Fahrspaß ohne Abgas
Wasserstofftankstellen von Linde machen emissionsfrei mobil.
Ein silbernes Auto nähert sich langsam, beschleunigt und fährt vorbei. Fast scheint es, als würde es schweben. Denn zu hören ist nichts außer einem leisen Summen. Was sich wie eine futuristisch anmutende Vision anhört, ist heute vielerorts bereits Realität. Weltweit arbeiten Automobilhersteller an alternativen Antriebskonzepten. Neben Fahrzeugen mit Elektromotor erobern langsam auch Pkw mit Brennstoffzellenantrieb die Straßen. Gasförmiger Wasserstoff ist ihr Treibstoff. In der Brennstoffzelle wird er in Strom umgewandelt, der einen Elektromotor antreibt. Aus dem Auspuff kommt reiner Wasserdampf. Voraussetzung dafür, dass künftig mehr Fahrzeuge mit Brennstoffzelle unterwegs sein können, ist eine entsprechende Infrastruktur. Daran arbeitet derzeit die Linde AG zusammen mit 19 weiteren Industriepartnern im Rahmen der Initiative Clean Energy Partnership (CEP): „Im ersten Schritt möchten wir 50 Wasserstofftankstellen in größeren Städten und entlang der Hauptkorridore aufbauen“, erklärt Michael Westermeier, Senior Expert Hydrogen Solutions bei Linde. „Sobald die Verbindungsachsen stehen, planen wir den weiteren Ausbau in der Fläche“, fügt er hinzu.
Klein, aber oho!
Die Wasserstoffzapfsäulen stehen meistens an konventionellen Tankstellen. Das Problem: Neben Shop, Saug- und Waschplätzen ist die verfügbare Aufstellfläche oftmals knapp. Das Team um Michael Westermeier hat eine kompakte Lösung entwickelt: eine Tankanlage mit Kryopumpe. Eine Fläche von gerade einmal 2,5 auf 6,4 Metern genügt, um das System aus Technikcontainer und Speichertank zu installieren. „Damit haben wir das kompakteste System auf dem Markt“, berichtet Westermeier. „Möglich wird das, weil wir den Wasserstoff in flüssiger Form speichern. So hat er eine wesentlich höhere Speicherdichte als Hochdruckwasserstoff.“ Die neue Anlagengeneration hat einen Speicherinhalt von 400 Kilogramm. Mit einem Vorratstank können 130 bis 140 Fahrzeuge vollgetankt werden. Außerdem benötigt die Pumpe durch die direkte Verdichtung von flüssigem Wasserstoff im Vergleich zu anderen Verdichtern nur einen Bruchteil an Energie.
Unter Druck
Und so funktioniert es: Die Tankanlage besteht aus Kryopumpe, Elektroantrieb, Hochdruckspeicherbanken und Wärmetauschern. Aus dem Speichertank fließt der flüssige, minus 253 Grad Celsius kalte Wasserstoff in die erste Pumpenkammer, wo er durch die Aufwärtsbewegung des Kolbens vorverdichtet und in die zweite Kammer gepumpt wird. Dort bringt der Kolben ihn durch die Abwärtsbewegung auf den Enddruck von 900 bar. Der Wasserstoff ist nun gasförmig und gelangt in die Speicherbanken. Dockt der Fahrer die Zapfpistole am Tankstutzen an und betätigt den Startknopf, prüft das System automatisch, ob alles dicht ist. Dann fließt der Wasserstoff aus den Speicherbanken und der Pumpe zum Pkw. Das Gas aus der Pumpe ist dabei noch etwa minus 220 Grad Celsius kalt, das Gas aus den Speicherbanken hat Umgebungstemperatur. Gemischt ergibt sich die perfekte Betankungstemperatur von minus 40 Grad Celsius. Die ist wichtig, da sich der Wasserstoff bei der Befüllung des Fahrzeugtanks erwärmt. Sobald der Tank voll ist oder der Fahrer den Stoppknopf betätigt, endet der Tankvorgang. Damit läuft der Tankstopp mit dem Brennstoffzellenfahrzeug genauso einfach ab wie bei einem konventionellen Pkw.
7 FACTS ÜBER WASSERSTOFF
| 100 Wasserstofftankstellen sollen in Deutschland bis 2018 verfügbar sein. | Mit einer Tankfüllung fährt ein H2-Fahrzeug bis zu 700 Kilometer weit. |
| 314 PKW mit Brennstoffzelle rollen bisher über deutsche Straßen.* | 3 - 6 Kilogramm fasst die Tankfüllung eines typischen Wasserstofffahrzeugs. |
| 9,50€ kostet ein Kilogramm Wasserstoff. | 3 Min. dauert es, um ein H2-Fahrzeug zu betanken. |
| 500 Busse mit Brennstoffzelle sollen bis 2020 europaweit über die Straßen rollen. |
*Stand Januar 2017