„Wasserstoff hat im Verkehrssektor keinen Sinn, die Zukunft gehört allein der Batterie.“
Autorin: Franziska Kugler
Der Verkehrssektor verursacht etwa 20 % (2021) der Gesamtemissionen in Deutschland, weswegen das Interesse an emissionsfreien Kraftstoffen stetig steigt.[1, 2] Auf der Suche nach Alternativen zu fossilen Rohstoffen im Verkehrssektor wird Wasserstoff als potenzieller, emissionsfreier Kraftstoff erforscht. Wasserstoff kann dabei direkt verbrannt, zu E-Fuels weiterverarbeitet werden (wie etwa Ammoniak oder Methan), oder, die vielversprechendste Variante, durch die Brennstoffzelle direkt in elektrische Energie umgewandelt werden.[1, 3, 4] So steht in der wissenschaftlichen Literatur im Diskurs zu wasserstoffbetriebenen Fahrzeugen meist der Einsatz von Brennstoffzellenfahrzeugen (FCEV, engl.: Fuel Cell Electric Vehicle) im Fokus. Inwiefern sich Wasserstoff im Verkehrssektor, vor allem im Vergleich zu batteriebetriebenen Fahrzeugen (BEV, engl: Battery Electric Vehicle), durchsetzen wird, ist derzeit umstritten.
Vorteile
Vorteile der FCEV gegenüber den BEV zeigen sich vor allem in der höheren Reichweite und verkürzten Betankungszeit.[1, 2, 5] Da die gravimetrische Energiedichte einer Batterie mit etwa 118-250 Wh/kg geringer ist als die von Wasserstoff (550 Wh/kg), ist die Variabilität in Größe, Gewicht und Reichweite des Transportmittels bei Batteriebetrieb stark eingeschränkt. FCEV können dagegen auch weite Strecken zurücklegen.[2, 6, 7, 8] Die Reichweite eines BEV beschränkt sich meist auf etwa 100-200 km bis zu 300-500 km, abhängig von der Batteriegröße, während FCEV bis zu 600 km erreichen.[2, 7] Die Betankungszeit für FCEV beträgt in der Regel zwischen drei und fünf Minuten, während die Ladedauer einer Batterie zwischen 30 Minuten und mehreren Stunden liegen kann.[2, 5, 6, 9] Ferner könnten FCEV zukünftig geringere Kosten im Hinblick auf die Kosten pro Strecke bei langer Nutzungsdauer aufweisen.[2, 5, 8] Diese zukünftigen Kosten sind jedoch sowohl von dem Technologiereifegrad (TRL; engl.: Technological Readiness Level) und somit der Entwicklung der FCEV, als auch von der Art der Produktion abhängig.[8, 9]
Nachteile
FCEV weisen jedoch auch einige Nachteile gegenüber den BEV auf. Sowohl die Anschaffungskosten als auch die Verbrauchskosten und Investitionskosten beispielsweise für die Infrastruktur für FCEV sind höher als jene für BEV. Das ist einerseits auf die genutzten Materialien und die komplexe Technologie der FCEV, andererseits auf den TRL zurückzuführen.[2, 4, 5, 8, 9] Durch den niedrigen TRL sind FCEV außerdem von niedrigerer Akzeptanz und geringem Bekanntheitsgrad in der Bevölkerung geprägt, während BEV in der Industrie, Politik und Bevölkerung zunehmend Befürworter*innen finden.[4, 5, 8, 10] Daraus folgen staatliche Förderung, empirische Erfahrungen sowie steigende Akzeptanz und Vertrauen in die Technologie.[4, 5, 8, 11] Ferner können beim Übergang zur Massenproduktion die Kosten signifikant gesenkt werden.[4, 8] FCEV mangelt es im Vergleich zu BEV aktuell noch an Marktreife.[8, 11]
Im Gegensatz zur hohen Energiedichte steht die vergleichsweise geringe Leistungsdichte von Wasserstoff.[7] Während es BEV an Speicherkapazität für Energie mangelt, mangelt es FCEV an ausreichend sofortiger Bereitstellung von Antriebskraft. Das hat Auswirkungen auf Prozesse, die einen plötzlichen Anstieg an Leistung erfordern, wie etwa die Beschleunigung des Fahrzeugs oder das Bergauffahren.[7, 8, 9] Außerdem weisen FCEV eine niedrigere Effizienz als BEV auf.[4, 5, 10, 11] Während BEV eine Gesamteffizienz von 73-77 % haben, liegt diese bei FCEV bei 22-34 %.[2, 5, 12] Das ist darauf zurückzuführen, dass für FCEV mehr Prozessschritte benötigt werden, wie die Wasserstoffgenerierung, die Kompression, der Transport und die Rückgeneration in der Brennstoffzelle.[2, 5, 12]
Nutzungsanwendungen
Für die alltägliche Nutzung von Personenkraftwagen (PKW) wird die Reichweite von BEV als ausreichend eingeschätzt. Die lange Ladedauer fällt hier ebenfalls nicht so schwer ins Gewicht. Die Vorteile der BEV, wie deren hohe Effizienz, geringe Beschaffungskosten und hoher TRL, überwiegen hier, wodurch der Anteil an FCEV im Personennahverkehr vermutlich begrenzt bleibt.[1, 4, 6, 10, 12] In jenen Bereichen der PKW-Nutzung, in denen kurze Betankungszeit und hohe Reichweite von großer Bedeutung sind, wie bei Taxifahrten oder kommerziell genutzten Fahrzeugen, eröffnen sich wiederum Marktchancen für Wasserstoff.[1, 3, 4]
Im Gegensatz zur alltäglichen PKW-Nutzung steht der Schwerlasttransport und Langstrecken-Lieferverkehr, beispielsweise durch Lastkraftwaagen (LKW). Hier müssen weite Strecken unter schwerer Last mit kurzen Standzeiten und möglicherweise zusätzlichem Energiebedarf zur Kühlung der Waren zurückgelegt werden. Diese Nutzungsanforderungen können mit einer Batterie nur schwer erfüllt werden, wodurch das Anwendungspotential der FCEV bedeutend steigt.[1, 4, 8, 10]
Im Schienenverkehr bietet Wasserstoff die Möglichkeit, Strecken, die nicht elektrifizierbar sind oder bei denen die Installation von Oberleitungen nicht wirtschaftlich ist, emissionsfrei zu betreiben. Auch im Flug- und Schiffverkehr kann Wasserstoff entscheidend zur Dekarbonisierung beitragen.[1, 3, 4, 11] Eine Nischenanwendung der FCEV könnten Flurförderfahrzeuge sowie Land- und Baumaschinen darstellen, da diese lange Laufzeiten unter hohem Energiebedarf benötigen und teilweise schwere Lasten transportieren müssen.[1, 4]
Fazit
Insgesamt ist der Einsatz von Wasserstoff im Verkehrssektor, sowie dessen Wettbewerbsfähigkeit stets abhängig von der Entwicklung der Technologie sowie konkurrierender Technologien. Sowohl FCEV als auch BEV weisen Vor- und Nachteile auf und können anwendungsspezifisch ihr individuelles Potential entfalten. Wasserstoff findet dort eine vielversprechende Anwendung, wo hohe Anforderungen an die Energiedichte bestehen, etwa bei schweren Lasten oder hohen Reichweiteanforderungen.[4, 12] Wasserstoff bietet die Möglichkeit, den Verkehrssektor in jenen Bereichen emissionsfrei zu gestalten, in denen BEV (noch) entscheidende Defizite aufweisen.[1, 12]
Quellen:
[1] M. Schneider, „Sektoranalyse: Wasserstoff im Verkehrssektor: Eine erste Bestandsaufnahme zu technologischen Veränderungen und neuen Anforderungen in der Fachkräftequalifizierung“.
[2] S. K. Dash, S. Chakraborty, M. Roccotelli, und U. K. Sahu, „Hydrogen Fuel for Future Mobility: Challenges and Future Aspects“, Sustainability, Bd. 14, Nr. 14, S. 8285, Juli 2022, doi: 10.3390/su14148285.
[3] C. Agert, U. Brand, Ö. Deniz, A. Others, und O. (Germany) I. für V. E. Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. (DLR), „Hydrogen as a foundation of the energy transition. Pt. 2: Sector coupling and hydrogen. Two sides of the same coin“, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. (DLR), Oldenburg (Germany). Institute für Vernetzte Energiesysteme, INIS-DE–3861, Sep. 2020. Zugegriffen: 15. November 2025. [Online]. Verfügbar unter: https://inis.iaea.org/records/5x9ay-hap53
[4] R. Neugebauer, Hrsg., Wasserstofftechnologien. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2022. doi: 10.1007/978-3-662-64939-8.
[5] C. Pergamalis, E. Tsampasis, I.-C. Dedes, und C. Elias, „Hydrogen Fuel Cell Electrical Vehicles (FCEV) – Battery Electric Vehicles (BEV) – Comparison and Future Challenges“, in 2024 13th Mediterranean Conference on Embedded Computing (MECO), Budva, Montenegro: IEEE, Juni 2024, S. 1–5. doi: 10.1109/MECO62516.2024.10577907.
[6] G. J. Offer, D. Howey, M. Contestabile, R. Clague, und N. P. Brandon, „Comparative analysis of battery electric, hydrogen fuel cell and hybrid vehicles in a future sustainable road transport system“, Energy Policy, Bd. 38, Nr. 1, S. 24–29, Jan. 2010, doi: 10.1016/j.enpol.2009.08.040.
[7] G. Fandi, J. Novák, J. Chyský, und J. Šrom, „Review and modeling on hydrogen fuel cells electric vehicle (HFCEV), in comparison with battery electrical vehicle (BEV) using MATLAB environment. Case study: Postal car“, Energy Convers. Manag. X, Bd. 24, S. 100684, Okt. 2024, doi: 10.1016/j.ecmx.2024.100684.
[8] J. M. Specht und P. Fabianek, „Vergleich von Wasserstoff- und Elektromobilität- technische, ökonomische, soziale und ökologische Aspekte“, Inst. Fpr Future Energy Consum. Needs Behav. FCN, Sep. 2022.
[9] Department of Electrical Engineering, Arkansas Tech University, 1811 N Boulder Ave, Russellville, AR, 72801, USA, Y. A. K. M. R. R. Habib, K. Butler, und Department of Mechanical Engineering, Arkansas Tech University, 1811 N Boulder Ave, Russellville, AR, 72801, USA, „Environmental and economic comparison of hydrogen fuel cell and battery electric vehicles“, Future Technol., Bd. 1, Nr. 2, S. 25–33, Aug. 2022, doi: 10.55670/fpll.futech.1.2.3.
[10] O. S. Kaiser und N. Malanowski, „Voraussetzungen für eine wettbewerbsfähige Wasserstoffwirtschaft: Fördernde und hemmende Faktoren im Verkehrssektor und der chemischen Industrie“, Working Paper Forschungsförderung, Working Paper 193, 2020. Zugegriffen: 23. November 2025. [Online]. Verfügbar unter: https://www.econstor.eu/handle/10419/225330
[11] C. Hebling u. a., „Eine Wasserstoff-Roadmap für Deutschland“, Fraunhofer-Inst. Für Syst. Innov. ISI Fraunhofer-Inst. Für Solare Energiesysteme ISE Fraunhofer-Inst. Für Mikrostrukt. Von Werkst. Syst. IMWS Fraunhofer-Inst. Für Keram. Technol. Syst. IKTS, Okt. 2019.
[12] J. Bannert, J.-E. von Düsterlho, und B. Heybrock, „Potentiale, Grenzen und Prioritäten – Teil 3: Wasserstoffanwendung im Verkehrssektor“, Norddtsch. Real Labor NRL, Mai 2023.