Seit der Inbetriebnahme der Wasserstoff-Tankstelle am Südrand des Industrieparks Höchst im November 2006 sind drei Brennstoffzellen-PKW bei Fraport auf dem Gelände des Frankfurter Flughafens und seit einigen Wochen auch eines bei Infraserv Höchst im Industriepark Höchst im Praxistest. Im Rahmen des EU-geförderten und von Infraserv Höchst koordinierten Projektes Zero Regio liefern sie derzeit wichtige Erfahrungswerte über den Alltagsbetrieb und die Betankung.
Langfristiges Ziel des Projektes ist es, die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu reduzieren, die eingesetzte Energie effizienter zu nutzen, die Schadstoffemissionen zu verringern und durch Technologiefortschritte die breitere Anwendung der Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie in Kraftfahrzeugen voranzutreiben. Bei Zero Regio arbeiten 16 europäische Unternehmen und Forschungseinrichtungen aus vier Ländern zusammen. Zu dem Projektkonsortium gehören neben Infraserv Höchst die Unternehmen Agip Deutschland, Daimler Chrysler, Fraport und Linde, staatliche Organisationen, Unternehmen und Forschungseinrichtungen aus Italien sowie Universitäten aus Italien, Schweden und Dänemark. Das Projekt startete vor dreieinhalb Jahren. In dieser Zeit wurden in zwei europäischen Ballungsräumen, im Rhein-Main-Gebiet und in der Region Lombardei mit der Stadt Mantua, Infrastruktursysteme für Wasserstoff als Kraftstoff aufgebaut und in konventionelle Tankstellen integriert.
Wasserstofftankstelle und Brennstoffzellenfahrzeuge im Praxistest bei Fraport und Infraserv Höchst
Bis Ende 2009 findet der Praxistest, also die Erprobung der aufgebauten Infrastruktur und Flottentests mit Brennstoffzellen betriebenen Fahrzeugen statt: Drei Brennstoffzellen betriebene A-Klasse-Fahrzeuge von DaimlerChrysler werden auf dem Fraport-Gelände, ein viertes Fahrzeug seit einigen Wochen bei Infraserv Höchst im Industriepark Höchst im Alltagsbetrieb getestet. Betankt werden sie ausschließlich an speziellen Wasserstoffzapfsäulen der von Agip betriebenen Multikraftstoff-Tankstelle am südlichen Rand des Industrieparks Höchst.
Den Wasserstoff liefert Infraserv Höchst, der Betreiber des Industrieparks, von seinem Wasserstoffzentrum aus, wo er gespeichert, auf verschiedene Druckstufen verdichtet und über ein Verteilnetz an die Verbraucher am Standort geleitet wird. 30 Millionen Kubikmeter des wertvollen Energieträgers stehen pro Jahr als Nebenprodukt aus der Chlorproduktion zur Verfügung. Damit könnten zum Beispiel etwa 10.000 PKW oder 400 Busse im Rhein-Main-Gebiet betrieben werden.
Weltweit einmalige Wasserstoff-Hochdruck-Pipeline zur Versorgung der Tankstelle
Für die Versorgung der Tankstelle musste vom Wasserstoffzentrum eine etwa 1,7 Kilometer lange Transportleitung verlegt werden. Der Wasserstoff wird dabei auf nahezu 900 bar komprimiert, wobei weltweit erstmals eine neue Verdichtertechnologie der Firma Linde eingesetzt wurde. Ein Verdichter mit ionischer Flüssigkeit als Arbeitsmedium, bei dem statt Metallkolben so genannte Flüssigkeitskolben verwendet werden, leistet diese extrem hohe Verdichtung. Dies ist notwendig, um die Reichweite von mit Wasserstoff betriebenen Fahrzeugen vergleichbar zu herkömmlich betriebenen Fahrzeugen zu gestalten. Für die Betankung steht der Wasserstoff dann gasförmig mit 350 und 700 bar zur Verfügung. Weiterhin ist eine Anlage zur Betankung von Fahrzeugen mit flüssigem Wasserstoff vorhanden.
Erste Erfahrungswerte mit der Tankstelle gut
Dr. Heinrich Lienkamp, Leiter Verfahrenstechnik im Geschäftsfeld Energien von Infraserv Höchst und verantwortlicher Projektkoordinator für Zero Regio, ist hinsichtlich der Funktionsfähigkeit der Wasserstoffversorgung sehr zufrieden: „Man hat uns beim Bau der Hochdruckpipeline sehr eingehend beobachtet, weil wenige es für möglich gehalten haben, über eine so weite Strecke eine 1000 bar-Hochdruckleitung zur Versorgung mit Wasserstoff zu bauen und weltweit erstmalig die neue Verdichtertechnik auf Basis einer ionischen Flüssigkeit einzusetzen. Die Verfügbarkeit der Technik liegt bei der Pipeline bei 100 Prozent und bei der Verdichtung mit Dispenser bei guten 90 Prozent in der jetzigen Testphase. Natürlich gab es auch hier Lerneffekte. Ein Zwischenfall zeigte uns wiederum ungeplant auf, wie sicher die Betankungstechnik ist: ein Pkw rammte die unter 900 bar stehende Zapfsäule und hinterließ eine mächtige Beule – dem System ist aber nichts passiert. Einziger Nachteil dieses Ereignisses: Ersatzteile für diese speziellen Hochdruckzapfsäulen sind derzeit noch schwer zu beschaffen.“
Elektromotor und Brennstoffzelle – zusammen unschlagbar
Im niedrigen Energieverbrauch sind die Brennstoffzellen-Fahrzeuge unschlagbar: sie verbrauchen nur etwa die Hälfte eines vergleichbaren Erdgasautos, wobei in den Gesamtenergieverbrauch die vorhergehende Verdichtung des jeweiligen Energieträgers bereits eingerechnet ist - bei Erdgas die Verdichtung auf 330 bar, bei Wasserstoff sogar 700 oder mehr. Die Brennstoffzelle zur Stromerzeugung in Kombination mit dem Elektromotor hat eine Energieausbeute von 50 bis 55 Prozent, zusätzlich kann Bremsenergie in Strom umgewandelt und in der Batterie gespeichert werden. Steht das Auto beispielweise im Stau oder an der Ampel, verbraucht es keinen Treibstoff. Verbrennungsmotoren dagegen haben nur einen Wirkungsgrad von etwa 17 bis 20 Prozent – und stoßen dabei noch Emissionen aus.
Das mit Wasserstoff betriebene Brennstoffzellenfahrzeug – das Auto der Zukunft also?
Laut Dr. Lienkamp werden mit diesem EU-Projekt die ersten Grundsteine dafür gelegt: „Um eine Marktdurchdringung inklusive serienreifer Fahrzeuge und eines Tankstellennetzes zu erreichen, brauchen wir die grundsätzliche politische und wirtschaftliche Akzeptanz. Den Weg hierfür wollen wir ebnen, in dem wir beispielhaft die notwendigen Infrastrukturen schaffen, Fahrzeuge mit Brennstoffzellen als Energiewandler bereitstellen und grundlegende technische Regeln und Normen für diese neue Technologie entwickeln.“
Aus dem Projektkreis heraus hat sich zwischenzeitlich ein Arbeitskreis gebildet, in dem Vertreter des TÜV, der Autoindustrie, von Technologieherstellern und weitere Fachleute an einem Regelwerk arbeiten. Dieses soll, basierend auf den bisher gesammelten Erfahrungen, Vorgaben für die Errichtung und den Betrieb von Wasserstofftankstellen machen. So wird für zukünftige Projekte die Planung und Genehmigung einer Wasserstofftankstelle wesentlich einfacher. Das visionäre Ziel einer „Zero Regio“, einer Region ohne Emissionen, rückt damit zwar noch nicht in greifbare, aber doch in eine sichtbare Nähe.
ZERO REGIO ist ein von der Europäischen Kommission gefördertes integriertes Projekt innerhalb des 6. Forschungsrahmenprogramms. Gegenstand des Projektes ist die Errichtung und Erprobung einer Wasserstoff-Infrastruktur in zwei europäischen Regionen für die Versorgung von Brennstoffzellen-PKW. Ziel ist es, emissionsfreie Transportsysteme für den alltäglichen Einsatz in europäischen Ballungsräumen zu entwickeln und zu erproben. Weitere Informationen unter
www.zeroregio.com.
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