H2 Schiffe

Smart Mobility Blume

Die Smart Mobility Blume beschreibt wieviel Knowhow ein Unternehmen in einem der fünf Themengebiete der Smart Mobility besitzt. Je mehr eines der farbigen Blütenblätter dunkel eingefärbt ist, desto höher ist die Relevanz im entsprechenden Themengebiet. Analog ist kann dies auf die Anwendungsfälle übertragen werden.

Der Schiffverkehr transportiert ca. 90% der globalen Güter. 2,6% der weltweiten Emissionen entfallen auf den Schiffsverkehr. Diese entstehen primär durch die Verbrennung von Schweröl in Schiffsmotoren. Alternative Antriebsmöglichkeiten für die maritime Anwendung befinden sich aktuell noch im Entwicklungsstadium. Die Papenburger Meyer Werft und die ThyssenKrupp Marine Systems bearbeiten im Projekt „e4ships“ das Thema Wasserstoffantriebe für Schiffe. Dafür wurden die Fähre MS Mariella und der Mehrzweckfrachter MS Forester so umgerüstet, dass Wasserstoff für den Antrieb genutzt werden kann. Die Schiffe werden mit Methanol betankt, der als Wasserstoffspeicher dient. Aus dem Methanol wird dann, mit Hilfe von Wasser, der benötigte Wasserstoff umgesetzt, welcher in einem Motor verbrannt wird. Das dabei entstehende CO2 wird gelagert, um es an Land erneut für die Herstellung von Methanol einzusetzen. So werden die Emissionen deutlich reduziert. Ein zusätzlich positiver Nebeneffekt lässt sich für den Fall einer Havarie erkennen. Sollte ein mit Wasserstoff betriebenes Schiff sinken, so könne die Auswirkungen auf die Umwelt, im Vergleich zu drohenden Umweltkatastrophen bei Schwerölbetriebenen Schiffen, deutlich minimiert werden. Neben dem Einsatz bei Frachtschiffen bringt Wasserstoff auch für den Personenverkehr erhebliche Vorteile. Sowohl Kreuzfahrtschiffe als auch Personenfähren könnten diese Antriebsmöglichkeit nutzen. Für die Konsumenten entsteht ein neues Fahrerlebnis, da die Schiffe durch den Brennstoffzellenantrieb erheblich leiser sind. So sind bereits erste Fähren geplant, wie die Europa Seaways, die durch ein dänisch-norwegisches Projekt den Verkehr zwischen Kopenhagen und Oslo emissionsfrei gestaltet soll. Dabei soll der Wasserstoff aus Offshore-Windkraft-Anlagen aus Dänemark gewonnen werden. Bei der MS Mariella und die MS Forester soll vorerst der Boardbetrieb durch Wasserstoff gewährleistet werden, um die Häfen von den Emissionen zu entlasten. Zukünftig soll dann der gesamte Schiffsantrieb durch die Brennstoffzellen laufen und auch andere Schiffe umgestellt werden.

Quellen:

  • BDEW Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e.V. (o.J.): Onlinequelle: Wasserstoff als Allround-Talent: Wo wird er eingesetzt?. Erreichbar unter: https://www.bdew.de/energie/wasserstoff/wasserstoff-als-allround-talent-wo-wird-er-eingesetzt/. Abruf am 15.03.2021.
  • Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. (2021): Onlinequelle: Wasserstoff – so bleiben wir mobil. Erreichbar unter: https://www.fraunhofer.de/de/forschung/aktuelles-aus-der-forschung/wasserstoff-so-bleiben-wir-mobil/eignung-wasserstoff-fuer-lkw-schiff-zug-flugzeug.html. Abruf am 15.03.2021.
  • Morgan, Sam (2020): Onlinequelle: Dänemark und Norwegen bauen weltgrößte Wasserstoff-Fähre. Erreichbar unter: https://www.euractiv.de/section/energie-und-umwelt/news/daenemark-und-norwegen-bauen-weltgroesste-wasserstoff-faehre/. Abruf am 30.03.2021.
  • Schmid, Angela (2016): Onlinequelle: Brennstoffzellen für grüneren Antrieb. Erreichbar unter: https://www.wiwo.de/technologie/green/schifffahrt-brennstoffzellen-fuer-grueneren-antrieb/14539532.html. Abruf am 15.03.2021.
  • Statista (2018): Onlinequelle: Anteil der Schifffahrt an den gesamten globalen CO2-Emissionen in den Jahren 2007 und 2015. Erreichbar unter: https://de.statista.com/statistik/daten/studie/327012/umfrage/anteil-schiffe-treibhausgas-emissionen/#:~:text=Nach%20Angaben%20der%20Quelle%20betrug,2015%20rund%202%2C6%20Prozent. Abruf am 15.03.2021.
  • TUV Süd (o.J.): Onlinequelle: Einsatzgebiete von Wasserstoff. Erreichbar unter: https://www.tuvsud.com/de-de/indust-re/wasserstoff-brennstoffzellen-info/wasserstoff/einsatzgebiete-von-wasserstoff. Abruf am 15.03.2021.

Wasserstoffpaste (Energiespeicher)

Smart Mobility Blume

Die Smart Mobility Blume beschreibt wieviel Knowhow ein Unternehmen in einem der fünf Themengebiete der Smart Mobility besitzt. Je mehr eines der farbigen Blütenblätter dunkel eingefärbt ist, desto höher ist die Relevanz im entsprechenden Themengebiet. Analog ist kann dies auf die Anwendungsfälle übertragen werden.

Viele kleinere Verkehrsmittel haben derzeit noch nicht die Möglichkeit mit Wasserstoff betrieben zu werden, da bei den Tankvorgängen der Druckstoß zu groß wäre, um sie zu befüllen. Das Frauenhofer Institut hat eine Paste entwickelt, in der sich Wasserstoff speichern lässt. Damit könnten auch kleinere Gefährte, wie z.B. Roller, betrieben werden. Die Paste kann Wasserstoff chemisch speichern, wodurch dieser leicht transportiert und ohne aufwendige Tankstellensysteme nachgefüllt werden. Zur Nutzung der Energie muss eine Kartusche in das Gefährt eingesetzt und anschließend Wasser in einen Tank gefüllt werden. Danach reagiert die Paste und erzeugt Energie. Die Paste besteht aus Magnesiumhydrid und kann den Wasserstoff speichern, indem Raumtemperatur und Umgebungsdruck erzeugt wird. So kann der Wasserstoff je nach Bedarf auch wieder freigegeben werden. Durch die Paste erreicht das Fahrzeug eine Reichweite, die vergleichbar mit der von Benzin ist. Eine weitere Anwendungsmöglichkeit sind neben Verkehrsmitteln auch Drohnen oder mobile Generatoren. So kann die Paste auch im gewerblichen Bereich eingesetzt werden, um Drohnen bei der Kontrolle von Strommasten einzusetzen oder im touristischen Segment, um Energie für das Kochen im Wohnwagen zu erzeugen.

Quellen:

  • Business Insinder Deutschland (2021): Onlinequelle: Fraunhofer-Institut entwickelt geheimnisvolle Wasserstoff-Paste für Autos. Erreichbar unter: https://www.businessinsider.de/wirtschaft/wissenschaftler-des-fraunhofer-instituts-entwickeln-geheimnisvolle-wasserstoff-paste-fuer-autos-a/. Abruf am 15.03.2021.

H2 Motorrad

Smart Mobility Blume

Die Smart Mobility Blume beschreibt wieviel Knowhow ein Unternehmen in einem der fünf Themengebiete der Smart Mobility besitzt. Je mehr eines der farbigen Blütenblätter dunkel eingefärbt ist, desto höher ist die Relevanz im entsprechenden Themengebiet. Analog ist kann dies auf die Anwendungsfälle übertragen werden.

Motorräder werden in der Regel durch Verbrennungsmotoren angetrieben. Seit 2007 forschen Unternehmen daran, Motorräder mit einem Wasserstoffantrieb zu konstituieren. Bisher ist noch kein entsprechendes Modell in Serienreife verfügbar. Xiaomi hat für 2023 das Segway Apex H2 Motorrad angekündigt. Es soll auf 150 km/h beschleunigen können bei einer Leistung von 60 Kilowatt. Angetrieben wird das Modell durch Brennstoffzellen. Der Wasserstoff soll in Tanks gespeichert werden, welche ausgetauscht werden können.

Quellen:

  • Donath, Andreas (2021): Onlinequelle: Elektromotorrad mit Wasserstoffantrieb für 9.000 Euro. Erreichbar unter: https://www.golem.de/news/segway-apex-h2-elektromotorrad-mit-wasserstoffantrieb-fuer-9-000-euro-2104-155521.html. Abruf am 09.04.2021.

H2 Fahrrad

Smart Mobility Blume

Die Smart Mobility Blume beschreibt wieviel Knowhow ein Unternehmen in einem der fünf Themengebiete der Smart Mobility besitzt. Je mehr eines der farbigen Blütenblätter dunkel eingefärbt ist, desto höher ist die Relevanz im entsprechenden Themengebiet. Analog ist kann dies auf die Anwendungsfälle übertragen werden.

E-Bikes erfreuen sich einer stetig wachsenden Beliebtheit. Sie sind ein wichtiger Träger der zukünftigen Individualmobilität. Diese bieten die Möglichkeit, körperliche Betätigung und eine schnelle Zielerreichung zu kombinieren. Derzeit werden E-Bikes mit Akkus betrieben, welche mit Hilfe von Strom aufgeladen werden. Es existieren bereits erste E-Bikes, welche lokal Emissionsfrei mit Wasserstoff betrieben werden können. Hierfür benötigt das Fahrrad neben Motor und kleinem Akku eine Brennstoffzelle zur Stromerzeugung. Der Wasserstoff kann dann entweder an einer Tankstelle zugeführt oder in einem Gasbehälter am Fahrrad gespeichert werden. Solche Fahrräder könnten vor allem durch Bike-Sharing-Anbietern eingesetzt werden, welche die hierfür notwendige Tankinfrastruktur ausbauen müssten. Zukünftig könnten die Wasserstoff-Fahrräder die aktuellen E-Bikes ablösen und neben Privatnutzern auch größere Flotten versorgen, wie z.B. als Lastenräder für die der Deutschen Post. So werden die Fahrräder vermehrt in Großstädten angeboten, um den Verkehr zu entlasten und insbesondere eine geringere Nutzung von Autos zu ermöglichen.

Quellen:

  • Wertgarantie SE (o.J.): Onlinequelle: Wasserstoff-Fahrrad: das Bike der Zukunft?. Erreichbar unter https://www.wertgarantie.de/ratgeber/tests-und-empfehlungen/fahrrad/wasserstoff-fahrrad-das-bike-der-zukunft. Abruf am 15.03.2021.

H2 Nutzfahrzeuge

Smart Mobility Blume

Die Smart Mobility Blume beschreibt wieviel Knowhow ein Unternehmen in einem der fünf Themengebiete der Smart Mobility besitzt. Je mehr eines der farbigen Blütenblätter dunkel eingefärbt ist, desto höher ist die Relevanz im entsprechenden Themengebiet. Analog ist kann dies auf die Anwendungsfälle übertragen werden.

Die CO2-Emissionen des Mobilitätsektors in Deutschland stammen zu 35% (ca. 56 Mio. t CO2 p.a.) von Nutzfahrzeugen. Der Begriff der Nutzfahrzeuge beinhaltet neben LKWs auch sämtlich andere Nutzfahrzeuge wie bspw. Fahrzeuge der Müllentsorgung und Paketdienste (vgl.BMU, 2020) . Für die Reduktion der CO2 Emissione im Straßengüterverkehr ist die konsequente Elektrifizeirung des Antriebs notwendig. Nur so lassen sich die ab 2020 für leichte Nutzfahrzeug und ab 2025 für schwere Nutzfahrzeug geltende CO2 Grenzwerte einhalten. Leichte Nutzfahrzeuge, die ab 2020 neuzugelassen werden, dürfen maximal 147 Gramm CO2 pro km ausstoßen. Bei schweren Nutzfahrzeugen, die ab 2025 neuzugelassen werden, muss der CO2 Ausstoß pro km um 15% und ab 2030 um 30% geringer sein als in der Referenzperiode zwischen Juni 2019 und Juni 2020 (vgl.BMU, 2020). Nutzfahrzeuge die Wasserstoff als Energieträger in Kombination mit Brennstoffzellen nutzen haben ähnliche Betankungszeiten und Nutzlasten wie vergleichbare Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor. Des Weiteren sind Wasserstoffnutzfahrzeuge lokal emissionsfrei und bieten eine geringer Lärmemission, was einen reduzierenden effekt auf die innterstädische Luft- und Lärmemissionen hat (vgl. Adorff, 2020). Aktuell bietet Hyundai in der Schweiz ein pay-per-use Leasing von Wasserstoff-LKWs an. Im Rahmen einesKooperation Joint-Venture zwischen der Hyundai Motor Compony und der H2 Energy erfoglt bis 2025 die schrittweise Eingleiderung von 1.600 Fahrzeugen in den schweizer Güterverker. Es handelt sich hierbei um einen 4×2 LKw mit Trockenkoffer- bzw. mit Kühkofferaufbau und einem Zug-Gesamtgewicht von 36t (vgl. Hyundai Hydrogen Mobility, 2021). Des Weiteren planen Daimler und Volvo im Rahmene eines Joint-Venture einen 40t LKW bis 2025 serienreif auf dem Markt anzubieten. Darüber hinaus forschen und entwicklen eine Vielzahl von Nutzfahrzeughersteller im Bereich Wasserstoff Nutzfahrzeuge (vgl. Adorff, 2020).

Quellen:

  • Adorff (2020), Strategien und Entwicklungsperspektiven des Systems Wasserstoffmobilität in Deutschland
  • Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit (2020), Klimaschutz in Zahlen – Fakten, Trend und Impulse deutscher Klimapolitik
  • Hyundai Hydrogen Mobility (2021), https://hyundai-hm.com/, Abruf am 26.03.2021