11. Nutzung im Verkehrssektor

H2 spielt zentrale Rolle, um THG-neutralen Verkehrssektor zu erreichen

Unsicherheiten bezüglich

Anwendungen

Nutzung von P2X Folgeprodukten

Batterien

Flottenanwendungen (Busse) im Fokus, zunehmen LKW und Züge auf Markt

Momentan noch sehr hohe Kosten bei Fahrzeugen —> verschiedene Förderprogramme

Lebensdauen von BZ verbessern

Teilweise noch fehlende Standardisierung

• 1 kg H2 pro 100km (4-500 km Reichweite)

• 700 bar im Speicher

Wenn von Wasserstoff- oder Brennstoffzellenfahrzeugen gesprochen wird, sind hiermit in der Regel Hybride mit Brennstoffzelle (Grundlast) und Batterie (Spitzenlast, Rekuperation) gemeint.

Baugruppen:

• H2-Speicher, BZ, E-Motor+Batterie, Verdichter für O2 und H2O, WÜT für Abführung der Wärme

Abstimmung:

• 3 Möglichkeiten: Augeglichenste ungefähr so -> 45 kW BZ + 4,5 kg H2 Tank und 10 kWh Batterie -> Vorteile kombiniert

-> nur 2 intereassante Modelle (<2000 Autos in DE)

-> Betankungszeit kein Kaufgrund gegenüber E-Auto

• 10 kg H2 pro 100km (=30l Diesel)

• 350 bar im Speicher

• ca. 40 kg Speicher (400 km Reichweite)

Vorteile:

• Reichweite (E-Bus 100-300km)

• Betankungszeit von 10min (E-Bus mehrere Stunden)

• Flexibilität + keine lokalen Emissionen (Auch bei E-Bus)

-> Für Betreiber bleibt sehr viel erhalten (Anzahl Busse, Personal, Betankungszeit, Reichweiten, Flexibilität und CO2-Neutral

-> Nachfrage steigt

Nachteile

• höhere Kosten ca. 500.000 € (Dieselbus 300k)

• höherer Wartungsaufwand als E-Bus

• höherer Infrastrukturaufwand als für E-Bus

Mehrere Anbieter: 20 bis 40 Tonner

• Alle ca. 30 - 40 kg GH2 Speicher bei 350 bar

• Gibt auch einen mit 700 bar und 54 kg

• Verbrauch ca. 8 - 10 kg H2 / 100km

• Reichweite von 400 bis 800 km

• Ersten Kleinserien auf den Straßen

• Daimler LH2: 40 kg Tank für 1000km Reichweite

-> Keine Standardisierung für Speicherdruck und -konzept

2 Antriebsarten:

• BZ: emissionsfrei, kein Lärm, höherer Wirkungsgrad

• H2-Motor: restlicher Antriebsstrang vertraut, NOx und Lärm durch Verbrennung, sehr hohe Leistung, eher für Sondermaschinen (Baumaschinen)

Bus oft Start-Stopp Batterie ermöglicht Rückführung-> LKW nicht

Hybrid-System aus Brennstoffzelle und Batteriespeicher

• Batterie für Beschleunigungsvorgänge und Rekuperation

• BZ für Grundlastbetrieb

iLint H2-Zug exakt gleiche Werte wie Dieselzug nur statt 1200 km 1000 km Reichweite (14 dieser Züge für RB33)

• 40 % der Strecken in Deutschland sind bisher nicht elektrifiziert, hier sind Alternativen zum derzeitigen Dieselbetrieb erforderlich

• Wasserstoffzug: Ähnliche Leistungsdaten wie Dieselzüge, Hybrid mit Brennstoffzellen und Hochleistungsbatterien, Tankinfrastruktur erforderlich, kurze Tankzeiten; ggf. auch Verbrennungsmotoren möglich

Wasserstoff und insb. seine Folgeprodukte sind für die Versorgung sämtlicher Schiffstypen vom Katamaran bis zum Megacarrier im Gespräch

• Die Anwendungsgebiete sind sehr vielfältig, sodass sich sehr unterschiedliche Anforderungen an die Treibstoffmenge und die Antriebsleitung ergeben

• Es bestehen Unsicherheiten in welcher Form Wasserstoff an Bord genutzt wird

• Kleinere Schiffe (z.B. Yachten, kleinere Fähren, Freizeitschiffe): Gasförmiger H2; Konkurrenz zu Batterieschiffen beachten

• Größere Schiffe: LH2, NH3, Methanol, sLNG, synthetische Kraftstoffe etc.; Dies wird maßgeblich auch davon abhängen welche Träger sich für den Wasserstofftransport etablieren; Dual-fuel Motoren sind verfügbar und werden zunehmend nachgefragt auch für sehr große Schiffe

• Nutzung ist sowohl über Brennstoffzellen-Elektromotoren, als auch über Verbrennungs-/ Gasmotoren möglich; ggf. On-Board Konditionierung erforderlich

Hoher Leistungsbedarf bei Start und Landung -> BZ + Batterie oder Gasturbine

• Wechselnde Luftdrücke für Luft für BZ müssen beachtet werden (zusätzlich Wassermanagement)

• Synthetische Kraftstoffe besitzen Vorteile im Bereich Energiedichte, Betankungszeit und Infrastrukturkompatibilität gegenüber H2-> Aktueller Fokus für Langstrecke

• THG-neutraler Flugverkehr ist auch mit H2 nicht vollständig möglich, da auch H2O und NOx-Emissionen in der Atmosphäre zum Treibhauseffekt beitragen

• Langstrecke mit H2 >20 Jahre

Direkte Elektrifizierung = 77 %

Wasserstoff = 33 %

sDiesel = 20 %

sPetroleum = 16 %

Je effizienter der Strang in der Mobilität ist, desto weniger müssen EE ausgebaut werden. Allerdings erfolgt eine Entlastung des Stromnetzes durch H2-Mobilität