Zukunftstechnologie Power-to-Fuel

E-Mobility gilt vielerorts als Allheilmittel zur CO2 Reduzierung. Doch die geringe Reichweite und mehrstündigen Ladezeiten stellen ein Problem für privatwirtschaftliche Unternehmen dar. Eine sinnvolle Alternative besteht in der Nutzung von Wasserstoff (H2) als Treibstoff bei Fahrzeugen mit Brennstoffzellen. Damit erreichen Kraftfahrzeuge ähnliche Reichweiten wie mittels herkömmlichem Treibstoff und lassen sich innerhalb weniger Minuten betanken. Doch um Wasserstoff effizient nutzen zu können, ist ein flächendeckendes Tankstellennetzwerk notwendig. Dass das keine unlösbare Aufgabe ist, zeigt das Vorbild Schweiz. Dort hat sich ein Förderverein, bestehend aus mehreren Unternehmen – darunter der Handelskonzern Coop –, zum Ziel gesetzt, die Wasserstofftankstellen-Infrastruktur sukzessive auszubauen. Parallel haben die teilnehmenden Betriebe bereits angefangen, ihre Fuhrparks auf H2-betriebene Fahrzeuge umzustellen, damit von Anfang an die Rentabilität der Tankstellen sichergestellt werden kann. Produziert wird der CO2-neutrale Wasserstoff in einem Wasserkraftwerk. Das Ingenieurbüro Haas Engineering aus dem baden-württembergischen Gundelfingen war von Anfang an in dieses Vorhaben involviert und erbrachte alle zur Wasserstoff-Produktion notwendigen Ingenieurdienstleistungen. „Viele Betriebe haben erkannt, dass Wasserstoff grosses Potenzial für eine klimafreundliche Produktion bietet“, erklärt Friedrich Haas, Geschäftsführer der Haas Engineering GmbH & Co. KG. „So wird der Energieträger etwa in der Stahl- und Metallindustrie, bei der Glasherstellung oder bei der Siliziumproduktion genutzt“. Während der Einsatz in der Industrie bereits zum Alltag gehört, wird er im Bereich der Mobilität noch skeptisch betrachtet. Ein Grund dafür ist unter anderem das lückenhafte Tankstellennetz, aufgrund dessen bisher noch keine flächendeckende Versorgung mit Wasserstoff gewährleistet ist. Ein weiteres, finanzielles Hindernis stellt die sogenannte EEG-Umlage dar, die nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) bei der Herstellung von H2 anfällt. Im Gegensatz dazu wird die batteriebetriebene Elektromobilität durch Kaufprämien subventioniert.

Der erste Schritt zu einem flächendeckenden Netzwerk
In der Schweiz spielte die Nutzung von Wasserstoff in der Mobilität nur eine unbedeutende Rolle, bis die Coop Genossenschaft, ein europaweit tätiger Handelskonzern, im Jahr 2008 beschloss, bis spätestens 2023 CO2-neutral zu werden. Das Unternehmen integrierte zunächst sechs Lastkraftwagen mit Batterieantrieb in die betriebseigene Flotte. „Die Anforderungen an unsere Fahrzeuge waren sehr hoch: Sie mussten in der Lage sein, einen Diesel-LKW mit Anhängerbetrieb der 34-Tonnen-Klasse und identischem Leistungsvermögen zu ersetzen, sprich: in erster Linie eine ähnliche Reichweite generieren“, erklärt Jörg Ackermann, der bei Coop für den energietechnischen Wandel mit verantwortlich ist. „Dies konnten gewöhnliche Elektrofahrzeuge bisher nicht leisten.“ Bei der Suche nach einer Alternative stiess Ackermann 2013 auf die Wasserstofftechnologie, die in der Schweiz bis dato kaum praxiserprobt war. Um gemeinsam den Aufbau eines flächendeckenden Wasserstoffnetzes voranzutreiben sowie in Kooperation mit den zuständigen Behörden die notwendigen regulatorischen Grundlagen zu erarbeiten, führte Coop verschiedene Partner und Forschungsanstalten zusammen. Aus diesen Bemühungen heraus entstand im November 2016 die erste Wasserstofftankstelle in der Schweiz, die von einem nahen, CO2-neutralen und schadstofffreien Wasserkraftwerk versorgt wird. 2018 folgte die Gründung des Fördervereins H2 Mobilität Schweiz mit heute 17 Mitgliedsunternehmen, dem Ackermann als Präsident vorsteht. Zu den am Projekt beteiligten Unternehmen zählt auch Haas Engineering, das bereits vor 20 Jahren erste Pläne für H2-betriebene Industrie- und Mobilitätsanlagen erfolgreich umsetzte. „Wir unterstützen Coop und Unternehmen im Umfeld des neu gegründeten Fördervereins seit 2015 durch umfangreiche Ingenieursdienstleistungen“, erklärt Haas. „Dazu zählt zum Beispiel die Planung von Wasserstoffproduktionsanlagen. Die Herausforderung liegt hier vor allem darin, die Projektziele bereits zu Beginn klar zu definieren, um spätere Änderungen möglichst gering halten zu können“. Das Schweizer Projekt nimmt auch für die erfahrenen Ingenieure von Haas Engineering eine Sonderrolle ein, da eine ungewohnte Ausgangslage vorliegt. Dies betrifft insbesondere die gesetzlichen Richtlinien und Genehmigungsverfahren für die Elektrolyseanlagen und Tankstellen. Mit der Inbetriebnahme einer einzigen Tankstelle gab sich der Schweizer Förderverein jedoch nicht zufrieden: „Die Umrüstung des Fuhrparks auf wasserstoffbetriebene Fahrzeuge lohnt sich nur, wenn die Infrastruktur flächendeckend vorhanden ist“, erläutert Ackermann. „Damit sich ein solches Tankstellennetz jedoch rentiert und ausgelastet ist, müssen wiederum genügend Fahrzeuge auf den Strassen unterwegs sein, die mit Wasserstoff betrieben werden“. Der Förderverein hat es sich deshalb zum Ziel gesetzt, bis zum Jahr 2023 ein flächendeckendes Wasserstofftankstellennetz in der Schweiz aufzubauen. Die aktuell 17 Mitgliedsunternehmen betreiben bis jetzt zusammen insgesamt 2000 konventionelle Tankstellen und einen Fuhrpark mit rund 4000 schweren Nutzfahrzeugen. Dadurch ist der Verein in der Lage, die notwendige Infrastruktur mit einem vergleichsweise moderaten Aufwand selbst zu etablieren und diese durch einen eigenen Fuhrpark auch wirtschaftlich zu nutzen. Auf diese Weise entsteht wiederum ein Anreiz für andere Unternehmen und Privatpersonen, ebenfalls auf mit Wasserstoff betriebene Fahrzeuge umzusteigen. Während Unternehmen in der Schweiz bereits einen wichtigen Schritt in Richtung CO2-Neutralität im Verkehr gemacht haben, steht Deutschland erst am Anfang der Entwicklung. „Deutschland und die Schweiz unterscheiden sich vor allem in steuerlicher und wirtschaftlicher Hinsicht“, berichtet Haas von seinen Erfahrungen. „Die CO2-freie Mobilität wird in der Schweiz vorteilhafter behandelt als in Deutschland. Ausserdem sind die Genehmigungsverfahren für die notwendigen Anlagen kürzer, was die Umsetzung der Projekte vereinfacht“. Ackermann ist mit dem bisherigen Projektverlauf in der Schweiz sehr zufrieden: „Aus meiner Sicht hat das System dann dauerhaft Erfolg, wenn ausschliesslich grüner Wasserstoff eingesetzt, ein privatwirtschaftlicher Ansatz verfolgt und die Wirtschaftlichkeit für alle Beteiligten sichergestellt wird“.

www.h2mobilitaet.ch

www.haasengineering.de