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24.05.2017 | Betriebsstoffe | Nachricht | Onlineartikel

Elektrolyse an der Tankstelle könnte Kosten reduzieren

Autor:
Benjamin Auerbach

Klimaneutraler Wasserstoff für Fahrzeuge lässt sich per Elektrolyse direkt an Tankstellen herstellen. Ein optimierter Betrieb könnte die Kosten um bis zu 20 Prozent senken. So lautet das Fazit eines zweijährigen Forschungsprojekts des Reiner Lemoine Instituts.

Im Projekt H2BER wurde der Betrieb einer Wasserstofftankstelle am Flughafen BER durch das Reiner Lemoine Institut wissenschaftlich analysiert und anhand verschiedener Parameter optimiert. Rund ein Fünftel der Wasserstoffherstellungskosten könnten bei einer intelligenten Betriebsstrategie eingespart werden. Die Tankstelle am zukünftigen Flughafen BER verfügt über einen Onsite-Elektrolyseur, der Wasserstoff direkt vor Ort mithilfe von Strom aus erneuerbaren Quellen herstellt.

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 wurde 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.

Anbindung an Windpark bringt beste Ergebnisse

Der im Ergebnis erfolgreichste Ansatz bezieht neben der Optimierung der Tankstelle außerdem noch Prognosen für Strompreise, Windenergieverfügbarkeit und Wasserstoffnachfrage mit in die Berechnung ein (prädiktiver Ansatz). Eine nicht optimierte Wasserstofftankstelle mit Onsite-Elektrolyse der H2 Mobility Tankstellenklasse "Small" hat bei nicht vorausschauender Spotmarktteilnahme Kosten von etwa 13,02 Euro pro hergestelltem Kilogramm Wasserstoff – das sei teurer, als den Wasserstoff zu kaufen.

Onsite-Elektrolyse bietet allerdings den Vorteil, dass die Tankstelle von Wasserstofflieferungen unabhängig ist, Transportkosten wegfallen und Investitionskosten gering bleiben. Durch die Optimierung des Betriebs mit der prädiktiven Strategie sowie einer höherer Auslastung mit Bussen lassen sich die Kosten zudem 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 Euro pro Kilogramm.

H2BER wurde vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) über einen Zeitraum von zwei Jahren mit einer Summe von 290.591 Euro gefördert, koordiniert wird das NIP-Programm von der NOW GmbH Nationale Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie. Das Reiner Lemoine Institut ist ein unabhängiges, gemeinnütziges Forschungsinstitut, das sich für eine Zukunft mit 100 % Erneuerbaren Energien einsetzt.

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