Brennstoffzelle
Soweit man überlegt in die Wassserstoffwirtschaft einzusteigen, so bleibt als weitere Alternative zur Nutzung dessen die Verbrennung in einem herkömmlichen Hubkolben-, oder Wankelverbrennungsmotor. Die Wirkungsgrade sind zwar deutlich schlechter als bei einer PEM Niedertemperatur Brennstoffzelle, aber die Energieverwertung durch einen vergleichs-weise günstig zu bauenden Verbrennungsmotor, auch wenn hier auch nnoch einige kleinere Probleme zu lösen wären. So ist z.B. eine Brennraumdirekteinspritzung noch nicht möglich, man müsste also zu einer Saugrohreinspritzung alter Prägung ausweichen. Auch müssten die Zylinderköpfe deutlich stabiler konstruiert werden, da die Verbrennungsdrücke in der Spitze höher sind als bei konventionellen Kraftstoffen.
Auch ist Wasserstoff nicht ganz so energiehaltig. Aber einige der großen Automobilkonzerne forschen an dieser Alternative und es wäre ein durchaus zu überlegende Alternative auf dem Weg zum "Zero Emission Vehicle", ohne die Gewichtsnachteile des Batterieautos und seinen langen Ladezeiten. Es mangelt, wie auch für das Brennstoffzellen Fahrzeug an einer Wasserstoff Infrastruktur und diese ist, wie Ladestationen das Grundübel.
Eine interssante Sonderform der Brennstoffzelle stellt die Gas Brennstoffzelle dar. Sie wird zwar offiziell den BHKW´s zugeordnet, dennoch ist sie vom Arbeitsverfahren eher der Brennstoffzelle ähnlich. So wird durch einen s.g. Reformer dem verwendeten Erdgas der CO2 Anteil entzogen und der verbleibende Wasserstoff durch eine Hochtemperatur PEM Brennstoffzelle geführt. Damit ist der eine, teure Teil des Brennstoffzellenbetriebes, nämlich die Wasserstoffgewinnung preiswert verlaufen und die kleine praktisch permanent arbeitende Brennstoffzelle erzeugt einen schön gleichmäßigen quasi Grundlaststrom. Während die Wärmeenergie (ca. 200 Grad Celsius) über einen Wärmetauscher einer Wärmepumpe zugeführt wird und mit einem Gas Brennwertkessel kombiniert die Heizenergie der Immobilie sicherstellt. Diese, in Japan schon seit einiger Zeit eingesetzte, zuverlässige Energie kommt ebenso in den Genuss der Förderung für KWK / BHKW (auch wenn es etwas an der „Kraft“ fehlt) und ist derzeit im Privatbereich das attraktivste Konzept. Auch hier ist die Kombination mit anderen Energiegewinnungsformen sinnvoll und der Traum vom autarken Haus ist so weitgehend zu realisieren. Wenn auch, wie schon bei den Gas getriebenen BHKW´der ökologische Nutzen nicht so sehr groß ist und nur durch den fantastischen Wirkungsgrad von um die 90% zu begründen ist.
Zwischenschritt bis zur Lösung der Probleme der Brennstoffzelle:
Hat man erst einmal Wasserstoff zur Verfügung ist dies die eleganteste und ökologischste Form der Wandelung von chemischer Energie in elektrische Energie. Leider sind die auf der üblichen PEM Technik basierenden Brennstoffzellen sehr teuer. Eines der Probleme stellt hier die massive Verwendung des sehr hochwertigen Rohstoffs Platin dar. Dieser ist, wie es derzeit scheint außer durch das s.g. SOFC-Verfahren nicht ersetzbar und somit bleibt die rein Wasserstoff betriebene PEM Brennstoffzelle auf reiner Wasserstoffbasis noch lange ein teurer Traum.
Auch die Betriebsdauer von Niedertemperaturbrennstoffzellen (Arbeitstemperatur bis ca. 80 Grad Celsius) beschränkt sich auf ca. 1.500 Betriebsstunden und bringt noch weitere Amortisationsprobleme mit sich. Es gibt zwar "Reinigungsprozesse" welche die Niedertemperatur Brennstoffzelle länger erhält, jedoch sind auch diese relativ energieintensiv und verschlechtern somit den Wirkungsgrad der Brennstoffzelle.
Das SOFC – Verfahren wiederum hat als Problembereich die Arbeitstemperatur. Diese liegt nämlich zwischen 900 – und 1.100 Grad Celsius. Dabei werden verwendete Dichtungen bis an die Grenze belastet. Mehr als einzelen Anlagen, die aber auch eher Versuchscharakter haben und über deren Langlebigkeit noch keinerlei Aussagen getroffen werden können gibt es noch nicht, auch wenn versucht wird diese Anlagen unverdrossen zu verkaufen.
Diese Technik wäre mindestens jedoch eine Überbrückungslösung bis entsprechende Brennstoffzellen entwickelt wären, ohne die o.g. Problme. Dennoch solange Tankzeiten von 1-2 Minuten für die Wasserstoffbetankung reichen, können Tankstellen heutiger Bauart weiter bestehen, würde das Batterie-/Elektromotor betriebene Auto sich als Millionenseller (wie von der Bundesregierung favorisiert) sich durchsetzen, dann müssten Schnellladestationen in erheblicher Menge zur Verfügung gestellt werden, da jedes der Fahrzeuge mindestens 20 Minuten steht und es damit zu ganz anderen Zusammenballungen von Fahrzeugen an diesen Ladestationen käme. Das Laden an der Straßenlaterne (wie auch schon oft geäußert) wäre mindestens aus Sicht der zur Verfügung stehenden Leistungselektronik und dem dazu nötigen Leitungsnetz für 400 - 800 Volt Lademöglichkeiten zur Schnellladung kritisch zu betrachten.