H2 Motorrad

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

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 PKW (Individualverkehr)

Für den Individualverkehr sind PKW mit Brennstoffzellen bereits zu erwerben. Sie bieten im Gegensatz zu den elektrischen Modellen eine höhere Reichweite, in Kombination mit einer vergleichbaren Betankungsdauer wie von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren. Auf dem deutschen Markt sind aktuell zwei Modelle verfügbar (Toyota Mirai 2; Hyundai Nexo). Derzeit sind die Anschaffungskosten für die Autos vergleichsweise hoch, jedoch sollen diese mit Hilfe der Skaleneffekte zukünftig deutlich sinken. Die Hochschule München forscht zusammen mit der BMW-AG in dem Projekt „BRYSON“ daran, die Herstellungskosten der Brennstoffzellenfahrzeuge zu senken. Dafür sollen die Wasserstofftanks, wie bei elektrischen Fahrzeugen, im Unterboden des Fahrzeugs eingebaut werden. Statt der zylindrischen Form ist eine Quaderform vorgesehen, die einem Druck von 700 bar aushalten muss. Die Herausforderung besteht darin die sperrigen Drucktanks so zu integrieren, dass weder der Kundennutzen noch die Fahrdynamik verringert werden. Zudem wird die Infrastruktur des Tankstellennetzes stetig ausgebaut. So hat es sich die Bundesregierung zum Ziel gesetzt 400 Tankstellen in Deutschland zu installieren. Nutzen Haushalte erstmal Wasserstoff, um ihre Häuser mit Energie zu versorgen, könnten die dezentrale Versorgung von PKW mit Wasserstoff weiter ausgebaut werden.

Quellen:

  • Adorff, Carsten; Kany, Svenja; Kauschke, Leander (2020): Deliverable D1: Wasserstoffmobilität im Praxistest – Ziele und Aufbau eines saarländischen Feldexperiments.
  • Kaufmann, Christina (2021): Onlinequelle: Entwicklung von Wasserstofftanks für Kraftfahrzeuge. Erreichbar unter: https://idw-online.de/de/news766687. Abruf am 16.04.2021.

H2 Nutzfahrzeuge

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

H2 Rettungswagen

Ein lebenswichtiges Verkehrsmittel ist der Rettungswagen. Aufgrund des breiten Einsatzspektrums vom reinen Krankentransport, über die notfallmedizinische Versorgung von schwerverletzten Personen bis hin zum Einsatz im Katastrophenfall, muss eine permanente Einsatzbereitschaft des Rettungswagen gewährleistest sein. Daraus ergeben sich besondere Anforderungen an die Fahrzeugtechnik. Neben der zuverlässigen Bereitstellung von Antriebsleistung muss auch eine verlässliche Versorgung der an Board befindlichen lebensnotwendigen Medezintechnik gewährleisten sein. Toyota und das japanische Rotekreuz testen ab Sommer 2021 ein Brennstoffzellen Rettungswagen. Das Fahrzeug basiert auf Toyota Kleintransporter Coater und nutzt der Brennstoffzellenantriebsstrang stammt aus dem Toyota Mirai. Die geplante Reichweite beträgt 210 km und die Höchstgeschwindigkeit 100 km/h. Des weiteren beinhaltet das Fahzeugkonzept die Möglichkeit die Brennstoffzelle (9kW Gleichstromsystem und 90 kWh Kapazität) auch als lokale Notstromversorugung im Katastrophenfall für technisches bzw. medezinisches Gerät zu nutzen. (vgl. Toyota, 2021)

Quellen:

  • Werwitzke (2021), Rettungsfahrzeug mit BZ-Antrieb des Toyota Mirai. Erreichbar unter: https://www.electrive.net/2021/03/31/rettungsfahrzeug-mit-bz-antrieb-des-toyota-mirai/. Abruf am 09.04.2021.

Level 4: Platooning

Truck Platooning ist eines der Konzepte, die den Transport auf Autobahnen revolutionieren können. Dabei werden mehrere LKW elektronisch miteinander verbunden. Kommuniziert wird in Echtzeit über die Verkehrsvernetzung ‚ETSI ITS-G5‘ oder Mobilfunk. Durch diese Technologie können LKW ohne Gefahr in einem Abstand von wenigen Metern hintereinander fahren und ihren Luftwiderstand wesentlich verringern. Außerdem ist es den Fahrzeugen möglich, durch automatisierte Systeme vorausschauender auf Verkehrssituationen und topographische Gegebenheiten zu reagieren und so weiter Kraftstoff einzusparen. Durch das Platooning wird eine signifikante Effizienzsteigerung im Gesamtplatoon erreicht, womit die CO2-Emissionen erheblich gesenkt werden. Darüber hinaus wird auch der zur Verfügung stehende Verkehrsraum besser genutzt und der Verkehrsfluss optimiert. Je mehr Fahrzeuge über die Technologie verfügen, desto effektiver trägt das Platooning zur Optimierung des Güterverkehrs bei. Ziel ist es ein herstellerübergreifendes System zu entwickeln, um noch flexiblere Einsatzmöglichkeiten zu gewährleisten. Trotz des hohen Automatisierungsgrads sind die LKW vorerst mit Fahrern besetzt, die das Steuer jederzeit wieder übernehmen können. Das langfristige Ziel besteht jedoch darin das Platooning weitgehend autonom zu gestalten. Es gilt Standards für Systeme und Schnittstellen zu entwickeln. Weiterhin müssen Feldtests helfen europaweite Regelungen zu etablieren. Das Saarland kann dabei als Testraum dienen und mit seiner Forschung die Standardisierung im IKT Sektor voranbringen.