Wie funktionieren Wasserstoffbusse?

Sie wirken leise, futuristisch – und stoßen beim Fahren nur Wasserdampf aus. Wasserstoffbusse sind auf dem Vormarsch, wenn es um die Mobilität von morgen geht. Sie verbinden die Reichweite klassischer Busse mit dem emissionsfreien Fahren der Elektromobilität. Doch wie genau funktioniert diese Technologie? Und ist sie wirklich so umweltfreundlich, wie es klingt?

Um das zu verstehen, muss man sich den Antrieb genauer ansehen. Denn Wasserstoffbusse sind im Kern Elektrofahrzeuge mit eigener Stromquelle. Anders als batteriebetriebene E-Busse, die ihre Energie in Akkus speichern, erzeugen Wasserstofffahrzeuge den benötigten Strom direkt an Bord – mithilfe einer sogenannten Brennstoffzelle.

In dieser Brennstoffzelle reagieren Wasserstoff und Sauerstoff miteinander. Dabei entsteht elektrische Energie, die den Elektromotor antreibt. Als Nebenprodukt bleibt nichts als Wasserdampf. Kein CO₂, kein Feinstaub, keine Stickoxide – ein nahezu perfekter Kreislauf. Die chemische Reaktion ist leise, effizient und lokal emissionsfrei.

Der Wasserstoff selbst wird in gasförmiger Form in Tanks gespeichert – unter hohem Druck, meist 350 bis 700 Bar. Das klingt riskant, ist aber durch moderne Sicherheitsstandards gut beherrschbar. Das Tanken dauert etwa 7 bis 10 Minuten und ähnelt in Dauer und Ablauf dem Nachfüllen von Diesel.

Ein echter Vorteil gegenüber batterieelektrischen Bussen: Diese benötigen deutlich längere Ladezeiten und sind oft schwerer, da große Akkupakete verbaut werden müssen. Wasserstoffbusse hingegen sind leichter, schneller betankt und eignen sich daher besonders gut für Städte mit langen Buslinien und engem Taktplan.

Aktuell finden sich Wasserstoffbusse vor allem in Pilotprojekten – doch das Interesse wächst. Städte wie Wuppertal, Köln, Frankfurt oder Hamburg testen bereits ganze Flotten. Weltweit setzen Regionen in Südkorea, China und Kalifornien auf die Technologie. Dort fährt Wasserstoff nicht nur im Bus, sondern auch in Müllfahrzeugen, Zügen oder Lkw.

Doch wie klimafreundlich Wasserstoff wirklich ist, hängt davon ab, wie er hergestellt wird. Nur sogenannter „grüner Wasserstoff“ – gewonnen durch Elektrolyse mit erneuerbarem Strom – ist wirklich CO₂-neutral. Wird der Wasserstoff hingegen aus Erdgas erzeugt (sogenannter „grauer Wasserstoff“), entstehen dabei weiterhin große Mengen CO₂. In vielen Projekten wird aktuell noch „blauer“ oder „türkiser“ Wasserstoff eingesetzt – als Übergangslösung.

Die langfristige Herausforderung lautet also: Wasserstoff aus Sonne und Wind – und davon genug. Dafür braucht es eine Infrastruktur, die heute noch fehlt: Produktionsanlagen, Verteilernetze, Tankstellen. Der Weg ist noch lang, aber die Richtung ist klar.

Technik, Praxis und die Suche nach dem Ideal

Wasserstoffbusse bestehen aus mehreren technisch hochkomplexen Komponenten, die perfekt aufeinander abgestimmt sein müssen. Neben dem Brennstoffzellenstack und den Wasserstofftanks benötigen sie eine Pufferbatterie, die kurzfristige Lastspitzen abfängt – etwa beim Anfahren oder Bergauffahren. Diese Batterie wird nicht von außen geladen, sondern speist sich durch Rückgewinnung beim Bremsen (Rekuperation) und überschüssigen Strom aus der Brennstoffzelle.

Die Zuverlässigkeit solcher Busse wurde in den letzten Jahren erheblich verbessert. Auch die Reichweite ist alltagstauglich: Je nach Modell und Fahrprofil schaffen moderne Wasserstoffbusse zwischen 300 und 450 Kilometern mit einer Tankfüllung. Das reicht locker für einen typischen Einsatztag im Stadtverkehr.

Gleichzeitig denken Hersteller schon weiter: Modular aufgebaute Antriebseinheiten, skalierbare Tanksysteme und flexible Plattformen sollen die Technik auch für kleinere Fahrzeuge oder Spezialanwendungen nutzbar machen – etwa für Rettungsfahrzeuge, Lieferdienste oder kommunale Dienste.

Und trotzdem: Es gibt auch Kritik. Wasserstofffahrzeuge benötigen etwa doppelt so viel Energie pro Kilometer wie batterieelektrische – wenn man die gesamte Kette von Stromerzeugung bis Rad betrachtet. Die Umwandlungsverluste bei Elektrolyse, Speicherung, Transport und Rückverstromung sind erheblich. Das macht Wasserstoff weniger effizient – zumindest solange Energie knapp ist.

Dennoch: Für Anwendungen mit hoher Reichweite, kurzer Standzeit oder schwerem Gewicht ist Wasserstoff oft die realistischere Lösung. Besonders in der Logistik oder im ÖPNV, wo täglich hohe Kilometerleistungen gefragt sind, bietet die Technologie eine praktikable Alternative zum Diesel – und eine Ergänzung zur Batterie.