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Wasserstoffproduktion direkt an der Tankstelle

Wasserstoff zur Betankung von Fahrzeugen lässt sich per Elektrolyse zu günstigen Kosten direkt an Tankstellen herstellen, zeigt ein zweijähriges Forschungsprojekt des Reiner Lemoine Instituts (RLI).

Lesezeit: 2 Minuten

Klimaneutraler Wasserstoff zur Betankung von Fahrzeugen lässt sich per Elektrolyse direkt an Tankstellen herstellen. Mit einem optimierten Prozess lassen sich die Kosten dafür erheblich reduzieren. Das ist das Fazit eines zweijährigen Forschungsprojekts des Reiner Lemoine Instituts (RLI) im Rahmen des Förderprogramms „Nationales Innovationsprogramm Wasserstoff und Brennstoffzellentechnologie“ (NIP).


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Im Projekt „H2BER“ wurde der Betrieb einer Wasserstofftankstelle am Flughafen Berlin wissenschaftlich analysiert und anhand verschiedener Parameter optimiert. Das Ergebnis: Rund ein Fünftelder Wasserstoffherstellungskosten könnten eingespart werden.


Die Tankstelle am zukünftigen Flughafen Berlin (BER) besitzt einen Onsite-Elektrolyseur. Das bedeutet: Er stellt den Wasserstoff direkt vor Ort mithilfe von Strom aus erneuerbaren Quellen her. Die Onsite-Elektrolyse bietet den Vorteil, dass die Tankstelle von Wasserstofflieferungen unabhängig ist, Transportkosten wegfallen und Investitionskosten gering bleiben.


Strom für Elektrolyse lässt sich aus verschiedenen Quellen beziehen: Durch Teilnahme am Spot- und Regelenergiemarkt oder per direkter Anbindung an eine Erneuerbare-Energie-Quelle, wie etwa einen Windpark. Im Projekt haben die Wissenschaftler jede dieser Bezugsmöglichkeiten untersucht und mithilfe von Simulationsmodellen mit einer intelligenten Betriebsstrategie versehen. Außerdem wurden die verschiedenen Komponenten der Tankstelle (Elektrolyseur, Wasserstoffverdichter und -speicher sowie die Tankanlage mit Vorkühlung) für verschiedene Anwendungsfälle so dimensioniert, dass sich möglichst geringe Herstellungskosten für Wasserstoff ergeben.



Der erfolgreichste Ansatz bezieht neben der Optimierung der Tankstelle noch Prognosen für Strompreise, Windenergieverfügbarkeit und Wasserstoffnachfrage mit in die Berechnung ein. Eine nicht optimierte Wasserstofftankstelle mit Onsite-Elektrolyse der H2 Mobility Tankstellenklasse „Small“ hat bei nicht vorausschauender Spotmarktteilnahme Kosten von etwa 13,02 € pro hergestelltem Kilogramm Wasserstoff. Das sei laut RLI teurer, als den Wasserstoff „fertig ab Werk“ zu kaufen, auch, weil Stromabgaben und -umlagen für Erzeuger den Preis nach oben treiben. Durch die Optimierung des Betriebs sowie eine höhere Auslastung mit Bussen lassen sich die Kosten an vielen Stellen senken. Der in der RLI-Studie beste Fall ergab sich durch die direkte Anbindung der Tankstelle an einen Windpark. Hier sanken die Kosten auf 10,36 €/kg. 
Als letzter Schritt wurden die Ergebnisse des Projekts als interaktive Animation in einem Demonstrator verarbeitet, der das Zusammenwirken der einzelnen Komponenten im Detail zeigt. So wird die Funktionsweise von Wasserstofftankstellen interessierten Nutzern spielerisch vermittelt.



Das Reiner Lemoine Institut ist ein unabhängiges, gemeinnütziges Forschungsinstitut, das sich für eine Zukunft mit 100 % erneuerbaren Energien einsetzt.



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