Brennstoffzelle im Auto — wie sie arbeitet und wo Euro 7 sie einordnet

Der Zapfhahn rastet ein, und dann wird es still

An der Wasserstoffsäule passiert etwas, das man von keiner anderen Tankstelle kennt. Die Kupplung wird nicht in einen Stutzen gesteckt, sondern aufgesetzt und verriegelt, und danach hörst du ein paar Minuten lang nur ein Zischen und Klacken. Kein Geruch, kein Tropfen, keine Pistole mit Hebel. Dann löst sich die Kupplung, und du fährst mit einem Auto weg, das sich anfühlt wie ein Elektroauto und getankt wird wie ein Benziner. Unter dem Blech arbeitet eine Brennstoffzelle.

Genau diese Mischung macht das Thema so unübersichtlich. Wer ein Auto mit Brennstoffzelle zum ersten Mal fährt, sucht nach einer Schublade und findet keine. Der Antrieb ist elektrisch, der Energiespeicher ist ein Drucktank, das Betanken dauert Minuten statt Stunden, und am Auspuff kommt Wasser heraus. Im Alltag heißt das: alle Erfahrungen aus der Verbrennerwelt greifen halb, und alle Erfahrungen aus der Elektrowelt greifen auch nur halb.

Dem Recht geht es nicht besser, und das ist der interessante Teil. Die europäische Abgasgesetzgebung kennt das Fahrzeug ausdrücklich und gibt ihm zwei eigene Kürzel. Trotzdem taucht es in den meisten Tabellen gar nicht auf, und in der einen, in der es auftaucht, sitzt es neben dem Verbrenner. Die deutsche Zulassungsordnung wiederum behandelt den Tank in einer Vorschrift, die im Alltag kaum jemand kennt.

Wie die Brennstoffzelle im Auto Strom macht

Die Brennstoffzelle verbrennt nichts, sie ist eine Art umgekehrte Elektrolyse, und der Vorgang läuft kalt genug ab, dass man von Verbrennung nicht sprechen kann. In der Mitte sitzt eine dünne Kunststoffmembran, die nur eine einzige Sorte Teilchen durchlässt: positiv geladene Wasserstoffkerne. Auf der einen Seite dieser Membran strömt Wasserstoff aus dem Tank, auf der anderen Seite gefilterte Luft.

Am Eingang wird das Wasserstoffmolekül an einer Katalysatorschicht aufgetrennt. Die Kerne wandern durch die Membran zur Luftseite, die Elektronen können das nicht und müssen den Umweg über den äußeren Stromkreis nehmen. Dieser Umweg ist der Strom, mit dem das Auto fährt. Auf der Luftseite treffen Kerne, Elektronen und Sauerstoff wieder zusammen, und daraus wird Wasser. Deshalb tropft bei manchen Fahrzeugen nach der Fahrt etwas aus dem Unterboden, und deshalb gibt es dort auch nichts zu filtern.

Eine einzelne Zelle liefert weniger als ein Volt, also viel zu wenig für einen Antrieb. Gestapelt werden deshalb hunderte davon, und dieser Stapel ist das Bauteil, das im Motorraum sitzt. Er gibt Gleichspannung ab, die Leistungselektronik macht daraus den Wechselstrom für die Maschine an der Achse. Was dabei oft vergessen wird: Der Stapel braucht Luft in großen Mengen, und die muss verdichtet werden. Ein Verdichter läuft also permanent mit, und er ist einer der Gründe, warum ein solches Auto nicht völlig geräuschlos ist.

Dazu kommt der Wasserhaushalt, und der ist heikler als alles andere: Die Membran leitet nur, wenn sie feucht ist, und sie geht kaputt, wenn sie austrocknet oder ersäuft. Ein eigener Kreis führt deshalb Feuchte zurück und regelt sie, und ein Kühlkreis schafft die Abwärme weg, die bei der Reaktion entsteht. Ein Fahrzeug mit Brennstoffzelle hat damit mehr Nebenaggregate als ein reines Elektroauto, nicht weniger.

Warum trotzdem eine Batterie an Bord ist

Die naheliegende Frage lautet, wozu ein Auto mit eigenem Kraftwerk noch einen Akku braucht. Die Antwort hat drei Teile, und alle drei sind praktisch. Erstens reagiert ein Zellstapel träge: Er braucht Luft, Feuchte und Temperatur im richtigen Verhältnis, und all das lässt sich nicht in Millisekunden hochfahren. Wenn du beim Überholen das Pedal durchdrückst, muss die Leistung aber sofort da sein. Die Batterie liefert diese Spitze, und die Zelle zieht nach.

Zweitens muss die Energie aus dem Verzögern irgendwo hin. Ein elektrischer Antrieb kann bremsen, indem er die Maschine als Generator arbeiten lässt, und der dabei erzeugte Strom braucht einen Speicher. Eine Brennstoffzelle nimmt keinen Strom auf, sie gibt nur ab. Ohne Batterie gäbe es also keine Rekuperation, und das ist bei einem schweren Fahrzeug ein echter Verlust.

Drittens die Startphase, und die ist der unauffälligste der drei Gründe: Bevor der Stapel Strom liefert, müssen Verdichter, Pumpen und Ventile laufen, und dieser Vorlauf kostet selbst Energie. Genau hier fängt es an, praktisch zu werden: Ein Auto mit Brennstoffzelle startet elektrisch aus der Batterie und schaltet die Zelle erst zu, wenn sie bereit ist. Bei Kälte dauert das länger, und deshalb ist die Batterie nicht Zierde, sondern Voraussetzung.

Die Größe dieses Speichers ist eine Konstruktionsentscheidung und keine Naturkonstante. Manche Auslegungen setzen auf einen kleinen Puffer und eine große Zelle, andere umgekehrt. Wer ein konkretes Fahrzeug beurteilen will, findet die Werte in dessen Unterlagen; eine allgemeine Zahl steht hier nicht, weil sie von Bauart zu Bauart um ein Mehrfaches auseinanderliegt.

Zwei Kürzel für zwei Bauarten

Die europäische Abgasverordnung, die unter dem Namen Euro 7 läuft, führt eine lange Liste von Antriebsbegriffen, und zwei davon gehören hierher. Sie definiert zunächst die Brennstoffzelle selbst als Energiewandler, der chemische Energie in elektrische umwandelt oder umgekehrt. Dieses „oder umgekehrt“ ist bemerkenswert, denn es erfasst eine Zelle, die auch in der anderen Richtung arbeiten kann.

Danach kommen die Fahrzeuge, und hier wird es genau: Ein Brennstoffzellenfahrzeug ist eines, dessen Antriebsstrang ausschließlich Brennstoffzellen und elektrische Maschinen als Wandler enthält. Ein Brennstoffzellen-Hybridfahrzeug verlangt nach derselben Nummer zusätzlich ein Kraftstoffspeichersystem und ein wiederaufladbares Speichersystem für elektrische Energie — praktisch also denselben Aufbau plus Batterie. Der Unterschied zwischen den beiden Kürzeln ist also genau die Batterie aus dem vorigen Abschnitt.

Das hat eine Folge, die selten ausgesprochen wird. Weil praktisch jedes Serienfahrzeug einen Puffer mitführt, ist der am Markt übliche Wagen die Hybridvariante und nicht die reine Form. Die reine Form ohne Stromspeicher ist eine Randbauart. Wer also über die Brennstoffzelle im Auto spricht, spricht meistens über einen Hybriden, nur eben über einen ohne Kolbenmotor, anders als beim Mildhybrid mit 48-Volt-Netz.

In den Tabellen der Verordnung spielt die Unterscheidung dann keine Rolle mehr. Dort stehen beide Kürzel zusammengefasst in einer einzigen Spalte, mit Schrägstrich verbunden. Der Gesetzgeber definiert die zwei Bauarten sorgfältig und behandelt sie danach identisch.

Die einzige Euro-7-Zahl, die eine Brennstoffzelle trifft

Jetzt wird es konkret, und hier liegt der eigentliche Befund zur Brennstoffzelle. Wir haben den Volltext der Euro-7-Verordnung daraufhin durchgesehen, welche ihrer Grenzwerttabellen ein Auto mit Brennstoffzelle überhaupt erreichen. Das Ergebnis ist knapper, als man erwartet: Es ist genau eine, und es ist die, die man am wenigsten vermutet.

Die große Abgastabelle für Pkw und leichte Nutzfahrzeuge gilt nach ihrer eigenen Überschrift für Fahrzeuge „mit Verbrennungsmotor“. Ein Zellstapel ist keiner, die Tabelle greift also nicht. Die Tabelle für Verdunstungsemissionen gilt ausdrücklich für Benzinfahrzeuge und greift damit auch nicht. Der Anhang zur Haltbarkeit von Antriebsbatterien führt nur zwei Zeilen, und keine von beiden ist die der Brennstoffzelle. Bleibt eine einzige Tabelle mit einer einzigen Zahl.

Es ist die Euro-7-Tabelle für Bremspartikel, also für den Staub, der beim Bremsen von Scheiben und Belägen abgeht. Sie gilt bis Ende 2029 und ist nach Antriebstechnologie gegliedert. Das reine Elektrofahrzeug bekommt dort den strengsten Wert mit drei Milligramm je Kilometer. Alle übrigen Spalten stehen bei sieben, und in dieser Reihe steht die Brennstoffzelle zusammen mit dem Plug-in-Hybrid, dem Hybrid ohne Stecker und dem reinen Verbrenner.

Das ist der kontraintuitive Kern: Ein Fahrzeug, das im üblichen Sinn kein Abgas hat, wird von der Abgasverordnung in genau einem Punkt gefasst, und dieser Punkt hat mit dem Antrieb nichts zu tun. Er hängt an der Reibbremse, also an einem Bauteil, das ein Verbrenner genauso hat; für den Reifenabrieb fehlt die Zahl bis heute. Und weil die Zelle dort nicht in der Elektrospalte steht, ist sie beim einzigen Wert, der sie erreicht, strenger behandelt als das Batterieauto.

Eine Fußnote gehört dazu, und sie ist leicht zu übersehen, weil sie im Amtsblatt erst nach der letzten Tabelle des Anhangs steht. Sie nimmt die schwerste Gruppe der leichten Nutzfahrzeuge aus der Haupttabelle heraus und setzt dort eigene Werte: fünf Milligramm für das reine Elektrofahrzeug und elf für alle anderen Spalten, die Brennstoffzelle eingeschlossen. Sie gehört zur Tabelle mit den Bremswerten, obwohl sie im Verordnungstext hinter der Reifentabelle steht.

Warum die Zelle neben dem Diesel steht, sagt die Verordnung nicht

Die nächste Frage stellt sich von selbst. Ein Auto mit Brennstoffzelle bremst elektrisch, genau wie ein Batterieauto, und benutzt seine Scheiben deshalb seltener. Warum bekommt es dann nicht denselben Wert? Die ehrliche Antwort lautet: Die Verordnung begründet es nicht. In ihren Erwägungsgründen, also in dem Teil, in dem der Gesetzgeber seine Gründe darlegt, kommen die Wörter Brennstoffzelle und Wasserstoff kein einziges Mal vor. Auch die beiden Kürzel stehen dort nicht.

Der Erwägungsgrund, der die Bremspartikel überhaupt einführt, argumentiert allgemein. Er sagt, dass die Partikel, die nicht aus dem Auspuff kommen, von Reifen und Bremsen stammen, und dass ihr Anteil an allen Partikeln des Straßenverkehrs bis 2050 auf bis zu neunzig Prozent steigen könnte, weil die Abgaspartikel durch die Elektrifizierung zurückgehen. Für die weitere Ausarbeitung nennt derselbe Erwägungsgrund ausdrücklich die Fahrzeuge mit Antriebsbatterien, also Plug-in-Hybride und Batterieautos. Die Brennstoffzelle wird dort nicht genannt.

Und die Spalte bleibt nicht ewig eine Spalte. In allen Bremspartikeltabellen der ersten Stufen führt die Verordnung die Brennstoffzelle als eigene Antriebsspalte mit, in der Tabelle ab 2035 verschwindet diese Gliederung, und dort entscheidet nur noch die Fahrzeugklasse. Für die Zelle heißt das: Ihr Nachteil gegenüber dem Batterieauto ist eine Momentaufnahme der ersten Stufe und keine dauerhafte Einstufung. Wer heute ein solches Auto kauft, kauft es unter einer Regel, die in ihrer eigenen Anlage bereits ein Ablaufdatum trägt.

Die Batterie ohne Haltbarkeitsvorgabe

Der zweite Befund ist ein Fehlen, und Fehlen ist in Rechtstexten schwer zu belegen. Deshalb der Reihe nach. Euro 7 verlangt von den Herstellern, dass ihre Fahrzeuge über die festgelegte Lebensdauer die Emissionsgrenzwerte einhalten und die Mindestanforderungen an die Haltbarkeit von Batterien erfüllen. Der Artikel, der das anordnet, macht dabei keinen Unterschied nach Antriebsart; er verweist einfach auf den zuständigen Anhang.

Dieser Anhang besteht aus drei Tabellen, und jede führt genau zwei Zeilen: den Plug-in-Hybrid und das reine Elektrofahrzeug. Die Brennstoffzelle kommt darin nicht vor, weder mit ihrem Namen noch mit einem ihrer Kürzel, und dasselbe gilt für den Hybrid ohne Stecker und für den reinen Verbrenner. Gegenprobe im selben Anhang: Die beiden geführten Kürzel stehen dort je fünfmal, das Wort Batterie sechsmal. Die Zeile fehlt also nicht, weil der Anhang unvollständig wäre — sie fehlt, weil die Verordnung an dieser Stelle keinen Wert festlegt.

Daraus folgt etwas Handfestes, und zwar für jeden, der so ein Auto behalten will: Die Antriebsbatterie eines Brennstoffzellen-Hybriden ist nach der Definition der Verordnung ein wiederaufladbarer Stromspeicher, und sie arbeitet im Fahrbetrieb hart, weil sie ständig Spitzen abgibt und Bremsenergie aufnimmt. Eine Mindestleistung nach Jahren oder Kilometern wird für sie aber nicht verlangt. Beim Batterieauto und beim Plug-in-Hybrid steht dort eine Prozentzahl, bei der Zelle steht nichts.

Für den Gebrauchtkauf ist das der praktisch wichtigste Punkt dieses Beitrags. Bei einem Batterieauto und beim extern aufladbaren Hybrid kannst du dich auf eine verordnete Mindestleistung berufen, sobald die Verordnung für das Fahrzeug gilt. Bei einem Auto mit Brennstoffzelle kannst du das nicht, und was der Hersteller zusagt, steht allein in seinen eigenen Unterlagen. Das ist keine Aussage über die Haltbarkeit der Technik, sondern eine über die Beweislage.

Wasserstoff im Kolbenmotor ist etwas völlig anderes

Hier lohnt eine Abgrenzung, die im Gespräch fast immer verrutscht. Wasserstoff kann man auch in einem Kolbenmotor verbrennen, und das ist technisch wie rechtlich ein anderes Fahrzeug. Die Verordnung stellt das ausdrücklich klar: Ein Fahrzeug, bei dem alle Antriebswandler Verbrennungsmotoren sind, gilt als reiner Verbrenner, und zwar einschließlich wasserstoffbetriebener Verbrennungsmotoren.

Damit kippt die Lage, und zwar vollständig: Der Wasserstoffverbrenner fällt in die große Abgastabelle, muss also Grenzwerte für Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffe, Stickoxide, Partikelmasse und Partikelzahl einhalten, und er trägt zusätzlich die Bremspartikelspalte des Verbrenners. Das Auto mit Brennstoffzelle hat von dieser Liste nur den Bremsstaub. Zwei Fahrzeuge tanken denselben Stoff und werden völlig unterschiedlich reguliert, weil der Unterschied nicht im Tank liegt, sondern in der Maschine dahinter.

Dazu ein Ergebnis aus der Textsuche, das man kennen sollte, bevor man selbst nachschaut. Das Wort Wasserstoff kommt in der ganzen Euro-7-Verordnung als eigenes Wort nicht vor. Sucht man ohne Rücksicht auf Groß- und Kleinschreibung, findet man zehn Stellen, aber neun davon sind das Wort Kohlenwasserstoffe, also ein völlig anderer Begriff aus der Abgaschemie. Übrig bleibt genau eine echte Stelle, und das ist der Halbsatz über die wasserstoffbetriebenen Verbrennungsmotoren.

Wer also die Verordnung nach dem Wort durchsucht, um die Regeln für sein Wasserstoffauto zu finden, findet den Verbrenner und nicht die Zelle. Die Zelle steht dort unter ihrem eigenen Namen und unter zwei Kürzeln. Das ist der Grund, warum im Netz so viel Unsinn über die Euro-7-Pflichten von Wasserstoffautos steht: Es wird nach dem falschen Wort gesucht.

Der Tank ist das eigentliche Bauteil

Beim Verbrenner ist der Tank ein Blechbehälter mit dünner Wand, der bei ein paar Zehntel bar dicht sein muss. Beim Wasserstoffauto ist er ein Druckbehälter und damit das aufwendigste Einzelteil des Fahrzeugs. Innen liegt eine dichtende Kunststoffhülle, darüber sind Kilometer von Kohlefaser gewickelt, und die Form ist zylindrisch mit runden Enden, weil ein Druckbehälter keine Ecken haben darf. Genau deshalb ist der Kofferraum in solchen Autos oft merkwürdig geschnitten: Ein Zylinder lässt sich nicht in eine flache Bodenmulde legen. Der Tank prägt ein Auto mit Brennstoffzelle stärker als der Zellstapel.

Welcher Druck dort herrscht, steht nicht in der Abgasverordnung, sondern in der europäischen Infrastrukturverordnung, und zwar als Anforderung an die Zapfsäule. Öffentlich zugängliche Tankstellen müssen bis Ende 2030 mindestens eine Zapfsäule mit 700 bar haben. Das ist die Größenordnung, mit der ein Pkw arbeitet, und sie erklärt, warum das Betanken nicht einfach Umpumpen ist. Gas erwärmt sich, wenn man es verdichtet, und dieser Effekt begrenzt, wie schnell ein Tank gefüllt werden kann.

Die deutsche Seite ist die überraschende, weil dort eine Vorschrift trägt, die man nicht erwartet: Für Druckgasanlagen und Druckbehälter am Fahrzeug gibt es in der Straßenverkehrs-Zulassungs-Ordnung eine eigene Vorschrift, und sie zählt vier Stoffe auf: Flüssiggas, komprimiertes Erdgas, Flüssigerdgas und Wasserstoff. Wasserstoff steht dort dreimal, jeweils als vierter Punkt einer Aufzählung, und zwar für die Ausrüstung im Serienfahrzeug, für Nachrüstsysteme und für einzelne Bauteile. Alle drei müssen genehmigt sein.

Die beiden Vorschriften, die man intuitiv erwarten würde, tragen hier dagegen nicht. Die Norm über Kraftstoffbehälter stellt auf einen Überdruck von mindestens 0,3 bar ab, redet von weichgelöteten Behältern und von Vergaserkraftstoff, und sie nennt Wasserstoff nicht ein einziges Mal. Die Norm über Kraftstoffleitungen nennt ihn ebenfalls nicht. Wer zum Wasserstofftank eine dieser beiden Stellen anführt, zitiert die falsche.

Was bei der Hauptuntersuchung mit der Wasserstoffanlage passiert

Ein Pkw wird drei Jahre nach der Erstzulassung zum ersten Mal untersucht und danach alle zwei Jahre, unabhängig vom Antrieb. Was dabei geprüft wird, steht in einer Anlage zur Zulassungsordnung, und die ist nach Untersuchungspunkten gegliedert. Dort findet sich ein eigener Punkt mit der Überschrift „Wasserstoffanlagen im Antriebssystem von Kraftfahrzeugen“, und der Untersuchungspunkt heißt wörtlich „gesamte Wasserstoffanlage“.

Bemerkenswert ist, wie dünn dieser Punkt ausgestattet ist. Als Pflichtkriterium steht dort ein einziges, nämlich die Einhaltung von Vorgaben. Eine Ergänzungsuntersuchung ist gar nicht genannt. Direkt darüber steht der Punkt für Gasanlagen im Antriebssystem, und der trägt drei Pflichtkriterien: Zustand und Auffälligkeiten, Ausführung und Zulässigkeit sowie Dichtheit, dazu zwei Ergänzungskriterien. Die Gasanlage wird nach dem Wortlaut also genauer geprüft als die Wasserstoffanlage, obwohl in ihr ein kleinerer Druck steht.

Die Wasserstoffanlage steht damit in derselben knappen Form wie der elektrische Antrieb und der Hybridantrieb, und nicht in der ausführlichen Form der Gasanlage. Was „Einhaltung von Vorgaben“ im Einzelnen bedeutet, füllen die im Verkehrsblatt bekannt gemachten Richtlinien aus, und die lagen für diesen Beitrag nicht vor. Der Beitrag sagt deshalb nicht, was der Prüfer tatsächlich anfasst; er sagt nur, was in der Anlage steht.

Und eine Kleinigkeit mit Folgen: Die Abgasuntersuchung erreicht dieses Fahrzeug schon nach ihrem eigenen Wortlaut nicht. Der einschlägige Prüfpunkt für das Abgas spricht von Kraftfahrzeugen, die mit Fremdzündungsmotor oder Selbstzündungsmotor angetrieben werden. Ein Zellstapel ist keines von beiden. Es gibt also keine Ausnahme, die man zitieren müsste; der Punkt greift einfach nicht. Die Brennstoffzelle braucht dafür keine Befreiung.

Reparatur, Nachrüstung und eine Lücke im Bußgeldkatalog

Die Vorschrift über Druckgasanlagen hat noch zwei Absätze, die im Alltag mehr Wirkung haben als die Genehmigungspflicht. Der erste betrifft die Nachrüstung: Wer ein System nachrüsten lässt, braucht danach eine Gassystemeinbauprüfung, und bei einzelnen Bauteilen zusätzlich eine Begutachtung zur Erlangung einer neuen Betriebserlaubnis. Für ein Serienfahrzeug mit Zellstapel aus dem Werk gilt dieser Absatz nicht.

Der zweite Absatz gilt dagegen auch für das Serienfahrzeug, und das wird regelmäßig übersehen. Er verlangt bei jeder Reparatur der Anlage im Niederdruckbereich eine Dichtigkeits- und Funktionsprüfung. Bei umfangreicheren Reparaturen sowie nach Brand oder Unfall ist eine vollständige Anlagenprüfung fällig. Durchführen dürfen das nur anerkannte Werkstätten, amtlich anerkannte Sachverständige oder Prüfingenieure, und diese Aufzählung ist abschließend formuliert.

Wer bei einem Auto mit Brennstoffzelle also an der Gasseite arbeitet, arbeitet in einem geregelten Bereich, und das gilt auch nach einem Unfall, bei dem äußerlich nichts zu sehen ist. Die Gasseite einer Brennstoffzelle ist kein Feld für Selbstversuche. Genau hier hört die Schrauberfreiheit auf, die bei anderen Baugruppen selbstverständlich ist. Dieser Beitrag beschreibt die Pflicht und nennt keinen Arbeitsschritt.

Interessant ist zum Schluss, was der Bußgeldkatalog der Zulassungsordnung daraus macht. Geführt sind dort die Halterpflichten aus den beiden Absätzen zur Einbauprüfung und zur Anlagenprüfung, außerdem ein Absatz über Druckbehälter für Druckluftbremsanlagen. Die Genehmigungspflicht für die Wasserstoffausrüstung selbst steht in keinem der Kataloge. Die Pflicht besteht, ihre Verletzung ist dort aber nicht als Ordnungswidrigkeit aufgeführt.

Was Kälte mit Zelle und Tank macht

Beim Batterieauto ist Kälte ein Kapazitätsthema, bei der Brennstoffzelle dagegen ein Wasserthema, und das ist ein völlig anderer Mechanismus. Das Produkt der Reaktion ist flüssiges Wasser, und dieses Wasser steht nach dem Abstellen noch im Stapel, in den Kanälen und im Feuchtekreis. Gefriert es dort, dehnt es sich aus, und eine Membran verträgt das nicht oft.

Deshalb tun diese Fahrzeuge beim Abstellen etwas, das man als Fahrer höchstens hört. Sie spülen den Stapel mit Luft und drücken das Restwasser heraus, und dieser Vorgang läuft noch ein paar Sekunden nach dem Abziehen des Schlüssels. Beim nächsten Start bei Frost dauert es dann länger, bis die Zelle Leistung abgibt, weil sie erst Betriebstemperatur und Feuchte finden muss. Die Batterie deckt diese Zeit ab, und genau dafür ist sie unter anderem da.

Am Tank zeigt sich ein zweiter Effekt, der harmlos ist und trotzdem verunsichert. Der Druck eines Gases hängt von seiner Temperatur ab. Ein Tank, der abends warm auf 700 bar gefüllt wurde, zeigt am kalten Morgen weniger an, obwohl dieselbe Masse Wasserstoff darin steht. Die Anzeige im Auto rechnet das heraus und gibt deshalb einen Füllstand aus und keinen Druck. Wer stattdessen einen Druckwert liest und erschrickt, hat nur die Physik gesehen und keinen Fehler.

Wo die Energie auf dem Weg verloren geht

Beim Wirkungsgrad wird in dieser Debatte am meisten geschummelt, und zwar in beide Richtungen. Deshalb hier keine Prozentzahl, sondern eine Kette. Wenn der Wasserstoff aus Strom gemacht wird, sieht der Weg so aus: Strom wird zu Wasserstoff, der Wasserstoff wird verdichtet oder verflüssigt, er wird transportiert und gelagert, er wird an der Säule gekühlt und in den Tank gedrückt, und im Auto wird er wieder zu Strom, der die Maschine dreht.

Beim Batterieauto lautet dieselbe Kette: Strom wird geleitet, gewandelt, in die Batterie geladen, wieder entnommen und dreht die Maschine. Jede Stufe kostet etwas, und die erste Kette hat mehr Stufen als die zweite. Das ist der ganze Punkt, und man braucht keine Zahl, um ihn zu verstehen. Wer trotzdem eine Zahl sucht, muss zuerst sagen, woher der Wasserstoff kommt, denn dieselbe Zelle im Auto steht am Ende völlig verschiedener Vorketten.

Im Fahrzeug selbst ist die Sache weniger einseitig. Ein Zellstapel arbeitet über einen breiten Lastbereich gleichmäßig und verliert bei Teillast weniger als ein Kolbenmotor, der dort besonders schlecht dasteht. Und der Tank bringt einen Vorteil mit, der in keiner Wirkungsgradrechnung auftaucht: Er wird nicht schwerer, wenn er mehr Energie aufnehmen soll, jedenfalls nicht in dem Maß, in dem eine Batterie schwerer wird. Bei schweren Fahrzeugen und langen Strecken ist das der Grund, warum die Bauart überhaupt noch diskutiert wird. Dort hat die Brennstoffzelle ihr stärkstes Argument.

Die Tankstellenfrage, ehrlich beantwortet

Am Ende entscheidet nicht die Physik, sondern die Säule. Wie viele öffentliche Wasserstofftankstellen es heute gibt, steht in diesem Beitrag nicht, weil eine amtliche Zahl dazu hier nicht vorlag und eine aus zweiter Hand nichts wert ist. Was vorliegt, ist die Zielvorgabe, und die ist konkret genug, um die Größenordnung einzuschätzen.

Die europäische Infrastrukturverordnung verlangt von den Mitgliedstaaten, dass bis Ende 2030 im Kernnetz der transeuropäischen Verkehrswege Tankstellen stehen, die höchstens 200 Kilometer voneinander entfernt sind. Jede muss auf mindestens eine Tonne Wasserstoff pro Tag ausgelegt sein und mindestens eine Zapfsäule mit 700 bar haben. Zusätzlich soll an jedem städtischen Knoten mindestens eine Tankstelle stehen, und jede öffentliche Station muss sowohl Pkw und leichte Nutzfahrzeuge als auch schwere Nutzfahrzeuge bedienen können.

Lies die Zahl 200 Kilometer genau: Sie gilt für das Kernnetz, nicht für das ganze Land, und sie gilt als Höchstabstand und nicht als Dichte. Ein Zielpfad für 2027 ist zwar verlangt, aber nur als klares Richtziel. Und an verkehrsschwachen Abschnitten des Kernnetzes dürfen die Staaten die Kapazität einer Station um bis zur Hälfte senken, wenn sich der Aufbau wirtschaftlich nicht rechtfertigen lässt. Höchstabstand und Zapfsäulendruck bleiben davon unberührt, die Menge nicht.

Zwei Regeln aus derselben Verordnung machen den Alltag an der Säule leichter. Punktuelles Betanken muss möglich sein, also ohne Vertrag und mit einem in der Union verbreiteten Zahlungsmittel, und dafür braucht die Station mindestens einen Kartenleser oder ein kontaktloses Lesegerät. Außerdem muss der Preis je Kilogramm vor dem Betanken deutlich ausgewiesen sein. Was er beträgt, steht hier nicht.

Die Technik an der Säule ist ebenfalls festgelegt, und zwar über Normen. Der Anhang der Verordnung verweist für die Interoperabilität und für den Betankungsalgorithmus auf eine europäische Norm, für die Qualität des abgegebenen Wasserstoffs auf eine zweite und für den Betankungsanschluss von Pkw auf eine dritte. Diese Normen sind kostenpflichtig und lagen nicht vor, deshalb steht hier kein Kennwert daraus. Auffällig ist trotzdem, was fehlt: Für die Kupplungen der Zapfstellen für schwere Nutzfahrzeuge tragen die beiden zuständigen Nummern des Anhangs nur eine Überschrift und keine Spezifikation.

Zum Schluss ein deutsches Detail, das zeigt, wie jung die Sache ist. Die Verordnung, die regelt, wie Kraftstoffe an der Säule ausgezeichnet werden, hat für jeden Kraftstoff ein eigenes Zeichen in einer eigenen Anlage. Das Zeichen für Wasserstoff ist die Anlage mit der Nummer 16. Es gehört zur zwölften Nummer der Aufzählung, und das ist die höchste, die in den Zeichen-Anlagen überhaupt vorkommt. Wasserstoff ist in dieser Liste der Nachzügler, und eine eigene Vorschrift über die Anforderungen an Wasserstoff als Kraftstoff steht dort ebenfalls, eingeschoben zwischen zwei ältere Nummern.

Häufige Fragen

Einordnung: wo die Regeln stehen

Die Fundstellen stehen hier gebündelt, damit der Beitrag selbst ohne Paragrafenketten auskommt. Jede Angabe unten ist am Volltext der amtlichen Fassung gegengelesen, abgerufen am 10. September 2026. Wo eine Quelle nicht frei verfügbar war, steht das ausdrücklich dabei.