Ganz allmählich startet Deutschland in den Aufbau eines Tankstellennetzes für wasserstoffbetriebene Nutzfahrzeuge. Die bislang 93 in Deutschland von H2 Mobility betreuten H2-Stationen sind vornehmlich für Brennstoffzellen-Pkw konzipiert und verfügen über keine ausreichende Kapazität, um mehrere Lkw und Busse befüllen zu können. Am 11. Januar 2023 wurde jetzt aber eine der europaweit leistungsfähigsten H2-Tankstellen in Berlin eingeweiht, die quasi den Auftakt für den Infrastrukturausbau für H2-Trucks bildet.
Pro Tag können an der neuen H2-Station im Tempelhofer Weg 850 kg Wasserstoff vertankt werden – deutlich mehr als an den bisherigen Standorten. Hauptkunden werden zunächst die Müllsammelfahrzeuge der BSR (bislang 6, zukünftig 24) sein, aber auch 200 Toyota Mirai von H2 move Berlin, die bis Sommer 2023 für Uber im Fahrgasttransport in der Hauptstadt unterwegs sein werden (s. HZwei-Heft Jan. 2023), sowie H2-Trucks von Hylane.
Dieser Standort, der mit insgesamt 1,3 Mio. Euro durch das Bundesministerium für Digitales und Verkehr gefördert wurde, stellt den Auftakt für den deutschlandweit geplanten Ausbau weiterer mittelgroßer und großer Wasserstofftankstellen dar. Nikolas Iwan, Geschäftsführer von H2 Mobility Deutschland, kündigte an: „Ende 2023 werden in allen Regionen Deutschlands H2-Lkw betankt werden können. Unser Ziel ist, in den nächsten vier Jahren bis zu 120 weitere Standorte deutschlandweit zu ergänzen.“
„Nur wenn Wasserstofftankstellen flächendeckend zur Verfügung stehen, werden wasserstoffbetriebene Fahrzeuge zum Einsatz kommen. […] Wir müssen dekarbonisieren, CO2-frei werden und dabei mobil bleiben.“
Bundesverkehrsminister Dr. Volker Wissing
„Jetzt ist das Tempo erkennbar, das wir schon vor Jahren gebraucht hätten.“
Kurt-Christoph von Knobelsdorff, NOW-Geschäftsführer
„Grüner Wasserstoff wird schon bald günstiger sein als fossiler.“
Nikolas Iwan, H2 Mobility-Geschäftsführer
„Unsere Mieter sind seit Ende letzten Jahres mit Wasserstoff-Lkw in Deutschland unterwegs. Der Ausbau der Tankinfrastruktur gibt unseren Kunden zunehmende Flexibilität bei der Planung ihrer Routen und stellt durch regionale Redundanzen eine zuverlässige Wasserstoffversorgung sicher. Das ist wichtig, weil wir insbesondere im schweren Güterverkehr mehr Fahrzeuge mit nachhaltigen Antrieben brauchen, um die Klimaschutzziele zu erreichen.“
Sara Schiffer, Geschäftsführerin Hylane
Im Oktober 2022 war bereits eine neue Tankstelle für Lkw, Busse und Pkw bei der APEX Group in Laage bei Rostock in Betrieb genommen worden. Angeboten wird dort grüner Wasserstoff, der vor Ort per Elektrolyse erzeugt wird. Mit einer Tageskapazität von etwa 450 kg können zwei Schwerlastfahrzeuge und drei Pkw back-to-back betankt werden. Das Investitionsvolumen für die Anlage beläuft sich auf ca. drei Millionen Euro.
Eine deutlich größere Betankungsstation ist für Neumünster geplant. Dort hat die Hypion GmbH, ebenfalls im Oktober, den Zuwendungsbescheid zur Errichtung einer H2-Tankstelle erhalten, die bis zu 2.000 kg Wasserstoff pro Tag, beispielsweise für die Lkw des Projektpartners Edeka, bereitstellen kann. Aus dem „Klima- und Transformationsfonds“ des Bundesministeriums für Digitales und Verkehr (BMDV) werden dafür Fördermittel in Höhe von 4,9 Mio. Euro bereitgestellt. Die Gesamtinvestitionen liegen im zweistelligen Millionen-Euro-Bereich.
Noch weiter im Norden sollen zwei Tankstellen an der A1 bei Lübeck und an der A7 bei Schleswig im Rahmen des europäischen Förderprojekts GREATER4H entstehen. Beide Standorte sind Teil der STRING-Region, die über die Grenzen von Deutschland hinaus bis nach Dänemark, Schweden und Norwegen reicht. Das GREATER4H-Projekt wurde vom Land Schleswig-Holstein auf den Weg gebracht und wird von den drei privaten Partnern GP Joule, Everfuel und Hynion umgesetzt. Die Inbetriebnahme dieser beiden Stationen (Kapazität: mind. 1 tH2 pro Tag) ist für Ende 2024 beziehungsweise Anfang 2025 vorgesehen.
Der Spatenstich für den Mobility Hub des Tankstellenbetreibers MaierKorduletsch auf dem Gelände der Paul Group erfolgte im September 2022. Ab Mitte 2023 sollen an der Shell-Station in Passau Fahrzeuge aller Antriebsarten versorgt werden können – unter anderem auch bis zu zehn H2-Lkw direkt hintereinander (Kapazität: 2.000 kgH2).
Weltweit neue H2-Stationen in Planung
Auch international tut sich so einiges beim H2-Infrastrukturausbau. Phillips 66 und H2 Energy Europe gründeten bereits 2022 ein Joint Venture, das bis 2026 bis zu 250 Wasserstofftankstellen in Deutschland, Österreich und der Schweiz unter der Marke Jet errichten will. Im Februar 2023 kündigten auch TotalEnergies und Air Liquide an, in Europa über 100 Stationen für schwere Nutzfahrzeuge installieren und dafür ebenfalls ein eigenes Joint Venture gründen zu wollen.
Auch immer mehr Kompressorenhersteller widmen sich dem Tankstellenbau (s. HZwei-Heft Jan. 2023). Ende 2022 verkündete beispielsweise Maximator Hydrogen, 24 Wasserstoffstationen im Rahmen des Projekts REH2 in Schweden installieren zu wollen. Die Auslieferung der ersten Tankstelle für Lastkraftwagen ist für Herbst 2023 geplant, wobei ausschließlich grüner Wasserstoff – vornehmlich aus Windkraft sowie lokaler Wasserkraft – verwendet werden soll. Weitere Stationen, insbesondere an Standorten von Schwedens größter Rastplatz-Kette Rasta, sollen ab 2024 in monatlichem Rhythmus bis Ende 2025 folgen. Im März 2023 vermeldete Maximator gemeinsam mit Jet H2 Energy den Bau von zehn Wasserstofftankstellen in Deutschland und Dänemark.
In Südkorea ging Anfang des Jahres die JeonjuPyeonghwa-Wasserstofftankstelle in Betrieb, die erste von 35 H2-Stationen, deren Errichtung Kohygen bis 2025 im Land plant. Bei einer Ladekapazität von 300 Kilogramm Wasserstoff pro Stunde können dort bis zu 100 Busse oder Lastkraftwagen pro Tag befüllt werden. Weltweit waren zum Jahresende 2022 insgesamt 814 Wasserstofftankstellen in Betrieb.
Immer mehr elektrische Nfz
Bundesverkehrsminister Volker Wissing rechnet damit, dass 2030 drei Viertel der neu zugelassenen Nutzfahrzeuge der Gewichtsklasse ab 12 Tonnen emissionsfrei sein werden, ihre Energie also aus einer Batterie oder einer Brennstoffzelle bereitgestellt wird. Nach den Zielen der Bundesregierung soll bis 2030 ein Drittel der Fahrleistung im schweren Straßengüterverkehr elektrisch erbracht werden.
Autor: Sven Geitmann
Abb.: Tankstelleneröffnung mit Bundesverkehrsminister Dr. Volker Wissing in Berlin
Lars-Peter Thiesen, Opels Leiter Einführungsstrategie Wasserstoff und Brennstoffzelle, hat die Entwicklung des Brennstoffzellenantriebs in Deutschland von Anfang an begleitet und maßgeblich mitgeprägt. Im Interview mit HZwei plädiert er für ein technologieoffenes Zusammenspiel von batterie- und wasserstoffbasierter Elektromobilität, das sich an Markt und Bedarf orientiert und nicht an Direktiven. Zugleich sieht er den Wasserstoff als Transportspeicher der Zukunft für erneuerbare Energien und wirft den Wirkungsgrad-Kritikern eine beschränkte Sichtweise vor.
HZwei: Dr. Thiesen, können Sie die Vorteile des Brennstoffzellenantriebs in drei, vier Punkten benennen?
Thiesen: Ein Brennstoffzellenauto ist ein Null-Emissions-Fahrzeug. Es fährt elektrisch, und aus dem Auspuff kommt nur Wasserdampf. Zweiter Punkt ist die Betankungszeit. Man kann die Autos bei 700 bar in drei Minuten betanken. Übrigens ein standardisierter Prozess, der anders als bei der Batterieelektrik, wo es ja große Unterschiede gibt, international gilt. Dann die hohe Reichweite. Und ein vierter Punkt, der speziell auf unsere Anwendung im Vivaro-e Hydrogen zutrifft: Wir erhalten den vollen Laderaum im Vergleich zu Verbrenner oder batterieelektrischem Antrieb, was bei einem Brennstoffzellenantrieb keine Trivialität ist.
Wie gelingt Ihnen das?
Durch das sogenannte Mid-Power-Konzept. Dabei ist die Brennstoffzelle nur etwa halb so groß wie die Maximalleistung des Elektromotors, mit dem Vorteil, dass das System unter die Motorhaube passt. Die Wasserstofftanks ersetzen im Unterboden die große Traktionsbatterie des batterieelektrischen Antriebs, und eine zusätzliche kleinere Batterie unter den Sitzen dient als Leistungspuffer und Energiereserve. So gibt es weder Einschränkungen beim Packaging noch in der Anwendung.
Und wo liegen die Nachteile des Brennstoffzellenantriebs?
Es gibt im Wesentlichen drei Herausforderungen, vor denen wir noch stehen: Die erste ist die Tankstelleninfrastruktur. Wir haben in Deutschland zwar ein weltweit einzigartiges System mit rund 100 Tankstellen, aber für Kunden, die komplett auf Wasserstoff setzen, sollte das Tankstellennetz weiter ausgebaut werden. Zweitens sind die Kosten für die Fahrzeugkomponenten noch relativ hoch, weil die Stückzahlen noch überschaubar sind. Der Schlüssel zum Erfolg lautet hier ‚economies of scale‘, um die Kosten weiter zu reduzieren. Und dann gibt es noch die dritte Herausforderung, dass wir mittelfristig genügend grünen, also nachhaltig und klimaneutral produzierten Wasserstoff brauchen.
Warum hat sich die Technologie nicht längst schon durchgesetzt? Sie sind immerhin seit mehr als zwanzig Jahren am Thema dran. Die Technik scheint doch ausgereift beziehungsweise kalkulierbar, oder?
Das stimmt. In der technischen Entwicklung haben wir die wesentlichen Hürden genommen. Das hat aber seine Zeit gebraucht. Beispielsweise bei der Kaltstartfähigkeit. Der Brennstoffzellenantrieb produziert ja Wasserdampf, der bei Minusgraden gefrieren kann, wenn er im System verbleibt. Hätten Sie mich 1999 gefragt, hätte ich gesagt: In zwei, drei Jahren haben wir das als Industrie im Griff. Es hat dann aber zehn Jahre gedauert. Opel hatte dann das erste Brennstoffzellenauto, das bei minus 20 °C Außentemperatur ohne Hilfsaggregate abgestellt werden konnte.
Der andere Punkt ist: Durch die E-Offensive trat die Wasserstoffentwicklung in den Hintergrund. Dazu gab es noch großen Abstimmungs- und Einigungsbedarf unter den industriellen Partnern, mit je unterschiedlichen Interessenslagen, wie etwa: Soll der Wasserstoff, mit dem die Brennstoffzelle fährt, direkt getankt oder an Bord aus Benzin oder Methanol reformiert werden? Wie soll der Wasserstoff im Auto gespeichert werden: flüssig oder unter Druck? Nach umfangreichen Tests mit beiden Technologien haben wir uns für Druckwasserstoff entschieden. Dann: welches Druckniveau ist sinnvoll, 350 oder 700 bar? Wir hatten als erster Hersteller ein Auto mit der 700-bar-Technologie auf der Straße. Über lange Sicht war das ein Multi-Stakeholder-Projekt, bei dem viele ins Boot mussten: die anderen Hersteller, die Öl- und Energiebranche, die Anlagenhersteller und die Tankstellenbetreiber. Nach diesem langen Weg freue ich mich, dass wir mit dem Opel Vivaro-e Hydrogen jetzt das erste Serienprodukt anbieten können, das auch schon bei ersten Kunden wie etwa Miele im Einsatz ist.
Sie saßen von Anfang an mit im Boot. Wie wurde das Brennstoffzellenprojekt vorangetrieben?
1999 saß ich schon mit den anderen Herstellern, der Energieindustrie und dem Verkehrsministerium zusammen, und wir haben uns auf Wasserstoff als Zukunftskraftstoff geeinigt. 2002 haben wir die Clean Energy Partnership gegründet, ein Demonstrationsprojekt, das in Berlin und anderen großen Städten lief, um der Politik, Öffentlichkeit und Kunden zu zeigen, dass Wasserstoff als Kraftstoff für Autos funktioniert. Wir haben das Ministerium von einer gesamtheitlichen Strategie überzeugen können. Daraufhin wurde 2008 die Nationale Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NOW) gegründet, mit dem Ziel, nicht nur F&E-Projekte, sondern den Markthochlauf mit entsprechender Infrastruktur zu fördern. Der nächste Meilenstein war 2015 die Gründung der H2 Mobility, um das Henne-Ei-Problem zu lösen, indem mal mindestens 100 Tankstellen aufgebaut werden. Und schließlich 2020 die Nationale Wasserstoffstrategie, mit dem Ziel, einen schnellen Markthochlauf für grünen Wasserstoff zu schaffen.
Wobei Kritiker hier einwenden würden, man solle den grünen Wasserstoff nicht im Individualverkehr verbrennen, sondern industriell einsetzen.
Wohl wahr. Da wird dann gesagt, wir brauchen ihn vornehmlich für bestimmte Industriezweige wie die Stahlindustrie. Das kann ich auch alles verstehen. Nur wird es dort vielleicht auf einen geforderten Kilopreis von ein, zwei Euro hinauslaufen. Im Verkehrssektor sind aber deutlich höhere Preise zu erzielen. Unsere Haltung dazu ist ganz klar: Man soll es dem Markt überlassen und nicht per Direktive anordnen, welche Branche den grünen Wasserstoff bekommt. Nur so kann es funktionieren.
Geht das ohne staatliche Förderung?
Wir sind jetzt nach 20 Jahren an dem spannendsten Punkt. Wir sind nicht mehr bei Demonstration, aber auch noch nicht bei Massenproduktion. Wir machen jetzt den Hochlauf. Hier sind die Stückzahlen noch relativ gering, und die Komponenten kosten noch viel. Deshalb braucht es hier noch staatliche Unterstützung, um den Marktzutritt zu gewährleisten. Mit der Förderung, die komplett den Endkunden zugutekommt, können wir diesen dann entsprechend interessante Leasingraten anbieten.
Sie konkurrieren mit der Brennstoffzellentechnologie ja mit der Batterie? Oder sehen Sie das nicht als Konkurrenz?
Es ist kein Entweder-oder, sondern ein Sowohl-als-auch. Für den Kunden und für uns als Unternehmen brauchen wir beides – die Technologien sind komplementär. Ein Beispiel: Wir haben viele Kunden, in deren Betriebsmodell der Mitarbeiter das Auto mit nach Hause nimmt, zum Beispiel bei Monteuren oder Servicetechnikern, wie etwa aktuell bei Miele, die den Vivaro-e Hydrogen im Einsatz haben. Die Mitarbeiter haben häufig kein Eigenheim, die können schlichtweg nicht laden. Das Auto parkt auf der Straße, und am nächsten Morgen fahren sie wieder los. Da braucht es das klassische Tankstellenmodell. Damit will ich sagen: Wenn wir in der Mobilität zukünftig hundert Prozent Null-Emissionen wollen, dann gibt es viele Kunden, die batterieelektrisch nicht bedient werden können, aber sehr wohl mit der Brennstoffzelle. Deshalb brauchen wir beide Technologien, weil es gewerbliche Bereiche gibt, die nicht auf Basis von Batterieelektrik ihrem Geschäft nachgehen können.
Also Batterie für Privatleute und Brennstoffzelle für Business?
Mit der weiteren Verbreitung der batterieelektrischen Fahrzeuge wird die Nutzung immer klarer werden – und wo ihre Begrenzung liegt. Wir wissen beispielsweise, dass 44 Prozent der Stellantis-Lieferwagen-Kunden täglich nicht weiter als 300 Kilometer fahren. Das heißt im Umkehrschluss aber, dass 56 Prozent auch weiter fahren. Und da ist es wichtig, sich nicht lange an einer Ladestation aufzuhalten. Selbst wenn in absehbarer Zeit das Laden vielleicht schneller geht, kann es dann immer noch sein, dass viele Leute an der Ladesäule vor mir sind. Und da ist das Tanken von Wasserstoff in drei Minuten klar im Vorteil – so, wie wir das von den bisherigen Kraftstoffen kennen.
Wann wird es die Brennstoffzelle für Pkw in nennenswerten Stückzahlen geben?
Wir konzentrieren uns im Moment erst mal auf das wichtige Segment der Lieferwagen. In zwei Jahren wird es auch noch ein größeres Modell geben. Dazu wollen wir die Produktionskapazität von jetzt 1.000 auf 10.000 Autos in 2024 hochfahren. Beim Pkw müssen wir sehen, wie sich der Markt und die Situation an sich entwickeln.
Der politische Mainstream favorisiert gerade die batterieelektrische Mobilität, nicht zuletzt mit dem Hinweis auf den besseren Wirkungsgrad gegenüber Wasserstoff. Was entgegnen Sie Ihren Kritikern?
Wenn ich immer die Zeit und die Möglichkeit habe und sich immer ein Windrad dreht, wenn ich laden will, dann ist es am sinnvollsten, die Energie batterieelektrisch zu nutzen. In puncto Praktikabilität aber gibt es, wie ich schon sagte, Branchen, wo das nicht geht. Viel entscheidender ist aber das größere Bild: Wir werden in Zukunft viel, viel mehr erneuerbare Energie brauchen, weil Europa und die Welt sich das Ziel gesetzt haben, CO2-neutral zu werden. Die wird aber nicht vor unserer Haustür gewonnen, sondern dort, wo es günstig ist. Beispielsweise in Australien, wo die Entstehungskosten für Windkraft ein bis zwei Cent pro Kilowattstunde betragen. Das ist weit weg vom Ort des Verbrauchs und muss irgendwie transportiert werden. Hier wird Wasserstoff als Speichermedium für erneuerbare Energien eine wichtige Rolle spielen. Und wenn ich diese Energie erst mal per Elektrolyse in Wasserstoff umgewandelt habe, um sie speicherbar und transportfähig zu machen, dann ist es natürlich sinnvoll, den Wasserstoff auch gleich im Brennstoffzellenfahrzeug zu nutzen und nicht wieder zu verstromen, um damit ein Batterieauto zu laden.
Von daher ist die Wirkungsgraddiskussion mit dem Tanken und Laden des einzelnen Autos viel zu eng gefasst. Das große Bild muss man sehen und nicht das kleine, wie der Wirkungsgrad hier gerade vor meiner Haustür ausfällt. In dem Zusammenhang ist es viel zu kurz gesprungen, nur auf die eine Technologie zu setzen. Wir haben den Vivaro-e Hydrogen entwickelt, weil wir sehen, dass es für bestimmte Gruppen und für die Zukunft sinnvoll ist.
Heute fällt uns auf die Füße, was wir früher getan oder gelassen haben. Das sehen wir gerade nicht nur bei der Energie- und Klimakrise, sondern auch im täglichen Leben. Wer in den vergangenen Jahren privat bereits eine Photovoltaikanlage oder Wärmepumpe installiert hat, darf sich derzeit freuen, denn er oder sie muss keine Angst vor horrenden Energienachzahlungen haben.
So könnte es auch bei der deutschen Energieversorgung sein, aber sowohl die Deckelung beim Ausbau der erneuerbaren Energien als auch das apodiktische Vertrauen in die Gasindustrie haben Deutschland jetzt in eine doch recht missliche Lage manövriert. Kurt-Christoph von Knobelsdorff, Geschäftsführer der Nationalen Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie GmbH (NOW), fand diesbezüglich während der Veranstaltung Marktplatz Zulieferer in Berlin deutliche Worte. Er sagte, die Befürworter der Energiewende hätten zu sehr auf Erdgas und Elektrifizierung gesetzt, aber Alternativen beziehungsweise einen rechtzeitigen Aus- und Umbau einer entsprechenden Infrastruktur vernachlässigt. Der NOW-Chef skizzierte die Vision einer klimaneutralen Gesellschaft und bestätigte, dass gerade durchaus „unheimlich viel passiert“, stellte gleichzeitig aber unverhohlen fest, dass die Bundesrepublik längst nicht mehr führend bei erneuerbaren Energien sei. Spätestens mit dem Inflationsminderungsgesetz (Inflation Reduction Act), das US-Präsident Joe Biden im August 2022 vorlegte, seien die USA „auf die Überholspur gegangen“.
In China wird ohnehin schon lange bei der Elektrifizierung hochskaliert, so dass sich beispielsweise die Anzahl der Wasserstofftankstellen mittlerweile verfünffacht hat. Demgegenüber sei es hier „eigentlich zu wenig“, so von Knobelsdorff. „Wir müssten den Weg zur H2-Wirtschaft beschleunigen, aber da ist leider nicht so viel zu sehen.“ Stattdessen stellte er ernüchtert fest: „Die Energiewende-Leute haben die Zeit verpennt.“[…]
… gekürzte Online-Version Den kompletten Fachbericht finden Sie in der aktuellen Ausgabe des HZwei-Magazins.
Die für die Inflationsbekämpfung notwendigen und schon in Aussicht gestellten starken Zinserhöhungen in den USA stellen die Aktienmärkte weltweit auf die Probe. Solch ein Dämpfer für die Konjunkturentwicklung beeinträchtigt das Wachstum der Unternehmen, da der Verbraucher stärker geneigt sein wird, seine Konsumausgaben zu reduzieren. In vielen Fällen geht es gar nicht anders, da steigende Energie- und Lebensmittelkosten zahlreiche Haushalte stark belasten. In den USA sind die Verbraucher mit immerhin zwei Dritteln des Bruttosozialproduktes die Grundlage für das Wirtschaftswachstum, das somit auf der Nachfrage durch sie basiert. Aber der Inflation Reduction Act verspricht insbesondere für die H2- und BZ-Branche viel Gutes.
Die Zahlen für das zweite Quartal sollten spätestens am 15. August 2022 veröffentlicht werden, allerdings meldete Hyzon überraschend, dass bestimmte Umsätze in China nicht zeitlich passend verbucht werden könnten („Revenue recognition in China“) und es operative Unzulänglichkeiten (operative inefficencies with Hyzon Motors Europe B.V.) bei der Tochtergesellschaft in Holland gebe. Frühere Statements (Bilanzveröffentlichungen) seien damit vorerst ungültig beziehungsweise hinfällig. Das sind wahre Schocknachrichten, nach all den Meldungen über Aufträge, Unternehmenspartnerschaften, Produktionshochlauf und die jüngst erfolgte Übernahme in Deutschland.
