Die Wasserstofftankstelle

Eine Wasserstofftankstelle ist ein Tank inklusive Zapfvorrichtung oder eine Tankstelle für Wasserstoff, normalerweise an einer Straße oder Autobahn gelegen oder auch im eigenen Haus. Fernstraßen, an denen sich eine Reihe von Wasserstofftankstellen befinden, werden als Wasserstoff-Autobahnen bezeichnet.


Wasserstofftankstelle in Berlin


Tankstutzen Wasserstofftankstelle der EnBW AG in Karlsruhe (GH2 - 700 bar)


Tanken mit Wasserstoff (GH2 - 250/350 bar)

Angebot

Angeboten werden unterschiedliche Formen von Wasserstoff:

Flüssiger Wasserstoff (LH2) Temperatur bis -253 °C bei max. 16,5 bar
Gasförmiger Wasserstoff (GH2) Temperatur 20 °C bei 250 / 350 bar
Gasförmiger Wasserstoff (GH2) Temperatur -40 °C bei 700 bar

Im Mai 2011 betrug der Preis für ein kg Wasserstoff in Deutschland: 8,099 Eur/kg[1]. Im November 2014 betrug der Preis für ein kg Wasserstoff in Österreich: 9,00 Euro/kg [2]
Damit kann ein Brennstoffzellenfahrzeug der aktuellen Generation ca. 100 km weit fahren.[3]

Ein Verzeichnis aller Wasserstofftankstellen und ihrer geografischen Lage ist im Internet unter dem Link http://www.h2stations.org/ veröffentlicht. Dieses Verzeichnis wird ständig aktualisiert.

Versorgung von Wasserstofftankstellen


Versorgungsalternativen einer Wasserstofftankstelle


Eine für den Alltagsbetrieb akzeptable Verteilungsinfrastruktur existiert zurzeit nur in kleinem Maßstab über eine geringe Anzahl von Wasserstofftankstellen. Nach Meinung von Wolfgang Reitzle (ehemaliger Vorstandsvorsitzender der Linde AG),[4][5] der sich auf den Bericht von David Hart bezieht,[6] sollen die Kosten für den Aufbau einer derartigen Infrastruktur gering sein. Dabei gibt es verschiedene Möglichkeiten der Versorgung mit Wasserstoff. Die angesprochene Studie geht von der aktuell gebräuchlichsten Variante mit zentralen Erzeugung und einer Verteilung von flüssigem Wasserstoff (LH2) per supraisolierten Tankwagen aus. Für die Wasserstoffverflüssigung unter 20,27 Kelvin (−253 °C) wird allerdings mindestens 20 % der Ausgangsenergie benötigt. Außerdem verflüchtigt sich durch unvermeidbare Isolationsverluste ein Teil des Wasserstoffes aus den Kryotanks, wenn kein kontinuierlicher Verbrauch gesichert ist. So beginnt die Ausgasung beim BMW Hydogen7 mit Flüssigwasserstofftank nach 17 Stunden Standzeit, nach neun Tagen ist ein halbvoller Tank verdampft[7]. Bei großen industriellen Tanks sind die Verluste prozentual geringer. Aber nur bei stationären Flüssigwasserstofftanks mit industrieller Nutzung ist eine regelmäßige Entnahme sichergestellt, was die Verdampfungsverluste minimiert.

Abhängig vom Bedarf wird der flüssige Wasserstoff aus dem Tank direkt an die LH2-Tanksäule geleitet oder verdampft und danach mit einem ionischen Verdichter oder einem Kolbenverdichter auf 350 bar bzw. 700 bar komprimiert.[8] Bei Brennstoffzellenfahrzeugen wird inzwischen von allen Fahrzeugherstellern die Versorgung mit 700 bar favorisiert. Die Betankung bei 700 bar dauert bei einer Tankfüllung von 4 kg unter 3 Minuten.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, Erd- oder Biogas vor Ort zu Wasserstoff zu reformieren oder mit einem Elektrolyseur Wasserstoff aus (regenerativem) Strom zu erzeugen. Wasserelektrolyse bzw. Gasreformierung vor Ort mit Kleingeräten kann nicht so effizient durchgeführt werden wie eine zentrale Herstellung durch Großtechnik mit hohem Durchsatz. Die Verfahren können aber bei Tankstellen fern der Versorgungsrouten oder bei geringer Umschlagmenge trotzdem wirtschaftlich sein.

Die brandenburgische Enertrag versorgt in einem Pilotprojekt ab Sommer 2011 die Total-Tankstellen Berlins mit Wasserstoff der aus überschüssigem Strom ihrer Windparks mit einem 500 kW Druck-Elektrolyseur erzeugt wird.[9][10]

Das Verfahren mit der geringsten Verlustrate ist die Anlieferung von gasförmigem Wasserstoff über eine Pipeline mit anschließender Verdichtung vor Ort. Dies ist z. B. für die Wasserstofftankstelle in Hürth bei Köln realisiert, die aus dem Wasserstoffnetz Rhein-Ruhr versorgt wird, das sich über 240 km erstreckt und sich für den Anschluss weiterer Tankstellen anbietet.[11]

Entwicklung des Tankstellennetzes


Wasserstofftankstelle Hellbrookstraße in Hamburg

Seit der Jahrtausendwende gibt es weltweit Tankstellen, die Wasserstoff anbieten. Island hat 2003 als Teil der landesweiten Initiative zur Einführung einer Wasserstoffwirtschaft damit begonnen, Wasserstofftankstellen einzurichten.[12] Auch einige Tankstellen in Deutschland (unter anderem Shell und Total) bieten im Rahmen der Clean Energy Partnership (CEP) Wasserstoff an. Bustankstellen im Rahmen des „Clean Urban Transport for Europe programme“ gibt es nur in einigen wenigen europäischen Städten.

In Kalifornien wurden von der „California Fuel Cell Partnership” und unter Arnold Schwarzeneggers „hydrogen highway”-Programm Wasserstofftankstellen eingerichtet. In Washington, D.C. gibt es in der Benning Road eine Shell-Tankstelle, die auch Wasserstoff anbietet. Präsident George W. Bush hat Schlagzeilen damit gemacht, die Tankstelle zu besuchen. Die dritte Wasserstofftankstelle der USA hat 1999 in Dearborn, Michigan aufgemacht und wurde von Ford finanziert.

Japan besitzt eine Reihe von Wasserstofftankstellen, die vom JHFC (Japan Hydrogen & Fuel Cell Demonstration Project) betrieben werden, um verschiedene Wasserstofftechnologien zu testen.

Die Tankstelle in Surrey war die erste der Welt, die Wasserstoff mit einem Druck von 70 MPa anbot und ist der älteste Teil des Netzwerks, der seit März 2002 Wasserstoff anbietet. Im Rahmen des British Columbia Hydrogen Highway existieren 2011 in Kanada 6 Tankstellen zwischen Vancouver und Whistler. Insgesamt sind 2011 in Kanada 14 Wasserstofftankstellen in verschiedenen Städten in Betrieb.


Wasserstofftankstelle der EnBW AG in Karlsruhe

Die AGIP Multi-Energie-Station am Industriepark Höchst bei Frankfurt bietet eine ganze Palette an aktuellen Treibstoffen an. Zusätzlich zu den üblichen Otto- und Dieselkraftstoffen werden Erdgas (CNG), Autogas (LPG) sowie Wasserstoff in drei unterschiedlichen Versionen (350 bar = 35 MPa, 700 bar = 70 MPa und flüssig) angeboten. Die Versorgung mit Wasserstoff erfolgt hier mittels einer 1,7 km langen Pipeline aus dem Industriepark. Eine zweite Station dieser Art entsteht in Mantua/Lombardei (Italien).

Die Scandinavian Hydrogen Highway Partnership will in Norwegen, Schweden und Dänemark bis 2015 ein Netzwerk mit 15 Wasserstofftankstellen und 30 Außenstellen aufbauen.

Um in Deutschland ein flächendeckendes Netz zu erhalten, sind ca. 1000 Wasserstofftankstellen erforderlich. Der Daimler Konzern wird in Zusammenarbeit mit der Linde AG (Juni 2011) weitere 20 Wasserstofftankstellen bauen um zunächst durchgängige Verbindungen auf der Nord-Süd und der Ost-West Achse zu gewährleisten.[13] Am 20. Juni 2012 wurde diesem Projekt vom Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung eine Förderung in Höhe von 20 Mio. Euro zugesichert um das Netz von bisher bestehenden 14, bis 2015 auf 50 Wasserstofftankstellen zu erweitern.[14][15]

Eine Wasserstofftankstelle sollte 2010 mehr als zwei Millionen Euro kosten.[16] 2011 wurden ca. 1-1,5 Mio. Euro angegeben. [17]
Tankstellen nach Ländern[18]
Amerika

In Südamerika existieren nur drei Tankstellen, zwei davon in Brasilien, eine in Argentinien. In Nordamerika existieren nur in Kanada und den USA Wasserstofftankstellen. In den USA werden aktuell 58, in Kanada 15 Tankstellen betrieben. Es sind insgesamt 57 Tankstellen in beiden Ländern in Planung, davon zwei auf Hawaii.
Asien

In Asien sind im März 2012 46 Tankstellen in Betrieb und 13 in Planung. In der Türkei ist eine Tankstelle in Betrieb, zwei sind in Planung.
Ostasien

In China sind im März 2012 sieben Tankstellen in Betrieb und drei in Planung. In Japan sind im März 2012 23 Tankstellen in Betrieb und zwei in Planung. In Südkorea sind im März 2012 10 Tankstellen in Betrieb und zwei in Planung. In Indien sind 2 Tankstellen in Betrieb und zwei weitere geplant. In Pakistan ist eine Tankstelle geplant. In Indonesien ist eine Tankstelle in Betrieb. In Taiwan sind zwei Tankstellen in Betrieb und eine geplant.
Europa

In Europa werden im August 2011 insgesamt 67 Tankstellen betrieben; weitere 40 sind in Planung. In Tschechien ist eine, in den Niederlanden, Island und Griechenland sind jeweils zwei, in Spanien, Frankreich und Belgien je vier und in Italien fünf Tankstellen in Betrieb. In Großbritannien werden neun Tankstellen, davon eine auf den Hebriden, betrieben.

In Italien sind elf, in Großbritannien zehn, in den Niederlanden zwei und in Belgien und Spanien je eine Tankstelle geplant oder in Bau.
Deutschland

In Deutschland gibt es etwa 40 Wasserstofftankstellen, davon werden 7 öffentlich betrieben. Um in Deutschland ein flächendeckendes Netz zu erhalten, sind ca. 1000 Wasserstofftankstellen erforderlich. Der Daimler Konzern erklärte 2011, in Zusammenarbeit mit Linde weitere 20 Wasserstofftankstellen zu bauen, um durchgängige Verbindungen auf der Nord-Süd und der Ost-West Achse zu gewährleisten.[19]. Das Bundesverkehrsministerium plant in Kooperation mit den Firmen Daimler, Linde, Air Products, Air Liquide und Total bis 2015 ein bundesweites Netz mit rund 50 Wasserstofftankstellen in Deutschland. Im Rahmen des Nationalen Innovationsprogramms Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NIP) soll das Netz von heute deutschlandweit 14 Wasserstofftankstellen auf insgesamt 50 Standorte ausgebaut werden. Die Fördersumme beträgt rund 20 Millionen Euro. (Stand: 28. Juni 2012)[20] Eine Wasserstofftankstelle soll etwa 1 bis 1,5 Mio. Euro kosten.[17]
Österreich
Ort Bundesland Zustand
Sattledt Oberösterreich In Betrieb
Graz Steiermark In Betrieb
Wien Wien In Betrieb
Innsbruck Tirol In Betrieb seit 21.5.2015[21]
Schweiz

Zusätzlich zu der in Fällanden betriebenen sind zwei Wasserstofftankstellen in Planung oder Bau.
Ort Kanton Zustand
Fällanden Zürich In Betrieb
Skandinavien

In Skandinavien sind im März 2012 20 Tankstellen in Betrieb und 10 in Planung. 12 der bereits betriebenen Tankstellen liegen in Dänemark. Zusätzlich ist eine Tankstelle auf dem dänischen Festland und eine weitere im dänischen Autonomiegebiet Grönland geplant. In Schweden sind 3 Tankstellen in Betrieb und drei in Planung, während in Norwegen bereits 4 Tankstellen betrieben werden und 5 in Planung sind. In Finnland ist eine Tankstelle in Betrieb.

Siehe auch

Wasserstoff-Autobahn
Brennstoffzellenfahrzeug
Wasserstoffverbrennungsmotor
Wasserstoffwirtschaft
Liste der Wasserstofftechnologien
Home Energy Station


Quelle