Wasserstoff statt Batterien: Effizient oder Verschwendung?

Elektroanwendungen verlieren auf dem Weg durch die Wasserstoffkette deutlich mehr Energie als auf dem direkten Batteriepfad – Reviews berichten für Batterien häufig Rundreise‑Wirkungsgrade von >85 % und für Strom→Wasserstoff→Strom‑Ketten typischerweise nur etwa 20–50 % (Stand: Literatur bis 2024) (Quelle). Das wirft eine einfache, aber drängende Frage auf: Ist „Wasserstoff statt Batterien“ effizient – oder am Ende Verschwendung?

Die kurze Antwort: Es kommt darauf an, wofür du die Energie brauchst. Für schnelle Netzdienste und Alltagsmobilität punktet der direkte Strompfad. Für saisonale Speicher oder als Rohstoff kann Wasserstoff seine Stärken ausspielen. In diesem Leitfaden ordnen wir die Technologien, damit du für deine Roadmap kluge, belastbare Entscheidungen triffst.

Wenn du Strom speicherst, entscheidet der Pfad über die Verluste. Beim Batteriepfad wird elektrische Energie chemisch im Akku zwischengelagert und anschließend direkt wieder elektrifiziert. Beim Wasserstoffpfad wird Strom per Elektrolyse in H2 umgewandelt, gespeichert, transportiert und später in einer Brennstoffzelle zurück in Strom verwandelt. Jeder Schritt frisst Wirkungsgrad.

Die Forschung zeichnet hier ein robustes Bild: Moderne Lithium‑Ionen‑Batteriesysteme erreichen in Praxis‑Setups häufig Rundreise‑Effizienzen von >85 % (Quelle). Dagegen steht bei der Wasserstoffkette eine Kaskade aus Verlusten: Elektrolyse liegt je nach Technologie und Betrieb typischerweise bei etwa 60–80 % Effizienz, Brennstoffzellen erreichen etwa 40–70 % – in Summe resultieren Strom→H2→Strom‑Gesamtwirkungsgrade, die vielfach im Bereich von etwa 20–50 % landen (Literatur bis 2024) (Quelle).

Für Anwendungen, in denen elektrische Effizienz zählt, ist der Batterieweg meist deutlich überlegen – „Wasserstoff statt Batterien“ wäre dort eine teure Umleitung.

Wichtig: Systemgrenzen verzerren Vergleiche. Studien zählen mal nur Konversionen, mal inklusive Kompression, Verflüssigung oder Transport. Die Review‑Literatur betont, dass die gewählten Systemgrenzen entscheidend sind und die Spannbreiten der Wirkungsgrade erklären (bis 2024) (Quelle). Für deine Planung heißt das: Definiere vor dem Vergleich, was genau „rein“ und „raus“ gezählt wird.

Ein Daumenregel‑Vergleich hilft beim ersten Screening: In vielen Szenarien ist der Batteriepfad in der elektrischen Anwendung grob 1,5–3‑mal effizienter als die Wasserstoffkette – abhängig von Annahmen zu Druckstufen, Distanzen und Teilsystemen (Stand: Literatur bis 2024) (Quelle). Danach kommt die Detailrechnung für deinen Standort, deine Lastprofile und deine Investhorizonte.

Zur Einordnung der Verluststellen zeigt die folgende Mini‑Tabelle die typischen Effizienz‑Bausteine; die Zahlen bitte immer im Kontext deiner Parameter lesen.

„Wasserstoff statt Batterien“ klingt wie eine Entweder‑oder‑Entscheidung, ist in der Praxis aber meist ein Sowohl‑als‑auch. H2 spielt seine Stärken aus, wenn große Energiemengen über lange Zeiträume gespeichert oder stofflich genutzt werden sollen. Batterien brillieren dort, wo es um schnelle, effiziente elektrische Zyklen geht.

Die Literatur empfiehlt ein differenziertes Bild: H2 eignet sich besonders für saisonale Speicher, Schwerlast‑ und Langstreckenfälle sowie als Feedstock in Industrieprozessen; Batterien bleiben erste Wahl für Kurzzeitspeicher, netzdienliche Anwendungen und Pkw‑Antriebe (bis 2024) (Quelle). Damit wird klar: Ein Erfolgsplan verknüpft beide Technologien gemäß Einsatzprofil.

Ein Beispiel aus dem Netzbetrieb: Wenn du Überschuss aus Wind und Sonne stundenweise glätten willst, ist der Batteriepfad meist unschlagbar effizient. Die hohe Rundreise‑Effizienz >85 % macht Batteriespeicher hier zur bevorzugten Lösung (bis 2024) (Quelle). Soll Energie dagegen in die windarme Jahreszeit „getragen“ werden, kippt der Vorteil: Wasserstoff kann in Kavernen oder Tanks über Wochen und Monate vorgehalten werden – trotz der geringeren Round‑trip‑Effizienz kann der systemische Nutzen überwiegen, etwa wenn sonst Abregelungen drohen.

Auch in der Mobilität entscheidet das Profil. Für Stadt‑ und Pendlerprofile mit regelmäßigen Ladefenstern sind BEV kaum zu schlagen. Für Nutzfahrzeuge auf langen Relationen und mit engen Tank‑/Ladefenstern kann H2 eine Option sein – besonders, wenn die Fahrzeugenergie parallel auch als Prozessenergie verfügbar sein soll. Reviews nennen Schwertransport und Schifffahrt als H2‑Kandidaten, während Pkw und Kurzstrecken klar in der Batterie‑Domäne liegen (bis 2024) (Quelle).

Merke: Technologie ist kein Selbstzweck. Wäge Effizienz gegen Speicherhorizont, Energiedichte, Verfügbarkeit von Infrastruktur und sektorübergreifende Synergien ab – und nutze beide Welten dort, wo sie den größten Hebel haben.

Entscheider im Microsoft‑Partner‑Ökosystem fragen oft: Welche Pfade skaliere ich zuerst – und wie begründe ich das gegenüber Kunden? Die Antwort beginnt bei der Infrastruktur. Batterien integrieren sich nahtlos ins bestehende Stromsystem; H2 braucht Elektrolyse, Kompression oder Verflüssigung, Speicher und Brennstoffzellen – und oft neue Logistik.

Das wirkt sich direkt auf Verluste und Betrieb aus. Kompressions‑ und Kühlaufwände in H2‑Ketten sind energieintensiv und addieren sich zu den Konversionsverlusten – ein Grund, warum der Strom→H2→Strom‑Pfad häufig nur etwa 20–50 % Gesamtwirkungsgrad erreicht (Literatur bis 2024) (Quelle). Im Gegenzug erlauben unterirdische Speicher und chemische Derivate große Energiemengen über lange Zeiträume – das kann auf Systemebene Geld sparen, wenn dadurch Erzeugung und Netzausbau anders dimensioniert werden.

Für Business‑Cases heißt das: Rechne standort‑ und use‑case‑spezifisch. Simuliere Zyklen, Verluste, Strompreise und Capex/Opex entlang des gesamten Pfads. Die Review‑Arbeiten mahnen standardisierte Systemgrenzen an, damit Effizienz und Kosten fair verglichen werden können (bis 2024) (Quelle). Ohne einheitliche Bilanzräume werden Äpfel mit Birnen verglichen.

Für Partner, die digitale Zwillinge oder Energiemanagement anbieten, ist das eine Chance: Liefere Modelle, die Batterie‑ und H2‑Optionen je nach Profil kombinieren. Hybride Ansätze (Batterie + H2) werden in der Literatur für Insel‑ und Off‑Grid‑Szenarien sowie für bestimmte Netzfälle als technisch und wirtschaftlich vorteilhaft diskutiert (bis 2024) (Quelle). So wird aus der Entweder‑oder‑Debatte ein Portfolio, das resilienter skaliert.

Statt dich in Lagerdenken zu verbeißen, arbeite mit einer einfachen Entscheidungsmatrix. Achse 1: Speicherhorizont (Stunden/Tage vs. Wochen/Monate). Achse 2: Anwendungsmodus (rein elektrisch vs. stoffliche Nutzung). Achse 3: Infrastrukturzugang (Netz/Ladepunkte vs. H2‑Erzeugung/Logistik). Wo die Punkte „kurzfristig, elektrisch, bestehende Infrastruktur“ zusammenfallen, ist der Batteriepfad deine Default‑Wahl.

Unternehmens‑KPIs helfen, das sauber zu objektivieren: Round‑trip‑Wirkungsgrad im Systemkontext, Vollzyklen pro Jahr, LCOE/LCOH, CO2e‑Bilanz entlang der Kette und Flexibilitätswert im Netz. Zur Einordnung: Die Literatur nennt für Batterie‑Rundreise häufig >85 % und für Strom→H2→Strom vielmals etwa 20–50 % – Zahlen, die als Ausgangspunkte in Simulationen dienen (bis 2024) (Quelle). Ergänze das um lokale Restriktionen wie Flächen, Genehmigungen und Versorgungsrisiken.

In der Roadmap priorisierst du daher in drei Stufen: 1) Effizienz‑kritische, elektrische Anwendungen zuerst elektrifizieren und mit Batteriespeichern stabilisieren. 2) H2 dort pilotieren, wo Langzeitspeicherung oder stoffliche Nutzung echten Mehrwert schafft (z. B. Prozesswärme, Ammoniak‑Routen, Stahl). 3) Hybride Projekte identifizieren, in denen H2 saisonal puffert und Batterien die Kurzfristdynamik liefern – und beides digital orchestriert wird. Die Review‑Befunde stützen diese Aufteilung (bis 2024) (Quelle).

Pro‑Tipp für Partner: Baue eine wiederverwendbare Vorlage in Power BI oder Fabric, die die oben genannten KPIs mit Szenario‑Schaltern (z. B. Elektrolyse‑Wirkungsgrad, Kompressionsdruck, Brennstoffzellen‑Wirkungsgrad) abbildet. So wird aus „Wasserstoff statt Batterien“ kein Glaubenssatz, sondern eine belastbare, kundenspezifische Entscheidung.

Die Effizienzfrage ist klar: Für elektrische Kurzzeitanwendungen führen Batterien. Ihre häufig berichtete Rundreise >85 % (bis 2024) (Quelle) schlägt die H2‑Kaskade deutlich. Wasserstoff ist kein Fehlgriff, sondern ein Spezialwerkzeug für Langzeitspeicher, Schwerlast und als Rohstoff – Bereiche, die Batterien nicht oder nur teuer bedienen.

Takeaways: Entscheide technologie‑spezifisch nach Einsatzprofil. Nutze H2, wenn Speicherhorizonte lang sind oder stoffliche Pfade zählen. Nutze Batterien, wenn Effizienz und Reaktionsgeschwindigkeit im Vordergrund stehen. Und kombiniere beides, wo Systemnutzen entsteht. So wird „Wasserstoff statt Batterien“ zur präzisen Frage nach dem richtigen Werkzeug – nicht zur Ideologie.