM-H2 (80 kW)
0.4
0.2
VKM-H2 (80-20 kW)
VKM-Diesel (80 kW)
VKM-Diesel (80-20 kW)
0
2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
Jahr
Abbildung 1: Gesamtkosten pro gefahrenem km von Brennstoffzellenfahrzeugen (BSZ) und
Wasserstoff-Verbrennungskraftmotor (VKM-H2) Fahrzeugen – Beispiel mit Diesel-Preissteigerung auf
4 Euro bis zum Jahr 2050, mit jährlichen Steigerungsraten der Marktdurchdringung (MR) von 30% und
der Lernrate von 20%, und mit Reduktion von Fahrzeugleistung von 80 kW auf 20 kW bis zum Jahr
2050
Ausgehend vom heutigen Stand werden durch Variation der Lernrate und Marktwachstumsrate die
Zukunftsperspektiven der Kostenentwicklung von Öko-Wasserstoff für den Einsatz im Bereich der
1 Energy Economics Group, Technische Universität Wien; Gußhausstraße 27-29/373-2, A-1040 Wien,
Austria; Tel: +431/58801-37364, Fax: +431/58801-37397; e-mail: ajanovic@eeg.tuwien.ac.at;