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Martin Osterried
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herzlich Willkommen
auf der www.fcs-allgaeu.de

 

     The following chart shows the exact positions within Germany:

 


 

 Wasserstoff (H2), die Brennstoffzelle (Fuel Cell) und ihre Möglichkeiten

Fuel Cell Solution Allgäu – wir wollen dass Wasserstoff auch im Allgäu Mobil wird -
Fuel Cell Technik  - wir entscheiden uns für das Leben auf diesem Planet Erde – daher möchten wir die CEP und die NOW sowie das Land Bayern bitten, dass ein H2 Tankstellenbau südlich von Ulm bis zur Landesgrenze an der A7 in die Gesamtplanung der BRD mit einbezogen wird. Das Allgäu ist im aktuellen Plan nicht vorhanden. Die A7 ist die wichtigste und längst Nord - Süd Achse. Die nächste H2 Tankstelle ist zur Zeit Bozen-Süd.

Wie wird Wasserstoff erzeugt?
H2O wird unter Verwendung einer Brennstoffzelle (Fuel Cell) in Wasserstoff (H wie Hydrogen) und Sauerstoff (O wie Oxygen) mit Hilfe von Gleichstrom geteilt. Die Poren der Membrane in der Fuel Cell lassen die WasserstoffMoleküle passieren, nicht aber die Sauerstoff Moleküle. So wird das Wasser H2O in H2 und O aufgespalten. Diesen Vorgang nennt man Elektrolyse. Die Anlage wird als Elektrolyseur bezeichnet.

Was wird benötigt um Wasserstoff zu erzeugen.
1. Destilliertes Wasser (um Korrosion an der Membrane zu verhindern)
2. Strom (am besten natürlich aus regenerativen Stromquellen wie Photovoltaik, Wind oder Wasser Energie) Wasserstoff kann als Langzeitspeicher dienen, somit ist eine Jahreszeitliche Unabhängigkeit der Produktion gegeben.
3. Mehrere Brennstoffzellen die zu einem Stack verbunden sind, dienen alsElektrolyseur.

Die Brennstoffzelle - sie arbeitet wie ein Akku, erzeugt Gleichstrom der an Anode und Kathode anliegt.
Sie funktioniert als Wasserstoff- Sauerstoff -Erzeuger. Die Brennstoffzelle (engl. Fuel Cell) oder FC wird ist aber auch ein Twitter, sie wird zur Elektrolyse hergenommen um aus Wasser und Strom, Wasserstoff und Sauerstoff zu erzeugen. Aber auch in Umkerfunktion als Akku, der aus Wasserstoff und Sauerstoff wieder elektrischen Strom erzeugt. Eine Zelle gibt von 0,6 Volt bis 1,6 Volt ab. Mehrere Zellen in Reihe geschaltet ergeben einen Stack und somit eine höhere Spannung.

Brennstoffzelle als Modell mit H2 und O Anschluß sowie  Spannungs Ausgang + und -


Das Tankstellen Netz – und die Vision

50 H2 Tankstellen für DeutschlandIn der BRD soll ein H2 Tankstellennetz mit zügigem Ausbau entstehen. Bis zum Jahr 2015 sollen 50 Tankstellen und bis 2024 - 400 Tankstellen entstehen, so der Plan der CEP.

Die Voraussetzungen eines Grundstücks für eine Wasserstofftankstelle
H
2 Tankstellen sind in Planung in Ballungsgebiete, an Knotenpunkte die von Autobahn und Bundestraße gleichermaßen gut erreicht werden können. Idealerweise ist eine Solaranlage auf Brachland, am besten in der Nähe der Tankstelle Installiert, um direkt H2 zu produzieren.

Die Planung von CEP und NOW
CEP heißt Cleanenergypartnership,
(www.cleanenergypartnership.de). Sie ist ein Netzwerk aus Automobil Hersteller und Mineralöl Anbieter, die sich mit der H2 Technologie auseinandersetzen und den Ausbau des Tankstellennetzes in der BRD vorantreiben werden. Das Ziel ist es, 400 Tankstellen mit H2 in den nächsten 10 Jahren zu installieren. Die Konzerne werden zunächst nur Kombi Tankstellen Lösungen realisieren, da sich die Frage stellt, wie schnell entscheidet sich der Bürger für ein Fuel Cell Fahrzeug. Die NOW (Nationale Organisation Wasserstoff) wird diese Zukunft als direkt unterstellte Organisation unter dem Bundesverkehrminister mit Staatsmittel unterstützen.

Die Automobilindustrie steht vor einem radikalen Umbruch: Mit Nachdruck entwickeln Hersteller weltweit Batterie- und Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge, die den ölbasierten Verbrennungsmotor ablösen sollen. Die Bundesregierung unterstützt die Entwicklung des Elektroautos mit milliardenschweren Programmen. Deutschland soll zum Leitmarkt und auch zum Leitanbieter für Elektromobilität werden und bis 2020 über eine Million Elektrofahrzeuge auf den deutschen Straßen unterwegs sein.

 

Südlich Ulm ist leider keine Wasserstofftankstelle in Planung.  
Quelle CEP

Bis 2015 sollen im Bundesgebiet zu den vorhanden 7 Tankstellen weitere 43 dazukommen. Die Standorte stehen fest. Die Zahlen wurden auf der  Hannover Messe 2014 in einer Podiumsdiskussion durch CEP, NOW, Honda und Linde diskutiert. Die NOW, das heißt Nationale Organisation Wasserstoff, ist eine Einrichtung des Bundesministeriums für Verkehr. Sie kann Mittel zur Verfügung stellen die den Erfolg und die Rentabilität einer Tankstelle sicherstellen und unterstützen kann.

 

 

 

  Podium 451

 Von links nach rechts:
Philip Klose R+D, Thomas Brachman Honda, Patrick Schnell TOTAL + CEP
                                         Markus Bachmeier Linde Group, Torsten Herbert NOW      

 

 

Die Funktion der H2 Tankstelle

Die Wasserstofftankstelle besteht aus dem Wasserstofftank, einer Zapfanlage für Busse mit 350 Bar und einer Zapfanlage für PKWs mit 700 Bar Druck sowie einem Verdichter und natürlich viel Backend Technik und einen Strom Anschluss. Der Druck wird durch den Verdichter während dem Tankvorgang erzeugt. Das heißt im Tank ist H2 mit max. 300 bar gelagert. Idealerweise besitzt die Tankstelle einen eigenen Elektrolyseur um an Ort und Stelle aus Strom und Wasser H2 herzustellen. Die Alternative #2 wäre eine H2 Pipeline vom Gas Hersteller zur Tankstelle, Alternative #3 ist dass der Tankwagen mit H2 z.B. von Linde vorbei  kommt. Wie bisher der Tanklastzug mit Benzin und Diesel.

           
Wasserstofftankstelle in Karlsruhe

Die Gefahr, die von Wasserstoff ausgehen kann.
Wasserstoff ist nicht gefährlicher als Benzin oder andere brennbare Stoffe. Er wird genauso in Gefahrgut Behälter transportiert, wenn er nicht direkt an der Tankstelle erzeugt wird. Wasserstoff ist 10 x leichter als Luft und steigt beim Entweichen sehr schnell nach oben. Bei einer möglichen Entzündung geht eine Lanzenförmige Flamme senkrecht nach oben. Benzin entzündet sich meist unter dem Auto.

Die Fahrzeuge
Serienreif sind PKWs von Daimler, VW, Audi, Honda, Toyota, Ford, Hyundai, und können bei Veranstaltungen wie Hannover Messe, Probe gefahren werden. Ich fuhr einen Toyota FCHV und war begeistert. Der Ventilator der Klimaanlage ist plötzlich einer der lauten Geräuschpegel im 

Fahrzeuginneren. Auch eine Betankung durfte ich mit durchführen.
Dies war in 3 Min. geschehen und ist unproblematisch. Die Tanks sind unter den Sitzen an einer der sichersten Stellen im Auto, angeordnet.
Die Fahrzeuge besitzen im Innenraum H
2 Sensoren, sollte tatsächlich ein Leck in einer Leitung entstehen, würden sich die Flaschenventile automatisch schließen. Das Fahrzeug würde nun noch mit dem Reststrom der Batterie einige km fahren können.

 

 

 

 

 

 

 

 


Fotos Daimler FC  B-Klasse - Karroserie mit H2 Tanks- 
Toyota FCHV Controller im EX Motorraum.

Auch Einspurfahrzeuge wie Mopeds, Motorräder und Fahrräder werden H2 Tankstellen anfahren.
Vision Nr. 1 Es sollte möglich sein, eine mobile Bündelflasche an der Tankstelle zu betanken. Mit dieser H
2 Tank Form könnten Häuser mit H2 für ihre Brennstoffzellen Heizung versorgt werden oder E-Boote mit kleineren Brennstoffzellen wie das SuSy System betankt werden.
                                                                                                                                     

Betankung eine FC Bikes

von Prof. J.-D. Weigl

 

 

Meine Vision Nr. 2  ist dass Fahrzeuge gebaut werden bei denen der Akku und die H2 Tanks parallel aufgeladen werden können. Denn oft würde für die Kurzstrecke eine Lithium Zellen Füllung ausreichen. Allerdings müssten hier die Lithium oder Metall Hydrid Akkus, so groß sein, das ca. 5-10 km ohne H2 Verbrauch gefahren kann.
Entscheidend für den Erfolg einer H
2 Tankstelle ist die regelmäßige Betankung von Busse. Ein Tankstelleneinzuggebiet sollte mit mind. 5 Brennstoffzellen Busse wie z.B. der Citaro Fuel CELL-Hybrid Stadtbus von Daimler  könnte so ein Fahrzeug sein. 5 Busse deshalb, da für die Busse eine Wartungshalle notwendig wird, die eine Komponentenwartung auf dem Dach zulässt. Das Handicap vom Citaro ist, er hat im Moment eine Lieferzeit von 5 Jahre. In Bozen sind seit 2013 5 Stück im Einsatz.

Die Funktion der Fahrzeuge
Das FC Fahrzeug hat dort wo früher der Motorblock war, einen Brennstoffzellen Stapel, eine Lithium Batterie, sowie meist 2x H2 Tanks und einen Elektromotor der eine Achse antreibt. Eine Achse enthält ein Agregat zur Energierückgewinnung (Rekuperator). Der Brennstoffzellen Stapel engl. FC Stack genannt, benötigt Wasserstoff aus den Tanks und atmosphärischen Sauerstoff, im Stack wird direkt aus Wasserstoff und Sauerstoff aus der Atmosphäre elektrischer Strom produziert. Der E-Motor bezieht seinen Dauerstrom von dem Lithium Akku, dieser wird durch die Brennstoffzelle geladen oder gepuffert, je nach Ladezustand. Wichtig!Der Treibstoff wie Diesel oder Benzin sowie das  Motoröl  und das Getriebeöl fallen komplett weg!

Der Weg von fossilen Brennstoffen wie Erdgas und Öl im Vergleich zu Wasserstoff.
Vor 200 Million. Jahre hat ein Prozess begonnen der unser Öl entstehen ließ, dieses Fossil fördern wir heute unter sehr fragwürdigen Methoden aus der Erde. z.B. Fräcken. Mit Hilfe von Erdbebenerzeugenden Groß Fahrzeuge werden durch seismografische Wellen Reliefs vom Erdinneren erzeugt. Um hier die Schichten unter dem Muttergestein Öl und Gas zu finden und zu fördern, diese Vorgänge kosten Millionen USD.Wir erlauben uns diesen Brennstoff aus unserer Erde zu fördern, ihn in der Raffinerie aufzubereiten, um ihn schließlich tausende Kilometer vom Fundort entfernt, wieder im Auto oder in der Heizung zu verbrennen, endlich als Emission mit seinen verschiedenen Schadstoffen z.B. CO² gleichmäßig auf der Erde und in der Atmosphäre zu verteilen.
Da eine H2 Tankstelle unmittelbar an der Zapfsäule seinen Kraftstoff mit Solarenergie und Wasser produzieren kann, ist der Vergleich schnell erläutert und der große Vorteil leicht zu erkennen.

Der Kreislauf des Wasserstoffes
Das Wasser um H2 und O zu produzieren, leihen wir uns nur für kurze Zeit aus um es für Tage bis vielleicht Monate zu Speichern. Wir geben es als Emission aus feuchter,  warmer Luft, völlig unschädlich, wieder zurück in den natürlichen Wasserkreislauf der Erde.

Schlussbemerkung
Wir haben  gelernt, das Atom für friedliche Zwecke zu nutzen, allerdings ohne Endlagerung der Brennstäbe kann es für die Atomare Nutzung keine Zukunft geben.
Solange  wir erneuerbare Energien haben, könnten wir mit H
2 auf der Erde mobil sein und unsere Häuser beheizen, wir sollten lernen H2 friedlich zu nutzen. Unsere Erde könnte sich wieder erholen, der Lärmpegel der Städte könnte um ein vielfaches gesenkt werden. Ein Klimawandel und die notwendige Energiewende sind direkt aneinander gekoppelt , aber man muss es einen Energiewende wollen und es muss Geld in die Hand genommen werden, von jedem. Und hier fängt das Problem an.
Der Grundtenor der Verbraucher ist, so lange ich noch lebe wird die Erde schon noch existieren, und danach kann ich sowieso nichts ändern. Diesen Satz höre ich in Bezug auf Erneuerungen immer wieder.

[i] FuelCELL Solution Allgäu   www.fcs-allgaeu.de

Mail: Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!Fotos: Martin Osterried CEP und  NOW

 

Anmerkung vom Autor

Wenn ein Sebastian Vettel im ADAC meint: >Den Batteriekram sollte man besser im Handy lassen< dann muss ich darauf folgendes antworten. Ich bin dafür das der ganze Formel eins Zirkus baldmöglichst elektrifiziert wird. Es kann nicht sein das nur zur selbst Darstellung Millionen Liter fossiler Brennstoff im Formel eins Zirkus einfach in die Luft gepustet werden. Die Motoren in den Formel-1-Boliden sind heute schon veraltet, sie haben keine Zukunft auf dieser Erde, und müssen somit auch nicht weiter entwickelt werden.

 

Ein Fahrzeug Rennen mit Strom aus der Brennstoffzelle würde ich befürworten. Das wird der Spaß des nächsten Jahrhunderts. Eine Lautlose Jagd ohne Emission über eine Rennstrecke das wäre der Traum der Erde .