Strategien für die Straße

Wasserstoff gilt als Benzin der Zukunft - aus diesen Gründen

Viele reden von Elektroautos mit Batterie. Andere schwören auf Wasserstoff-Autos. Dazu hat Niedersachsen die „Norddeutsche Wasserstoffstrategie“ ins Leben gerufen. Am Ende soll eine Erfolgsgeschichte entstehen und es gibt zwei neue Mitspieler.

  • Wasserstoff kann auch in Benzinmotoren verwendet werden.
  • Es wird viel Energie bei der Wasserstoffproduktion benötigt.
  • Niedersachsen hat eine Wasserstoffstrategie.

Update vom 10. November: Der Ölkonzern BP und der dänische Energieerzeuger Ørsted wollen gemeinsam sogenannten grünen Wasserstoff produzieren. Dabei handelt es sich um mithilfe von erneuerbaren Energien wie Windkraft klimafreundlich hergestellten Wasserstoff. Auf dem Gelände der BP-Raffinerie in Lingen im Emsland wollen die Unternehmen eine 50-Megawatt-Elektrolyseanlage bauen. Für die Erzeugung soll Strom von Ørsted-Windparks in der Nordsee verwendet werden.

Bundesland:Niedersachsen
Hauptstadt:Hannover
Fläche:47.709 Quadratkilometer
Einwohner:7.993.608

Für „grünen“ Wasserstoff wird ein sogenannter Elektrolyseur mit Strom aus erneuerbaren Energien versorgt und Wasser in Sauerstoff sowie den begehrten Wasserstoff (H2) zersetzt. Somit wird elektrische Energie in Form von Wasserstoff gespeichert.

BP will den Wasserstoff für die Produktion von Kraftstoffen nutzen. Er soll 20 Prozent des bislang mit Erdgas erzeugten Wasserstoffs ersetzen. Die Anlage soll eine Tonne „grünen“ Wasserstoff pro Stunde erzeugen. Die Inbetriebnahme ist für 2024 vorgesehen.

Grüner Wasserstoff für klimaneutral Betriebsaktivitäten

In einer zweiten Phase könnte die Erweiterung der Elektrolyse auf 150 Megawatt ausgebaut werden, heißt es in der Mitteilung. Käme auch die Herstellung synthetischer Kraftstoffe etwa für die Luftfahrt hinzu, könnten nach Angaben der Unternehmen in einem weiteren Projektschritt Elektrolyse-Kapazitäten von 500 Megawatt entstehen. Mit dem Projekt komme man dem Ziel, „die Betriebsaktivitäten bis spätestens 2050 klimaneutral zu machen, einen wesentlichen Schritt näher“, sagte Wolfgang Langhoff, Chef von BP Europe.

Meldung vom 9. September: Hannover/Bremerhaven - Die Bundesländer Niedersachsen, Bremen, Hamburg, Schleswig-Holstein und Mecklenburg-Vorpommern eine gemeinsame „Norddeutsche Wasserstoffstrategie“ auf den Weg gebracht. Im ersten Moment sieht es wie ein Gegenentwurf zu den Plänen der Bundesregierung. Denn sie hat auch eine Wasserstoffstrategie festgelegt. Schlussendlich ergänzen sich beide Wasserstoffstrategien. Das gemeinsame Ziel: Den Wasserstoff zu einer Erfolgsgeschichte „,Made in Germany“ zu machen.

Wenn die Rede von Wasserstoff-Autos ist, sind meist Elektroautos mit Brennstoffzelle gemeint. Im Gegensatz zu reinen Batterie-Autos erzeugen Wasserstoff-Autos erst den Strom während der Fahrt. Einige Vorteile: Im Gegensatz zum Strom kann Wasserstoff leichter gespeichert werden. Der Wasserstoff kann wie Diesel oder Benzin an einer Zapfsäule getankt werden.

Wie funktioniert eine Brennstoffzelle im Elektroauto?

Leitet man Wasserstoff und Luft in die Brennstoffzelle, reagiert der Wasserstoff mit dem Sauerstoff. Als „Abfallprodukt“ entsteht Wasser - vor allem aber wird Energie freigesetzt. Mit dieser Energie kann ein Auto oder Zug angetrieben werden. Problem: Für diesen chemischen Prozess wird viel Energie benötigt. Nur wenn der Strom aus erneuerbaren Energien stammt, stimmt die Umweltbilanz. Wenn der Strom erst den Umweg über Wasserstoff macht, statt direkt ins Auto zu gelangen, braucht man deutlich mehr Strom. Trotzdem gibt es auch Vorteile. Mit einer Brennstoffzelle lassen sich leichter große Reichweiten erzielen.

Die vergessene Technologie: Wasserstoff-Direkteinspritzung

In der Diskussion Wasserstoff- oder Elektroauto wird oft die Direkteinspritzung vergessen. Wasserstoff kann einen normalen Benzinmotor antreiben. Der BMW Hydrogen 7 wurde mit einem Wasserstoffverbrennungsmotor angetrieben. Zusätzlich war er auf Benzinantrieb umstellbar, womit das Fahrzeug alltagstauglicher sein sollte. Der Motor musste allerdings für den Einsatz von Wasserstoff als Treibstoff modifiziert werden.

Einen Streifenwagen mit Wasserstoffantrieb will die Polizeidirektion Osnabrück im kommenden Jahr testen. Das Foto zeigt das wasserstoffbetriebene Fahrzeug der Polizei Hamburg.

Die Modifikationen betrafen hauptsächlich den Ansaugtrakt des Motors. Zusätzlich zur Direkteinspritzung für Benzin wurde eine Zuleitung zum Wasserstoff-Tank integriert. Spezielle Einblasventile sorgten immer für die richtige Menge Wasserstoff in der Ansaugluft. Auch musste die Dichtheit der Kolbenringe verbessert werden, um ein Austreten des Wasserstoffs zu verhindern. Das Experiment wurde 2009 eingestellt. Ob im Rahmen der Wasserstoffstrategie eine Neuauflage geplant ist, ist unklar.

Geschichte vom Wasserstoffhubkolbenmotor

Ein Wasserstoffhubkolbenmotor für ein Automobil wurde erstmals 1807 vom französischen Offizier François Isaac de Rivaz eingesetzt. Er meldete diesen Motor zum Patent an. Bei diesem Motor wurde der Wasserstoff in einem Ballon mitgeführt und seitlich in den Zylinder eingeblasen, wo das Wasserstoffluftgemisch mit einem Zündfunken gezündet wurde.

Das Problem bei der Direkteinspritzung ist die Speicherung. Der Wasserstoff muss auf minus 253 Grad gekühlt werden. Alternativ ginge auch eine Komprimierung auf bis zu 700 bar. Zum Vergleich: In Niedersachsen herrscht an der Erdoberfläche ein Druck von rund einem bar.

Wasserstoff-Zug fährt in Niedersachsen

Zwischen Bremerhaven und Buxtehude fahren seit zwei Jahren die weltweit ersten Wasserstoff-Züge. Im Wasserstoff-Triebzug der Fahrzeuge erzeugt dabei eine Brennstoffzelle den Strom. Die Energie wird in Batterien gespeichert. Angetrieben wird der Zug klassisch von Elektromotoren. Der Vorteil ist, dass das Fahrzeug unabhängig von Oberleitungen elektrisch fahren kann. Der Zug benötigt aber eine Wasserstoff-Tankinfrastruktur. Ein voller Tank soll für eine Reichweite von bis zu 800 Kilometern sorgen.

Brennstoffzellen für Lkw rücken immer mehr in den Fokus. Allerdings ist die Größe der Wasserstofftanks noch ein Thema. Denn je schwerer der Lkw, desto größer und schwerer müssen die Tanks sein, was wiederum bedeutet weniger Nutzlast die transportiert werden kann. Einzelne Unternehmen testen Lkw, die mit Wasserstoff angetrieben werden. Ein weiterer Anreiz könnte die Streichung der Maut für Brennstoffzellen-Lkws sein.

„Entscheidend für den Erfolg des Brennstoffzellen-Lkws ist demnach die zukünftige Entwicklung der Energieträgerpreise, insbesondere für Wasserstoff, Erdgas und Diesel sowie das Ambitionsniveau beim Klimaschutz. Dies wird in nicht unerheblichem Maße durch Steuern und Abgaben beeinflusst“, heißt es in einer Studie des „Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur“.

Rubriklistenbild: © dpa

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