Fahren mit Wasserstoff - in Dänemark
13. Juni 2019
Bei 3,8 Kilogramm bleibt die Anzeige an der Zapfsäule stehen. Mehr passt nicht rein in den Pkw, unter dessen Motorhaube ein Stapel mit Brennstoffzellen arbeitet. Mit dem vollen Tank von gut sechs Kilogramm Wasserstoff kann das Fahrzeug vom Typ Nexo des südkoreanischen Herstellers Hyundai nun eine Strecke von rund 600 Kilometern zurücklegen. Ein Handgriff und die Zapfpistole ist entriegelt. Das Gas ist mit minus 40 Grad Celsius in den Tank gedrückt worden. Ein leichter Eisfilm hat sich um das Metall gelegt.
Dichtes Netz
107,50 Dänische Kronen kostet ein Kilogramm Wasserstoff an der Tankstelle in Aarhus an der Ostküste des dänischen Festlandes. Das sind umgerechnet 14,40 Euro und damit deutlich mehr als die 9,50 Euro, die an deutschen Tankstellen für ein Kilogramm des Kraftstoffes zu zahlen sind. Abgerechnet wird bargeldlos.
Wer in Dänemark Wasserstoff tanken will, muss sich vorher beim Tankstellenausrüster NELHydrogen registrieren lassen. Der schickt dann einen Schlüssel und einen PIN-Code raus, mit dem die Zapfsäulen freigeschaltet werden können. Bezahlt wird hinterher per Rechnung.
Acht Wasserstoff-Tankstellen sind in Dänemark in Betrieb. Gemessen an der Bevölkerung hat das Land damit das dichteste Netz in Europa. Zu den Betreibern zählen wie in Aarhus der dänische Mineralölkonzern OK und die französische Gasgruppe Air Liquide.
Wasserstoff aus dem Container
Die Franzosen unterhalten rund 70 Kilometer nördlich in Hobro eine Produktionsstätte für Wasserstoff, zu erkennen von außen an einem weißen Container mit gewellter Außenhaut und einen Geflecht von grauen Rohren.
"Im Prinzip ist das Verfahren ganz einfach", sagt Søren Bjerregaard Pedersen, Vorstandschef von Hydrogen Valley, dem Projektpartner, der für die Herstellung des Kraftstoffs verantwortlich ist. "Sie brauchen dafür nur Wasser und Strom. Dann wird in diesem Container daraus Wasserstoff und Sauerstoff."
In der Metallbox arbeitet ein Elektrolyseur mit 1,2 Megawatt Leistung, der Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt. Täglich kann er 500 kg Wasserstoff produzieren. Der Sauerstoff wird an die Außenluft abgegeben.
Konkret reagiert der Wasserstoff in den Brennstoffzellen der Fahrzeuge mit Sauerstoff und setzt dabei Strom frei, der einen Elektromotor antreibt. Schadstoffemissionen gibt es bei dieser Verbrennung nicht. Einziges Abfallprodukt ist Wasser, das über eine Art Auspuff austritt.
Überzeugend wird die Klimabilanz von Brennstoffzellen-Fahrzeugen aber erst, wenn der Kraftstoff selbst auch grün produziert wird. Das hat Pedersen vor. "Wir wollen Wasserstoff dann herstellen, wenn ein Überschuss an Windenergie besteht", erklärt er. "So können wir grünen Strom in andere Wirtschaftssektoren wie dem Transportwesen und der Industrie überführen."
Eher grau als grün
Noch ist das Zukunftsmusik, denn der Elektrolyseur in Hobro bezieht Strom aus dem Netz, und das zu jeder Zeit. Das macht den Wasserstoff eher grau denn grün, denn im dänischen Strom-Mix hat die regenerative Energie nur einen Anteil von 50 Prozent. "Wir sind dabei, einen Algorithmus zu entwickeln, um nur noch dann zu produzieren, wenn die Preise niedrig sind", sagt Pedersen.
Das ist etwa in der Nacht und an Wochenenden der Fall, wenn die Stromnachfrage in Dänemark niedrig ist, die Windräder aber kräftig produzieren, so stark, dass sie teilweise abgeschaltet werden müssen, um das Stromnetz nicht zu überlasten. Die Idee in Hobro: genau dann die Wasserstoffproduktion zu starten, so dass die Windräder weiterlaufen können. So würde aus dem Überschuss-Grünstrom Wasserstoff. Künftig könnten solche Fälle immer öfter auftreten, denn die dänische Regierung will die Stromerzeugung aus Windkraft weiter ausbauen.
Flüchtiges Gas - aufwändiger Transport
Grüner Wasserstoff ist dann so etwas wie gespeicherte regenerative Energie, die die Klimabilanz in anderen Sektoren verbessern hilft. Das unterscheidet den Elektrolyse-Kraftstoff von herkömmlichem Industrie-Wasserstoff, der aus Erdgas oder Chlorgas gewonnen wird.
Die Wasserstoffproduktion ist vor allem dort sinnvoll, wo auch die Abnehmer sitzen. Denn der Transport des flüchtigen Gases ist wenig effizient.
Pedersen ist zu einem Wasserstoff-Trailer gegangen. Das ist ein Anhänger mit einzelnen, fest verschweißten Gasflaschen, angeordnet wie eine Pyramide. Betankt wird der Trailer über ein Gewirr von Rohren und Ventilen aus dem Wasserstofflager des Elektrolyseurs, anschließend kann er mit einem LKW zur nächsten Tankstelle nach Aalborg transportiert werden.
Doch seine Kapazität ist technisch beschränkt: ein solcher Anhänger für einen 20-Tonner kann bei einem Druck in den Gasflaschen von 220 bar maximal eine Menge von 600 Kilogramm transportieren. Mehr ginge nur bei höheren Drücken. Das ist technisch aufwändig und teuer. Am meisten Energie ließe sich mit flüssigem Wasserstoff transportieren. Doch dafür müsste der auf unter minus 250 Grad gekühlt werden. Das ist sehr energieintensiv.
Wasserstofftaxis in Kopenhagen
In Hobro sitzt der wichtigste Kunde der Wasserstoffproduktion in unmittelbarer Nachbarschaft. Über Pipelines erhält der zum dänischen Pumpenunternehmen Grundfos zählende Metallverarbeiter Sintex den Großteil des Gases. Über Trailer wird Wasserstoff außerdem zur nächst gelegenen Tankstelle nach Aalborg gebracht. Im Untergrund der Region in Nordjütland befinden sich große Salzstöcke. "Die bieten sich als potentielle Wasserstoffspeicher an", sagt Pedersen.
Solche Speicher werden in Zukunft wichtig, um grünen Wasserstoff in größeren Mengen zu speichern - wenn etwa an Wochenenden viel Wind weht, die Produktion des Wasserstoffs also günstig ist, aber wenig Nachfrage nach Wasserstoff besteht.
In Dänemark nimmt die Zahl der Abnehmer kontinuierlich zu. So fährt seit kurzem in der Hauptstadt Kopenhagen eine Flotte von 20 Taxen. Die Auswahl an Fahrzeugen ist aber noch gering. Neben Hyundai bietet nur der japanische Autobauer Toyota Fahrzeuge mit Brennstoffzellen an.
Anmerkung der Redaktion: Nach der Explosion einer Tankstelle in Norwegen am Montag wurden auch die Wasserstoff-Tankstellen in Dänemark zeitweise geschlossen. Die Testfahrt unseres Autors fand im Mai statt.