Alternative Kraftstoffe: Herausforderungen für zufriedene Kunden

Gastautor Portrait

Alexander Thomas

Netze BW
10. Oktober 2014

Energiewende. Energiespeicher. Alternative Kraftstoffe und Mobilität. Jeder spricht davon, jeder unterstützt es. Doch nur solange es ohne Einschränkungen am gewohnten Nutzungsverhalten verbunden ist. Lösungen für diesen Konflikt sucht derzeit die EnBW AG. Ein möglicher Ansatz ist der Wasserstoff. Um der Fragestellungen auf den Grund zu gehen, wurde eigens ein Forschungsprojekt in Stuttgart umgesetzt.

Es handelt sich hier nicht nur um eine einfache H2-Tankstelle. Erzeugt wird der Wasserstoff per Elektrolyse vor Ort. Damit ist es eines der wenigen Projekte in Deutschland, die auch eine regenerative Erzeugung des Wasserstoffs sicherstellen. Der Elektrolyseur ist in einem Smart-Grid-System integriert und wird nach den Anforderungen des Stromnetzes betrieben. Ein großer Pufferspeicher sorgt dafür, dass immer genügend Reserve vorhanden ist. Es handelt sich hier um ein Prinzip, das Grundlage aller Power to Gas-Anlagen ist. Der Betreib läuft seit 2012 und wird gefördert aus Mitteln des Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung.

Wofür brauchen wir neue Technologien in der Energiewende?
Während 2013 bereits 25,4% des Stromverbrauchs aus erneuerbaren Quellen gedeckt wurden, lag der Anteil regenerativer Energieträger im Wärme- bzw. Mobilitätsbereich bei nur 9,0% bzw. 5,3%, womit sich diese Werte im Vergleich zu 2012 nach Zahlen des Umweltbundesamtes sogarWasserstofftank nach unten entwickelt haben. Es gibt hier also noch Handlungsbedarf.
Hinsichtlich des Einsatzes von Biokraftstoffen zeigen die aktuellen Entwicklungen in den Bioquotenregelungen bzw. Tank/Teller-Diskussionen, dass „Bio“ allein nicht die Probleme im Verkehrssektor lösen kann.
Warum gerade Wasserstoff?
Wasser wird über eine Elektrolyse durch Strom in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt. In einer Brennstoffzelle reagiert der Wasserstoff mit dem Sauerstoff aus der Luft wieder zu Wasser und setzt elektrischen Strom frei. Verwendet man regenerativ erzeugten Strom für die Elektrolyse, so entsteht ein geschlossener, CO2-freier Energiekreislauf.

Als Energieversorgungsunternehmen gibt es mehrere Berührungspunkte mit den Elementen dieses Energiekreislaufes: So bei der regenerativen Stromerzeugung, dem Transport des Stromes in intelligenten Netzen oder der Betrieb von Infrastruktur für Versorgung mit Gas.

WasserstoffahrzeugeInsbesondere die Kenntnisse aus dem Betrieb intelligenter Netze und von Erdgastankstellen erlauben es, aus dem Versuchsbetrieb der Wasserstoffanlage wertvolle Erfahrungen für praxisgerechte Einsatzkonzepte zu sammeln, z.B. um die erforderliche Flexibilität für Speichersysteme im Netz auszutesten.
Im Austausch mit der CEP (Clean Energy Partnership, dem Zusammenschluss von H2Anlagenherstellern, Betreibern und Fahrzeugherstellern) fließen unsere Erkenntnisse auch in zukünftige Projekte ein.

Liegt die Zukunft des Wasserstoffs auf der Straße?
Die Fahrzeuge der Zukunft nutzen gasförmigen Wasserstoff (GH2), um in Brennstoffzellen elektrische Energie zu erzeugen. Als Abgas entsteht nur Wasserdampf.

Beim Tanken wird der Wasserstoff auf 700 bar verdichtet. Das klingt nach viel, andererseits werden in Einspritzsystemen moderner Dieselfahrzeuge Drücke von 2.000 bar und mehr erreicht. Solch hohe Drücke sind mittlerweile technisch beherrschbar.

Es ist auch eine Lösung des Reichweitenproblems elektrischer Fahrzeuge: Mit Wasserstoff als Energieträger sind heute mit elektrischem Antrieb akzeptable Reichweiten (ca. 300-500 km) BusSonderfahrtmöglich. Und nicht nur für PKW: Einer der größten Kunden der Tankstelle ist heute die Stuttgarter Straßenbahn AG (SSB), die seit diesem Jahr H2-Busse im Linienbetrieb einsetzt. Dafür wurde in diesem Frühjahr ein eigener Bustankplatz fertiggestellt, der mit Mitteln des Ministeriums für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft des Landes Baden Württemberg gefördert wurde.
Gerade weil es noch sehr wenige Wasserstoff-Fahrzeuge in Baden Württemberg gibt (ca. 20 Stück), freuen wir uns über die Busse, welche die Auslastung der Tankstelle oder des Elektrolyseurs wesentlich verbessern. Eine Busverbindung muß natürlich zuverlässig funktionieren, damit der Kunde an der Haltestelle nicht umsonst wartet. Dies erfordert eine hohe Einsatzbereitschaft der Kollegen der EnBW und der SSB, falls doch ein Problem an der Tankstelle auftreten sollte. Zum Glück sind diese direkt vor Ort und können hier schnell Lösungen finden.  

Die Umstellung ganzer Energiesysteme ist eine Zukunftsaufgabe. Das Forschungsprojekt der EnBW AG in Stuttgart demonstriert im praktischen Einsatz, wie Erneuerbare Energie durch Wasserstoff langfristig in unserer Infrastruktur nutzbar gemacht werden kann. 

Ein Video der Eröffnung der Tankstelle ist bei youtube zu sehen. 

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Über den Wasserstoff zur Energiewende?
Bisher erschienen:
Die Brennstoffzelle im ÖPNV, Steffen Raff (Stuttgarter Straßenbahnen AG)
>> Alternative Kraftstoffe, Alexander Thomas (Netze BW)
Grüner Wasserstoff für den Verkehr, Werner Diwald (DWV)
Auf dem Weg in die Wasserstoffgesellschaft, Patrick Schnell (CEP und Total Deutschland)
Wasserstoffinfrastruktur, Dr. Ulrich Bünger (Ludwig-Bölkow-Systemtechnik)

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