Wasserstoffbusse oder Elektrobusse: Was ist effizienter für Städte?

Städte stehen vor der Frage: Sollen Busflotten elektrisch mit Batterie fahren oder mit Wasserstoff-Brennstoffzellen? Die Entscheidung wirkt oft abstrakt, betrifft aber Fahrgäste direkt — durch Luftqualität, Fahrpreise und Taktung. Strombetriebene Busse tanken nachts im Depot, Brennstoffzellenbusse tanken in wenigen Minuten an Wasserstoffstationen. Beide Optionen sind emissionsärmer als Diesel, aber ihre Energieeffizienz, Kosten und Infrastrukturbedarfe unterscheiden sich deutlich.

Dieser Artikel erklärt Schritt für Schritt, wie Energie von der Quelle bis zum Rad gelangt („well-to-wheel“), welche Kosten typischerweise anfallen und welche Rolle Förderprogramme — etwa in Polen — spielen. Am Ende bekommen Sie einfache Kriterien, mit denen Verkehrsplaner oder interessierte Bürger die richtige Technik für ihre Stadt bewerten können.

Effizienz lässt sich auf mehreren Ebenen messen: wieviel Primärenergie wird benötigt, wieviel davon erreicht das Fahrzeug (Tank-to-wheel) und wie hoch sind die Treibhausgas-Emissionen entlang der Kette (well-to-wheel). Studien aus Europa zeigen konsistent, dass Batterie-Elektrobusse bei heutiger Strommischung oft deutlich effizienter sind als Brennstoffzellenbusse. Das liegt daran, dass die Erzeugung, Kompression und Verteilung von Wasserstoff bislang Verluste von mehreren zehn Prozent verursacht, während die Übertragung von Strom und das Laden von Batterien weniger Umwandlungsverluste haben.

Batterie-Elektrobusse sind in städtischen Anwendungen meist energieeffizienter; Wasserstoff kann bei langen Distanzen Vorteile bieten.

Konkrete Vergleichswerte variieren nach Annahmen, aber Studien nennen etwa, dass Batteriebusse mehrere Male effizienter sein können, wenn man die gesamte Kette betrachtet. Eine peer-reviewte Arbeit aus 2021 liefert wichtige Grundlagen; diese Studie stammt aus dem Jahr 2021 und ist damit älter als zwei Jahre. Trotzdem bleibt ihre Methodik relevant zur Einordnung heutiger Ergebnisse, weil sich Grundprinzipien nicht ändern: Energieumwandlung kostet immer Verluste.

Die Praxiswerte: Batterie-Elektrobusse verbrauchen typischerweise rund 0,85–1,3 kWh/km; Brennstoffzellenbusse benötigen häufig 7–9 kg H2 pro 100 km. Welcher Wert günstiger ist, hängt vom Strommix und vom Preis für erneuerbaren Wasserstoff ab. Solange grüner Wasserstoff selten und teuer ist, bleibt die Effizienz‑ und Emissionsbilanz zugunsten der Batterie.

Wenn Zahlen in Tabellenform helfen, zeigt die Übersicht die typischen Größenordnungen (gerundet und als Vergleichswerte):

Diese Zahlen sind Näherungswerte aus europäischen Analysen (JRC, peer‑reviewte Arbeiten). Regionale Unterschiede beim Strommix oder beim H2-Preis können einzelne Fälle umkehren. Insgesamt bleibt das Prinzip: Je sauberer und günstiger der Strom, desto stärker der Vorteil der Batterie-Technik.

In der Praxis entscheidet der Einsatzfall: Stadtbusse mit vielen Stopps, kurzer Reichweite und wiederholten Standzeiten eignen sich gut für Batterie‑Lösungen. Dort werden Busse meist nachts oder während Pausen geladen. Beispiele aus europäischen Städten zeigen: Batteriebetriebene Busse erreichen hohe Verfügbarkeiten, wenn Ladekonzepte im Depot oder per Gelegenheit (Pantograph) umgesetzt werden.

Brennstoffzellenbusse spielen ihre Stärken bei längeren, ununterbrochenen Fahrten aus. Buslinien, die über Land fahren oder weite Überlandstrecken bedienen und nur kurze Haltezeiten haben, profitieren von der Reichweite und der kurzen Tankzeit eines Wasserstoffbusses. Unternehmen berichten, dass Tankvorgänge von fünf bis zehn Minuten und Reichweiten über 300–400 km praktisch sind, wenn keine Ladeinfrastruktur für Schnellladung zur Verfügung steht.

Ein konkretes Beispiel: Eine mittelgroße Stadt entscheidet zwischen 40 Batterie- und 20 Wasserstoffbussen. Für dichte Innenstadtlinien sind Batterien wirtschaftlicher; für Überlandlinien mit wenigen Haltepunkten kann Wasserstoff die bessere Wahl sein. Kombinierte Flotten sind daher ein realistisches Modell: Mehr als 70 % Batterie für urbanen Betrieb, der Rest Wasserstoff für spezielle Verkehre.

Förderfälle aus Polen zeigen, wie politische Entscheidungen Einsatzmuster beeinflussen: Städte erhielten hohe Fördersätze für Wasserstoffprojekte, was zu schnellen Anschaffungen führte. Diese Förderung kann den Umstieg beschleunigen, ändert aber nicht die physikalischen Effizienzrelationen — sie verschiebt nur die wirtschaftliche Bilanz kurzfristig zugunsten von Wasserstoff.

Wichtig für Verkehrsplaner: Taktpläne, Depotflächen, vorhandene Stromkapazität und lokale Emissionsziele sollten die Wahl der Technik bestimmen. Eine Pauschallösung gibt es nicht; stattdessen sind Kriterien-Checks und Pilotflotten sinnvoll.

Kosten sind ein zentrales Spannungsfeld. Viele Studien zeigen, dass die Total Cost of Ownership (TCO) für Batteriebusse heute in Städten oft niedriger ist als für Wasserstoffbusse. Treibstoffkosten, Batteriepreise und Investitionen in Ladeinfrastruktur sind die Haupttreiber. Wasserstoff verursacht zusätzlich Kosten für Erzeugung, Kompression, Transport und Tankstellen.

Zahlen aus Vergleichen nennen TCO‑Unterschiede in einer Bandbreite: Batteriebusse können rund 10–40 % günstiger sein, je nach Annahmen zu Strompreis und H2‑Kosten. Diese Bandbreite hängt stark von Förderungen ab; höhere Subventionen für Wasserstoff können kurzfristig die Bilanz ausgleichen. Studien aus 2023–2025 bestätigen die Richtung; ältere Basisdaten (z. B. 2021) sind weiterhin nützlich zur Methodik, wurden aber bereits durch neuere Analysen teilweise ergänzt.

Klimaschutz: Wenn Wasserstoff aus erneuerbarem Strom (“grüner Wasserstoff”) erzeugt wird, reduziert das die Emissionen erheblich. Aktuell ist grüner Wasserstoff noch teuer und nicht flächendeckend verfügbar. Deswegen zeigen Life‑Cycle‑Analysen in Europa häufig bessere CO2‑Bilanz für Batteriebusse — solange der Strommix vergleichsweise sauber ist.

Infrastruktur-Risiken: Der Aufbau eines H2‑Tankstellennetzes ist kapitalintensiv. Depot-Ladeinfrastruktur für Elektrobusse benötigt zwar viel Strom, ist aber skalierbar und häufiger bereits teil‑integriert. Betreiber müssen auch Wartung und Verfügbarkeit bedenken: Brennstoffzellen erfordern spezifische Servicekapazitäten.

Regulierung und Förderpolitik können Fehlanreize setzen, wenn sie Effizienz nicht als Kriterium setzen. Fallstudien aus Polen zeigen, dass höhere Fördersätze für Wasserstoffprojekte zu schnellen Anschaffungen führen, selbst wenn energetisch bessere Alternativen bestehen. Verkehrsbehörden sollten deshalb TCO und well‑to‑wheel‑Effizienz verpflichtend vergleichen.

Prognosen bis 2030/2040 lassen ein Nebeneinander erwarten: Batterie‑Busse dominieren dichte städtische Netze, Wasserstoff bleibt eine Option für lange Linien, besondere Einsatzfälle und Regionen mit geringer Stromnetzkapazität. Wichtig ist die Entwicklung des Preises für grünen Wasserstoff: Fällt er deutlich unter etwa 5 €/kg, verschiebt sich die Wirtschaftlichkeit deutlich zugunsten von Brennstoffzellen in mehr Einsatzfällen.

Praxisempfehlungen für Verkehrsplaner: Erstens, führen Sie eine ehrliche TCO‑Analyse durch, die Energiepreise, Förderungen und Infrastrukturkosten berücksichtigt. Zweitens, priorisieren Sie Batterie-Lösungen für dichte, kurze Linien. Drittens, testen Sie Wasserstoff in Pilotprojekten auf langen Linien oder wo schnelle Betankung entscheidend ist.

Investitionen sollten heute auf Transparenz setzen: Ausschreibungen können verpflichtende EE1st‑Audits (Energy Efficiency First) enthalten, also einen Nachweis, dass zunächst die effizienteste Lösung geprüft wurde. So vermeiden Städte, Fördermittel in weniger effiziente Optionen zu lenken.

Technisch liegt der Ball bei zwei Hebeln: Ausbau erneuerbarer Stromerzeugung (verbessert Batterie‑Bilanz) und Skalierung grüner Wasserstoffproduktion (kann Brennstoffzellen attraktiver machen). Beides lässt sich parallel vorantreiben, ohne dass eine Technologie die andere ausschließt.

Batterie‑Elektrobusse sind in den meisten urbanen Anwendungen derzeit die effizientere und oft kostengünstigere Wahl. Wasserstoffbusse haben klare Stärken auf langen Strecken und bei kurzen Tankzeiten, sind aber heute energieintensiver und meist teurer im Gesamtbetrieb. Förderpolitik kann kurzfristig Kaufentscheidungen beeinflussen; langfristig entscheidet die Verfügbarkeit von günstigem grünem Wasserstoff und die lokale Netz‑ und Ladeinfrastruktur. Verkehrsplaner sollten deshalb jede Investition anhand von TCO‑ und well‑to‑wheel‑Analysen prüfen und dort, wo nötig, Pilotprojekte für Wasserstoffbusse einsetzen — nicht umgekehrt.