Alternative für Mobilität der Zukunft? Weltweit erster Wasserstoff-Brennstoffzellen-Zug auf der Schiene

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Osnabrück Ob im Schienenverkehr, als Flugzeugtreibstoff, für Schiffe oder im Personenverkehr, Wasserstoff wird in vielen Bereichen als grüner Kraftstoff der Zukunft gesehen. In einigen Bereichen eher als in anderen, sagen Experten.

Für den Laien sieht der Coradia iLint von Europas größtem Schienenfahrzeugbauer Alstom an Gleis 1 in Bremervörde aus wie jeder andere Zug. Fast geräuschlos – und vor allem pünktlich – ist er eingefahren. Und doch machen ihn kleine Veränderungen zu etwas Besonderem: Wasserstofftank und Brennstoffzellenanlage auf dem Dach sorgen für einen emissionsfreien elektrischen Antrieb, auch ohne Oberleitung.

Durch die Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff zu Wasserdampf und Wasser wird in der Brennstoffzelle elektrische Energie erzeugt. „Dies ist ein bedeutender Tag für Alstom und für die Mobilität der Zukunft. Der weltweit erste Wasserstoff-Brennstoffzellen-Zug nimmt den regulären Fahrgastbetrieb auf und ist somit serienreif“, sagte Henri Poupart-Lafarge, Präsident und CEO von Alstom, am Sonntag bei der Premiere. Auch Niedersachsens Wirtschaftsminister Bernd Althusmann ist überzeugt: „Niedersachsen schreibt heute Geschichte und setzt ein Zeichen für die Zukunft. Wir haben heute einen Teil der Verkehrswende eingeleitet.“

In der Raumfahrt hat Wasserstoff Tradition

Wasserstoff als Energielieferant im Schienenverkehr, das ist in Niedersachsen ein Novum. Und doch hat sein Einsatz als Treibstoff und Lieferant für Bordenergie eine lange Tradition. Seit den 1950/60er-Jahren wird kryogener flüssiger Wasserstoff als Raketentreibstoff genutzt – auch für die Apollo-Raumschiffe. In Brennstoffzellen kommt Wasserstoff seit 40 Jahren zum Einsatz und liefert unter anderem Strom und Wärme für die Bordsysteme im All.

Dagegen steckt seine Verwendung als Kraftstoff für Passagierflugzeuge noch in den Kinderschuhen. Erst vor zwei Jahren hat die von Wissenschaftlern des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelte HY4 ihren Jungfernflug absolviert – als weltweit erstes viersitziges Passagierflugzeug, das ausschließlich mit einem Wasserstoffbrennstoffzellen-Batterie-System ausgestattet ist. Allerdings: „Große Passagierflugzeuge werden auf absehbare Zeit noch mit konventionellen Antrieben fliegen“, erklärte der Leiter des DLR-Instituts für Technische Thermodynamik, André Thess, damals bereits. Und auch eine gemeinsame Studie von Shell und dem Wuppertal-Institut für Klima, Umwelt, Energie zur nachhaltigen Mobilität durch Brennstoffzelle und Wasserstoff kommt zu einem ähnlichen Schluss: Die Anwendung von Brennstoffzellentechnik als einziger oder Hauptantrieb und -treibstoff für vollwertige Verkehrsflugzeuge im nationalen und internationalen Flugverkehr ist noch nicht abzusehen.

Lösungen für die Schifffahrt gibt es

Anders sieht es auf dem Wasser aus, auch wenn ein Vorzeigeprojekt auf der Hamburger Alster eingestellt wurde. Vor zehn Jahren nahm die FCS Alsterwasser ihren Dienst auf – als weltweit erstes größeres Passagierschiff, das Wasserstoff als Antrieb nutzte. Nachdem Betreiber Linde ihre Tankstelle jedoch mangels zusätzlicher Nachfrage wieder abbaute, musste das Schiff nur fünf Jahre später seinen Dienst wieder einstellen. Dennoch sieht sowohl Niedersachsens Wirtschaftsminister Bernd Althusmann als auch Reeder-Verbandschef Alfred Hartmann Wasserstoff als eine mögliche Zukunftstechnologie. Eine Nischenanwendung für Brennstoffzellen sind heute bereits U-Boote, wo schon lange Elektrolyseure eingesetzt werden, um Sauerstoff für die Atemluft zu erzeugen.

Und wie sieht es auf der Straße aus? „Brennstoffzellenbusse haben inzwischen eine hohe technische Reife erlangt. Allerdings werden sie noch nicht in Serie gefertigt“, heißt es in der Shell-Wasserstoff-Studie. Entsprechend teuer ist die Anschaffung. In Hamburg ist bereits seit 2003 ein erster Brennstoffzellen-Bus im Einsatz. Heute hat die Hansestadt mit 39 Fahrzeugen eine der größten Brennstoffzellen-Flotten.

Dudenhöffer: „Wasserstoffgetriebener Elektroantrieb in den nächsten 20 Jahren Quatsch“

Auch die Automobilindustrie hat früh erste Wasserstoff-Pilotfahrzeuge auf den Markt gebracht, doch die Serienfertigung hat auf sich warten lassen. Pionier Toyota hat seit 2014 seinen Mirai mit Brennstoffzellenantrieb in Serienfertigung und will die Technologie massentauglich machen. Andere Hersteller wie Honda oder Daimler haben mittlerweile nachgezogen. Dennoch bleibt die Auswahl für den Kunden begrenzt, und Fahrzeuge sind teuer. Entsprechend kritisch sieht Automobilexperte Ferdinand Dudenhöffer im Gespräch mit unserer Redaktion die Entwicklung: „Ein wasserstoffgetriebener Elektroantrieb für Pkw ist in den nächsten 20 Jahren Quatsch“, sagt er.

Die Ladeinfrastruktur für batterieelektrische Fahrzeuge werde immer dichter. „Damit ist der Elektroantrieb über Batterie um Lichtjahre voraus“, so die Einschätzung des Experten. Zusätzlich werde die Batterie kontinuierlich optimiert.„Brennstoffzellen und Wasserstoff in Pkw haben in den nächsten 20 bis 30 Jahren keine Chance.“ Auch aufgrund der hohen Kosten sowohl für den Aufbau einer Infrastruktur als auch für die Fahrzeuge selbst. „Die Autoindustrie sollte sich auf eine Sache konzentrieren und die richtig machen. Die Zukunft liegt in der batteriegetriebenen Elektromobilität“, ist Dudenhöffer überzeugt. Die aktuellen Zahlen geben ihm recht. Nach Auskunft des Kraftfahrt-Bundesamtes sind in Deutschland nur 325 Fahrzeuge mit Wasserstoff-Brennstoffzellen-Antrieb zugelassen.

Die Shell-Wasserstoff-Studie ist optimistischer. 113 Millionen Brennstoffzellen-Pkw könnten im Jahr 2050 bis zu 68 Millionen Tonnen Kraftstoff sowie fast 200 Millionen Tonnen CO2-Emissionen einsparen, so das Fazit. Dadurch könnten sie einen wichtigen Beitrag zur Energieeinsparung und Treibhausgasminderung im Verkehrssektor leisten.

Nur 325 Autos mit Wasserstoff-Brennstoffzelle im Straßenverkehr

Dagegen sieht die Westfalen AG einen steigenden Bedarf. Ihre Ende 2016 eröffnete Wasserstoff-Tankstelle in Münster- Amelsbüren ist heute eine von 50. Bis 2023 will H2 Mobility, eine Allianz aus Fahrzeug- und Mineralölherstellern, das Tankstellennetz in Deutschland auf 400 Standorte ausbauen. „Die monatliche Nutzung stieg von 40 Tankungen mit rund 100 Kilogramm im Januar 2018 auf 78 Tankungen mit rund 300 Kilogramm im Juni 2018“, sagte Andre Stracke, Leiter des Bereichs Tankstellen, gegenüber unserer Redaktion. Dabei „tanken“ Fahrzeuge in drei bis fünf Minuten zwischen vier und acht Kilogramm Wasserstoff, so die Shell-Studie. Die Reichweiten liegen heute zwischen 400 und 500 Kilometern.

Foto: NOZ MEDIEN

Neben dem eigenen Mietfahrzeug, einem Hyundai ix35 Fuel Cell, würden auch von weiteren Autos der Marke sowie Renault Kangoo und Toyota Mirai, aber auch Mercedes-B-Klassen in Münster tanken. „Zudem sollen zwei Wasserstoff-Busse der Stadtwerke Münster im Herbst angeliefert werden und dann ihren Bedarf an der Station decken – ein Vorzeigeprojekt mit hoher Symbolwirkung“, so Stracke. Kurzfristig sind von der Westfalen Gruppe keine weiteren Wasserstoff-Tankstellen geplant, mittelfristig schließt er das jedoch nicht aus – trotz höherer Investitionen als für eine konventionelle Tankstelle. „Bei Serienfertigung der Komponenten kann sich das aber durchaus bald ändern.“

Aktuell ist Wasserstoff nicht grün

Auch wenn Wasserstoff heute schon als „grüne Alternative“ angepriesen wird, wirklich „grün“ ist der Kraftsoff aktuell nicht. Es müsse jedoch zwischen der aktuellen Situation und dem Zukunftspotenzial unterschieden werden, sagte Lars Mönch vom Umweltbundesamt gegenüber unserer Redaktion. „Wasserstoff als Antriebsalternative ist für die langfristige Umsteuerung wichtig und kann – hergestellt aus Wind- oder Sonnenenergie – ein grüner Kraftstoff sein.“ Bis 2021 werde der Wasserstoff für die niedersächsischen Wasserstoff-Brennstoffzellen-Züge aus grünem Strom hergestellt, ist der parlamentarische Staatssekretär beim Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur, Enak Ferlemann, überzeugt.

Mönch betonte jedoch auch: Dass Wasserstoff künftig aus überschüssigem Windstrom erzeugt werden könne, sei ein Mythos. „Diesen Strom gibt es nicht, höchstens örtlich begrenzt und in verschwindend geringen Mengen. Daher ist es notwendig, den künftig für die Mobilität notwendigen Strombedarf in den Energiebedarf einzupreisen.“ Laut einer Studie des Umweltbundesamtes werde der Verkehr 2050 so viel Strom benötigen, wie ganz Deutschland heute verbraucht.

Bis dahin vergeht noch viel Zeit. Einstweilen hat der seit Juli zugelassene Alstom-Zug, der von der Eisenbahnen und Verkehrsbetriebe Elbe-Weser GmbH betrieben wird, seine Premierenfahrt erfolgreich gemeistert, ab heute werden zwei der Züge Fahrgäste im Linienverkehr auf der knapp 100 Kilometer langen Strecke Cuxhaven–Bremervörde–Buxtehude befördern. Ab 2021 sollen dann weitere 14 Wasserstoff-Züge auf der Strecke rollen, in die das Niedersächsische Wirtschaftsministerium rund 81 Millionen Euro investiert hat. Interesse gibt es auch in anderen Bundesländern und weltweit, sagte Alstom CEO Henri Poupart-Lafarge.


Wasserstoff (H) ist das erste Element im Periodensystem und ist das kleinste und leichteste aller Elemente. Molekularer Wasserstoff (H2) ist etwa 14,4-mal so leicht wie Luft. Auf der Erde kommt Wasserstoff hauptsächlich in gebundener Form vor. Das häufigste und wohl bekannteste Auftreten ist in Wasser (H2O), aber auch in Erdgasen wie Methan oder in Erdöl sind wasserstoffhaltige Verbindungen enthalten, aus denen mit unterschiedlichen Verfahren Wasserstoff gewonnen werden kann. Auch in mehr als der Hälfte aller bisher bekannten Minerale ist das Element zu finden. In seiner reinen Form als unvermischtes Gas kommt Wasserstoff hingegen nur selten vor.

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