Warum Wasserstoff im Verkehr oft schlechter abschneidet als gedacht

Die Idee klingt attraktiv: Wasserstoff als sauberer Treibstoff für Autos, Lkw oder Schiffe. Beim Blick auf die gesamte Wertschöpfungskette wird jedoch schnell klar, dass das Versprechen nur unter bestimmten Bedingungen hält. Nicht die Nutzung im Fahrzeug allein entscheidet, sondern die Art der Erzeugung, die Art der Speicherung und die Länge der Transportkette. Wer aus Umweltgründen über alternative Antriebe nachdenkt, trifft deshalb oft auf eine einfache Frage: Lohnt sich Wasserstoff wirklich oder ist direkte Elektrifizierung meist wirksamer?

Für Alltag und Logistik gibt es unterschiedliche Antworten. Stadtautos, Kurzstreckenlieferungen und viele Pendlerfälle profitieren stark von Batterieelektrik. Fernverkehr, Spezialfälle der Schifffahrt oder Anwendungen mit extrem hohen Energiedichten sind andere Kandidaten. Der Text erklärt die Technik in verständlicher Sprache, nennt realistische Kennzahlen aus aktuellen Studien und hilft einzuschätzen, wann Wasserstoff ökologisch sinnvoll eingesetzte Energie darstellt.

Wasserstoff ist ein Energieträger: Er wird erzeugt, gespeichert, transportiert und schließlich wieder in Bewegungsenergie umgewandelt. Häufige Herstellungsverfahren sind die Dampfreformierung von Erdgas (mit hohen direkten CO2‑Emissionen, falls ohne Abscheidung) und die Elektrolyse, bei der Strom genutzt wird, um Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zu spalten. Entscheidend ist die Herkunft des Stroms: Nur Strom aus erneuerbaren Quellen macht Elektrolyse wirklich klimafreundlich.

Internationale Übersichten (IEA) und nationale Bewertungen (Umweltbundesamt, Fraunhofer) zeigen dieselbe Grundtendenz: Wenn der eingesetzte Strom kohlenstoffreich ist oder die Wasserstoffkette lange Transport‑ und Verarbeitungswege enthält, ist die Well‑to‑Wheel‑(WtW‑)Bilanz oft schlechter als bei Batterieelektrik. Ein grober Richtwert aus mehreren Studien: Ein FCEV‑System kommt auf WtW‑Wirkungsgrade im Bereich von rund 25–35 %; BEV‑Systeme erreichen häufig 60 % oder mehr. Diese Unterschiede erklären, warum viele Analysen BEV für den Pkw‑Alltag bevorzugen.

Für die Klimabilanz zählt die ganze Kette: Erzeugung, Transport, Speicherung und Umwandlung.

Konkrete Emissionswerte schwanken stark: Grauer Wasserstoff aus Erdgas kann in Lebenszyklus‑Betrachtungen auf etwa 8–12 kg CO2‑Äq/kg H2 kommen; gut gemachter «grüner» Wasserstoff liegt nahe Null am Erzeugungsort, aber inklusive vorgelagerter Effekte und Infrastruktur bei 0,5–4 kg CO2‑Äq/kg H2, je nach Annahmen (IEA, Fraunhofer).

Diese Bandbreiten zeigen: Die Frage ist kein prinzipielles Ja oder Nein, sondern eine Frage von Bedingungen, Technologie‑Reife und der Verfügbarkeit wirklich zusätzlicher erneuerbarer Strommengen.

Wasserstoff findet heute mehrere praktische Anwendungen: in stationären Industrieverfahren, in Pilotprojekten für Lkw‑Fernverkehr, als Energieträger in Häfen oder als Teilversuch in der Schifffahrt. Für Pkw sind Brennstoffzellen derzeit eine Nische – die meisten Hersteller setzen auf Batterieelektrik. Der Grund liegt weniger in der Tankzeit als in der Effizienz und den Kosten der gesamten Kette.

Für innerstädtische Zustellung sind Batteriefahrzeuge ideal: kurze Strecken, einfache Ladeinfrastruktur und hohe Energieeffizienz. Auf Fernstrecken hingegen sind Reichweite und kurze Betankungszeiten ein Vorteil von Wasserstoff. Praktisch relevant ist außerdem das Gewicht: Bei sehr schweren Transporten wächst die Batterie schnell zu groß und schwer; dort kann Wasserstoff oder ein wasserstoffbasierter Energieträger einen Vorteil bieten.

Einige Logistiker testen Brennstoffzellen‑Lkw für bestimmte Fernrouten. Häfen prüfen Wasserstoff für Verlagerung von Diesel in Hafenfahrzeugen und in der Binnenlogistik. Gleichzeitig steigt der Druck, die zugrunde liegende Stromherkunft sauber zu regeln: importierter verflüssigter Wasserstoff oder Ammoniak bringt Transportverluste und zusätzliche Emissionen, die die Vorteile zunichtemachen können.

Für Lesende heißt das: Nicht jede Anwendung, die mit H2 funktioniert, ist automatisch klimafreundlich. Ein Blick auf die gesamte Kette entscheidet.

Die Klimabilanz verschlechtert sich an mehreren technisch klar benennbaren Stellen. Hier die wichtigsten Verlustpunkte mit einfachen Erklärungen:

• Erzeugung: Wasserstoff aus Erdgas (ohne CCS) produziert sofort hohe CO2‑Mengen. Das macht viele H2‑Einsätze klimapolitisch unattraktiv.
• Strommix bei Elektrolyse: Elektrolyseure brauchen viel Strom. Nutzt man Strom aus einem fossilen Netz, sind die Emissionen hoch. Nur direkter, zusätzlicher erneuerbarer Strom reduziert die Emissionen deutlich.
• Verdichtung, Verflüssigung und Transport: Kompression, Verflüssigung und der Seetransport sind energieintensiv. Verflüssigen kostet z. B. mehrere kWh pro kg H2; Transport und Umschlag fügen weitere Verluste hinzu.
• Umwandlungsverluste im Fahrzeug: Brennstoffzellen wandeln chemische Energie in Strom mit begrenzter Effizienz; die Folge ist ein niedrigerer Tank‑to‑Wheel‑Wirkungsgrad als beim direkten Laden einer Batterie.
• Bau und Infrastruktur: Elektrolyseure, Pipelines und Tankstellen erzeugen Herstellungsemissionen, die bei kleinen Mengen lange amortisiert werden müssen.

Ein praxisnaher Vergleich aus mehreren Studien: Bei durchschnittlichem Netzstrom sind BEV‑WLTP‑Äquivalente in der Regel klimaschonender als FCEV, es sei denn, der H2 stammt eindeutig aus zusätzlichem, direkt zugeführtem Ökostrom oder aus CO2‑armen Produktionsverfahren. Das ist die zentrale Herausforderung für eine sinnvolle Wasserstoffpolitik.

Ein weiteres Problem ist Transparenz: Ohne verlässliche Herkunftsnachweise bleibt die Behauptung „grüner Wasserstoff“ oft nur eine Absichtserklärung. Institutionen wie die IEA und das UBA fordern daher standardisierte LCA‑Zertifikate.

Die Klimawirkung von H2 kann sich verbessern, aber das ist kein automatischer Prozess. Drei Entwicklungen sind dafür entscheidend:

1. Ausbau erneuerbarer Energie ohne Verdrängung: Elektrolyseure sollten zusätzliches Erneuerbarenvolumen nutzen, sonst verdrängen sie sauberen Strom aus anderen Sektoren. Nur so bleibt die Bilanz positiv.

2. Effizienz zuerst: Direktelektrifizierung bleibt in vielen Fällen sparsamer. Wasserstoff sollte gezielt dort eingesetzt werden, wo Batterien technisch oder wirtschaftlich an Grenzen stoßen — zum Beispiel für bestimmte Fernverkehre, Schifffahrt‑Segmente oder stoffliche Nutzung in der Industrie.

3. Herkunfts‑ und Lebenszyklusregeln: Klare CO2‑Standards, Zertifikate und Monitoring sind nötig, damit wirklich „grüner“ H2 vom grauen unterscheidbar ist. Ohne Nachweise droht, dass knappe erneuerbare Ressourcen ineffizient gebunden werden.

Für Nutzerinnen und Nutzer konkret bedeutet das: Beim Flottenkauf zuerst prüfen, ob ein BEV möglich ist. Dort, wo Reichweite oder Gewicht den Ausschlag geben, kann H2 eine Option sein — allerdings nur wenn die Herkunft des Wasserstoffs standfest zertifiziert ist.

Politisch sind Prioritäten wichtig: Förderung für Ladeinfrastruktur, Anreize für zusätzliche EE‑Produktion und strikte Regeln für H2‑Zertifikate würden dafür sorgen, dass erneuerbarer Strom effizient eingesetzt wird, statt Wärmeverluste in langen H2‑Ketten zu legitimieren.

Wasserstoff kann in bestimmten Verkehrssegmenten einen wertvollen Beitrag zur Dekarbonisierung leisten, etwa dort, wo Batterien an Reichweite oder Gewicht scheitern. Für den Alltag, viele Lkw‑Routen und die städtische Logistik ist direkte Elektrifizierung jedoch meist effizienter und klimaschonender. Entscheidend sind die Herkunft des Stroms, die Verluste beim Verarbeiten und Transport sowie verlässliche Herkunftsnachweise. Politik und Unternehmen sollten deshalb priorisieren: zuerst dort elektrifizieren, wo es effizient geht; H2 nur dort einsetzen, wo es wirklich einen Vorteil bringt; und gleichzeitig klare Zertifikate und zusätzlichen Ausbau erneuerbarer Energie sicherstellen.