Mehr über Wasserstoff

Überall in Europa gibt es Wasserstofftankstellen (siehe unsere Karte), und das Ziel, alle 150 km eine zu haben, wird weiter verfolgt. Aber wie funktioniert eine Wasserstofftankstelle genau? Heute spreche ich mit Simon Keusching, Global Key Account Manager bei Dover Fueling Solutions® (DFS), der sich auf Wasserstofflösungen spezialisiert hat. DFS verfügt über mehr als 130 Jahre Erfahrung im Kraftstoff- und Convenience-Einzelhandel und hat 2022 offiziell die DFS-Wasserstoffzapfsäule eingeführt.

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Claire: Was ist die Besonderheit beim Bau einer Wasserstofftankstelle?

Um zu erklären, wie innovativ sie ist, vergleiche ich sie gerne mit Dieseltankstellen. Natürlich gibt es bei beiden einige Sicherheitsvorschriften, aber der Prozess ist ziemlich einfach.

Bei Wasserstoff ist das ganz anders, denn in der Tankstelle befindet sich eine komplette Wasserstoffverarbeitungsanlage, in der viele technische Komponenten zusammengefasst sind.

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C: Könnten Sie den Wasserstoffprozess in der Tankstelle genauer beschreiben?

Es gibt fünf Hauptkomponenten, die zusammengefasst werden:

- Das Entladepaneel: Es bringt den Wasserstoff vom Schlauchwagen zum Kompressor.

- Der Kompressor: Wenn man mit dem Entladen beginnt, herrscht zu Beginn ein hoher Druck im Schlauchwagen (350 bar). Aber wenn sich der Schlauchwagen entleert, nimmt auch der Druck ab. Der Kompressor arbeitet dann, um mehr Druck auf den Wasserstoff auszuüben. Der Kompressor erhöht den Druck auf bis zu 450 bar, so dass mehr Wasserstoff in der Tankstelle gespeichert werden kann und die Betankung schneller erfolgen kann. Für schwere Lkw muss der Tank mit 350 bar befüllt werden, für Pkw mit 700 bar.

- Der Puffer: Wir müssen einen Teil des Wasserstoffs unter hohem Druck in der Station speichern, um sicherzustellen, dass er jederzeit mit dem richtigen Druck verfügbar ist und um mehr Wasserstoff zu speichern.

- Das Kühlsystem: Wenn wir ein Fahrzeug mit Wasserstoff beladen und die Aufladung schnell erfolgt, erhitzt sich der Wasserstoff sehr stark und könnte gefährlich sein: Deshalb müssen wir ihn vorher kühlen. Es ginge auch ohne Kühlung, aber es würde länger dauern.

- Die Zapfsäule und die Düse: Dieser Teil ist für die Regulierung des Drucks, der Temperatur, des Durchflusses und der in das Auto "abgegebenen" Menge verantwortlich.

Im Inneren sieht es komplex aus, aber für den Benutzer ist die Erfahrung sehr ähnlich: sehr schnell!

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C: Es gibt viele neue Energielösungen für Fahrzeuge, und es ist manchmal verwirrend zu wissen, welche man wählen soll. Was ist Ihre Meinung dazu?

In der Tat gibt es derzeit eine Vielzahl alternativer Kraftstoffe. Zum Beispiel:

- Gas, CNG, LPG, LNG. Das sind immer noch fossile Brennstoffe, die im Motor verbrannt werden. Sie reduzieren die Emissionen um etwa 30 %.

- Bio-Gas. Auch dies ist eine Lösung, die wir verflüssigen und in der gleichen Infrastruktur wie LNG verwenden können. Die Umwandlung von Abfällen in Gas ist ebenfalls eine interessante Lösung, bei der aber immer noch CO2 ausgestoßen wird, wenn das Fahrzeug fährt.

Für mich sind die wichtigsten Lösungen für die Zukunft folgende:

- Grüner Wasserstoff: für schwere Lastkraftwagen, Fahrzeuge, die viel fahren, usw.

- Dekarbonisierte Elektrizität: für leichte Autos.

- Mit grünem Wasserstoff hergestellte E-Treibstoffe für noch leistungsfähigere Lösungen.

Wasserstoff steht noch am Anfang, was sind die nächsten Hürden, die es zu überwinden gilt?

Das Ziel ist die Standardisierung der Ausrüstung und der Massenproduktion aller Komponenten. Fast jeder Akteur in der Wasserstoff-Wertschöpfungskette muss in den kommenden Jahren aufsteigen. Die Nachfrage ist da, aber wir brauchen die richtigen Leute und die richtigen Komponenten, und wir brauchen sie schnell.

Positiv ist, dass viele private und öffentliche Investitionen getätigt wurden, und jetzt sieht es so aus, als würden sich alle an einem großen Ziel für Wasserstoff orientieren.

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Sie möchten mehr über Wasserstoff bei Dover Fueling Solutions erfahren? Entdecken Sie ihre Podcast-Folgen:

• Ein Hoch auf den Wasserstoff
  
• Über die Dekarbonisierung diskutieren: Teil 1
  
• Über Dekarbonisierung diskutieren: Teil 2
  

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Erkunden Sie die Anfänge des Wasserstoff-Ökosystems, wo sich das latente Potenzial des Wasserstoffs mit der Nachhaltigkeit überschneidet und unsere Energielandschaft umgestaltet. Tauchen Sie ein in die Bestandteile des Ökosystems - Produktion, Speicherung, Transport und Anwendungen -, die gemeinsam einen Teppich aus sauberen und effizienten Energielösungen weben. Entdecken Sie, wie erneuerbarer Wasserstoff eine zentrale Rolle in diesem Ökosystem spielt und welche Akteure, Herausforderungen und Chancen seine Entwicklung bestimmen. Erleben Sie neue Trends und stellen Sie sich eine Zukunft vor, in der das Wasserstoff-Ökosystem uns zu einer nachhaltigeren Welt antreibt und den harmonischen Tanz der Natur widerspiegelt.

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Die Anfänge des Wasserstoff-Ökosystems

Das Wasserstoff-Ökosystem ist in der Lage, das Energieparadigma neu zu definieren und eine Welle des Wandels einzuleiten, die die Nachhaltigkeit fördert. Indem wir das latente Potenzial von Wasserstoff nutzen, treten wir in eine Welt ein, in der erneuerbare Energien die Szene beherrschen.

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Die Bestandteile der Wasserstoff-Landschaft

Die Wasserstofflandschaft ist, wie jedes florierende Ökosystem, durch mehrere Schlüsselelemente gekennzeichnet - Produktion, Speicherung, Transport und Anwendung. Jedes Segment spielt eine entscheidende Rolle für das reibungslose Funktionieren des wasserstoffbasierten Energie-Ökosystems.

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Wasserstoffproduktion: Das Sprungbrett des Ökosystems der Wasserstoffindustrie

Im Ökosystem der Wasserstoffindustrie beginnt alles mit der Produktion. Elektrolyse und Dampfreformierung sind die beiden gängigsten Methoden der Wasserstofferzeugung. Erstere bietet, wenn sie mit erneuerbaren Energiequellen betrieben wird, einen umweltfreundlichen Weg zur Wasserstofferzeugung.

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Speicherung und Transport: Das Grundgerüst der Wasserstoffumgebung

Speicherung und Transport stellen besondere Herausforderungen und Chancen für die Wasserstoffumgebung dar. Innovative Lösungen wie Drucktanks, Flüssigwasserstoffspeicher und Metallhydridsysteme nehmen diese Komplexität in Angriff und sorgen für eine sichere und effiziente Handhabung von Wasserstoff.

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Anwendungen: Der Wasserstoffsektor bei der Arbeit

Der Wasserstoffsektor lebt von seinen Anwendungen - von Brennstoffzellen, die Fahrzeuge antreiben, bis hin zu grünem Wasserstoff, der Kraftwerke speist. Im Zuge des technologischen Fortschritts durchdringt Wasserstoff verschiedene Branchen und fördert Wachstum und Nachhaltigkeit.

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Die Rolle des erneuerbaren Wasserstoffs im H2-Ökosystem

Erneuerbarer Wasserstoff entwickelt sich zu einem der Hauptakteure im H2-Ökosystem, da er eine nachhaltige Energiequelle darstellt, die Emissionen eindämmt und den Kohlenstoff-Fußabdruck reduziert. Von der Erzeugung von Ökostrom bis hin zur Betankung von Verkehrssystemen - er schlägt Wellen in der Wasserstofflandschaft.

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Die Interessenvertreter: Die Gestaltung des Wasserstoff-Ökosystems

Die Akteure - von Regierungen und politischen Entscheidungsträgern bis hin zu Energieunternehmen und Endnutzern - bilden das Gefüge des Wasserstoff-Ökosystems. Ihre Entscheidungen, Vorschriften und Maßnahmen beeinflussen die Entwicklung und Reifung dieser dynamischen Landschaft.

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Herausforderungen und Chancen in der Wasserstoff-Landschaft

Das Ökosystem der Wasserstoffindustrie ist zwar vielversprechend, aber nicht ohne Hürden - Infrastrukturbedarf, Produktionskosten und Sicherheitsbedenken, um nur einige zu nennen. Doch jede Herausforderung bietet auch Chancen für Innovationen, die das Ökosystem zu mehr Widerstandsfähigkeit und Wachstum führen.

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Aufkommende Trends im Wasserstoffumfeld

Mit der Entwicklung des Wasserstoffumfelds zeichnen sich neue Trends ab. Vom Aufschwung des blauen Wasserstoffs bis hin zur fortschreitenden Brennstoffzellentechnologie - diese Trends prägen die Konturen des Wasserstoffsektors und ebnen den Weg in eine nachhaltige Zukunft.

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Die Zukunft des Wasserstoffsektors

Die Zukunft des Wasserstoffsektors, untermauert durch die Entwicklung des H2-Ökosystems, sieht vielversprechend aus. In dem Maße, wie die Technologie für erneuerbaren Wasserstoff Fortschritte macht und das Bewusstsein dafür wächst, wird das Wasserstoff-Ökosystem expandieren und eine nachhaltigere Welt ermöglichen.

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Schlussfolgerung

Das Wasserstoff-Ökosystem stellt eine aufregende Grenze im Bereich der erneuerbaren Energien dar. Wir stehen an der Schwelle zu einer Ära, die den Energiebedarf mit der Verantwortung für die Umwelt verbindet, angetrieben durch das bescheidene Wasserstoffatom.

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Da Wasserstoff sowohl unerschöpflich als auch umweltfreundlich ist, spielt er eine wichtige Rolle beim Übergang zu einer kohlenstoffarmen Wirtschaft — oder im Fall von erneuerbarem Wasserstoff sogar zu einer emissionsfreien Wirtschaft. Aber kann dieses energieführende Gas explodieren? Welche Risiken birgt die Verwendung von Wasserstoff und welche Lösungen gibt es, um diese Risiken im Transportbereich zu begrenzen?

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Wasserstoff: Eine kurze Erinnerung an die Grundlagen

Mit seiner einfachen Atomstruktur ist Wasserstoff das leichteste Atom im Periodensystem von Mendeleev. Es ist das am häufigsten vorkommende chemische Element im Universum. H2 oder Diwasserstoff, bestehend aus zwei Wasserstoffatomen, ist nicht nur farb- und geruchlos, sondern auch ein hochenergetisches Molekül. Bei der Verbrennung von 1 Kilogramm H2 wird etwa dreimal mehr Energie freigesetzt als bei der gleichen Masse an Erdölbrennstoff.

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Die Eigenschaften von Wasserstoff verstehen, um seine sichere Verwendung zu gewährleisten

Wie bei jedem Kraftstoff besteht bei Wasserstoff bei Kontakt mit Luft und einem Funken oder einer Wärmequelle die Gefahr einer Entzündung oder Explosion. Seine extreme Leichtigkeit — er ist 14-mal leichter als Luft — und seine Diffusionsgeschwindigkeit haben den Nachteil, dass er durch den kleinsten Spalt entweichen kann, aber auch den Vorteil, dass er sich schnell in die Atmosphäre auflöst, wodurch die Brandgefahr in offenen Bereichen begrenzt wird.

Aufgrund seiner geringen Atomgröße kann Wasserstoff in das Metall diffundieren und das Kristallgitter verändern, was zur Versprödung metallischer Materialien führt, das sogenannte Phänomen der Wasserstoffversprödung. Daher ist es wichtig, geeignete Materialien für die Konstruktion sicherer Wasserstoffsysteme auszuwählen.

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Wasserstofffahrzeuge: Innovativ konzipiert, um Sicherheit zu gewährleisten

Das Interesse an kohlenstoffarmen Energien hat die Hersteller dazu veranlasst, Systeme zu entwickeln, mit denen Wasserstoff in absoluter Sicherheit produziert, transportiert, gespeichert und verwendet werden kann. So ist beispielsweise bei Wasserstofftanks in Fahrzeugen alles darauf ausgelegt, Gaslecks zu vermeiden oder zu kontrollieren und das Zündrisiko im Falle eines Unfalls zu verringern:

• Hochbelastbare Abdichtung: Eine Polymerauskleidung, die von einer dicken Schicht hochfester Verbundwerkstoffe umgeben ist, dichtet den Kraftstofftank ab und hält Stößen von 5.000 Joule stand.
• Vollständig kontrolliertes System: Die Fahrzeuge sind mit strategisch platzierten Sensoren ausgestattet, um das System auf Undichtigkeiten zu überprüfen, und einem Leistungsschalter, der den Gasfluss unterbricht, falls ein Leck entdeckt wird.
• Brandschutzmaßnahmen: Ventile ermöglichen eine sichere Evakuierung des Wasserstoffs aus dem Fahrzeug und verhindern so einen Überdruck im Tank.

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Eine Reihe von Tests zur Gewährleistung der Sicherheit von Wasserstofffahrzeugen

Wasserstoffsysteme unterliegen strengen Sicherheitsstandards, weshalb sie einer ganzen Reihe von Tests unterzogen werden müssen, um ihre Beständigkeit gegen extreme Temperaturen, Chemikalien, Stürze, Stöße usw. zu überprüfen. Sie werden sogar ballistischen Tests unterzogen, um ihre Widerstandsfähigkeit gegen extrem starke Stöße zu testen.

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