Alle Themen
Tanksäule der Wasserstoffstation in der Hamburger HafenCity | Foto: U. Mertens
Experte
11. Juli 2016
Zurück

Wasserstoffstation in der HafenCity

In Hamburgs HafenCity betreibt Vattenfall die meist frequentierte Wasserstoffstation Deutschlands und probt mit weiteren Partnern Wasserstoff als Kraftstoff im täglichen Einsatz. Mit der Speichertechnologie der Wasserstoffstation wird heute schon ein Stück Energiezukunft Realität. Die Station produziert sauberen Kraftstoff nach Bedarf, immer wenn mehr Wind weht als gerade im Netz benötigt wird.

 

Wasserstoffstation in der Hamburger HafenCity, Foto: U. Mertens

Wasserstoffstation in der Hamburger HafenCity, Foto: U. Mertens

Am Eingang der HafenCity in Hamburg steht bereits ein Stück Zukunft: Eine der größten und leistungsfähigsten Wasserstoffstationen Europas mit einer Kapazität zur Betankung einer Flotte von 20 Linienbussen sowie zusätzlich weiterer PKW.

Daniel Hustadt, Projektleiter für die Wasserstoffstation, sagt zum Hintergrund des Projekts: „Wir sind daran interessiert, den Einsatz von Wasserstoff als Puffer und Energiespeicher voranzubringen. Wir wollen Konzepte entwickeln, um die schwankende Einspeisung von Wind und Sonne künftig besser nutzen zu können. Da Energie, die aus Wind oder Sonne gewonnen wird, nicht planbar und dauerhaft zur Verfügung steht, ist die Wasserstofftechnologie für uns ein unverzichtbarer Baustein in einem Energiekonzept für die Zukunft. Diese Tankstelle kann, wenn gerade mehr Wind weht als im Netz benötigt, nach Bedarf sauberen Kraftstoff produzieren und speichern, bis er wieder gebraucht wird. Wasserstoff ist dafür das ideale Speichermedium.“ 

Wasserstoff – Energieträger der Rekorde
Von allen Elementen hat Wasserstoff die geringste Dichte und ist zugleich das häufigste Element im Universum. Wasserstoff kommt bereits seit mehr als 100 Jahren in industriellen Anwendungen zum Einsatz, unter anderem auch als Treibstoff. Er kann aus vielen Quellen erzeugt werden und ist vielfältig einsetzbar, zum Beispiel als Kraftstoff in Fahrzeugen, zum Heizen von Wohnungen oder als Energiespeicher. In einem Kilo Wasserstoff steckt etwa dreimal so viel Energie wie in einem Kilo Erdöl.

 

Modell der Wasserstoffstation vor der HafenCity, Foto U. Mertens

Modell der Wasserstoffstation vor der HafenCity, Foto U. Mertens

Seit 2012 sammeln Vattenfall und die Partner wie die Hamburger Hochbahn Erfahrungen mit der innovativen Speichertechnologie. „Es gibt vielfältige Möglichkeiten für den Einsatz von Wasserstoff. Und die Wasserstoffstation ist für uns eine ideale und zugleich naheliegende Möglichkeit, die Technik im täglichen Einsatz zu erproben und Erfahrungen zu sammeln. Die Kooperation mit anderen Partnern aus der Industrie im Rahmen der Clean Energy Partnership bietet dafür die beste Grundlage“, sagt Daniel Hustadt, der das Projekt Wasserstofftankstelle von Anfang an mitentwickelt hat.

Richtungsweisend

Die Wasserstoffstation in der HafenCity gehört zu den ersten Tankstellen weltweit, die neben der bereits erprobten 350-bar-Betankungstechnologie die 700-bar-Technik anbietet. Durch den höheren Druck und die größere erzielbare Dichte im Fahrzeugtank kann mehr Wasserstoff in den Fahrzeugen gespeichert werden. So können Reichweiten erzielt werden, die mit denen herkömmlich angetriebener Fahrzeuge vergleichbar sind. Autos mit Brennstoffzellen können schon heute bis zu 500 Kilometer mit nur einer Tankfüllung fahren.

Technik der Station: Elektrolyse, Foto: U. Mertens

Technik der Station: Elektrolyse, Foto: U. Mertens

Die Betankungskapazität der Wasserstoffstation von 750 Kilogramm Wasserstoff pro Tag reicht aus, den Bedarf von etwa 20 Linienbussen sowie zusätzlicher Pkw zu decken. Durch die innovative Technologie zum Betanken lässt sich ein leerer Tank in nur drei Minuten mit Wasserstoff füllen.

 

„In der HafenCity erzeugen wir mindestens die Hälfte des Treibstoffs per Elektrolyse direkt vor Ort. Der übrige Bedarf wird per Lkw angeliefert. Natürlich basiert die Herstellung auf zertifiziertem Strom aus erneuerbaren Energiequellen und ist damit nahezu emissionsfrei,“ erläutert Daniel Hustadt.

So kommt der Wind in den Tank
Wasserstoff lässt sich mit Hilfe von Strom an jedem Ort aus Wasser herstellen. Dafür wird das Wasser mittels Elektrolyse in die Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten.
Dieser Prozess wird später im Fahrzeug umgekehrt und der Wasserstoff wird wieder in Strom umgewandelt:
Der Wasserstoff reagiert in einer Brennstoffzelle mit Sauerstoff zurück zu Wasser. Dabei entsteht Energie in Form von Strom, mit dem ein Elektromotor angetrieben werden kann.

 

Die Innovationslinie 109

Bus in der Wasserstoffstation HafenCity, Foto: U. Mertens

Bus in der Wasserstoffstation HafenCity, Foto: U. Mertens

In Hamburg will die Hochbahn die gesamte Busflotte langfristig auf Elektromobilität umstellen und ab 2020 nur noch emissionsfreie Busse anschaffen. Deshalb testet die Hochbahn zurzeit auf einer der schönsten Buslinien Hamburgs verschiedene innovative Antriebstechnologien wie die Brennstoffzellentechnologie im täglichen Praxisbetrieb. Die Ziele sind dabei: weniger CO2 und weniger Lärm. Den nötigen Wasserstoff bekommen die Busse der Hamburger Hochbahn an der Wasserstoffstation in der HafenCity. Diese Busse sind mittels Brennstoffzelle rein elektrisch auf Hamburgs Straßen unterwegs und hinterlassen nur Wasserdampf.

Elektrische Antriebe: Windenergie auf die Straße
Der Strom, erzeugt aus erneuerbaren Energien, kann sowohl einen batterieelektrischen, als auch einen brennstoff-elektrischen Elektromotor antreiben. Batteriebetriebene Fahrzeuge eignen sich besonders für Kurzstrecken. Fahrzeuge, die Wasserstoff als Energiespeicher nutzen, erzielen deutlich höhere Reichweiten, ähnlich den heutigen Autos mit Verbrennungsmotor; die Busse des HVV fahren vollgetankt eine Strecke von knapp 350 Kilometern. Wichtiger Gesichtspunkt in der Praxis: die Dichte des Tankstellennetzes

 

Neue Perspektiven

Wie geht es weiter? Daniel Hustadt fasst zusammen: „Wir sammeln bereits seit vielen Jahren Erfahrungen mit dieser Art der Energieerzeugung und der Nutzung von Wasserstoff als Energiespeicher. Unser Schwerpunkt ist aber nicht so sehr die Entwicklung von Mobilitätskonzepten. Vor dem Hintergrund des wachsenden Ausbaus der Offshore-Windenergie geht es für uns vor allem darum, die Anwendungsmöglichkeiten und Einsatzgebiete für Energiespeicher zu erproben und für die Zukunft fit, das heißt praxisfest einsetzbar zu machen. Windreiche Zeiten müssen wir besser nutzen, windarme Zeiten und Schwankungen in der Einspeisung stärker abfedern. Dafür hat das Projekt Wasserstofftankstelle bereits jetzt wertvolle Erfahrungen geliefert.“

 

Zahlen und Fakten
Seit Januar 2012 wurden insgesamt rund 48,6 Tonnen vertankt:
Bus: rund 42,4 Tonnen; Pkw: rund 6,2 Tonnen.Anzahl der Betankungen:
Bus: ca. 3.400; Pkw: ca. 3.900Verfügbarkeit:
Bus-Zapfsäule: 99 %; Pkw-Zapfsäule: 97 %

 

Weitere Informationen

Informationen zur Wasserstoffstation in der HafenCity

Blogartikel „Batterien: die Schnellstarter unter den Speichertechnologien“

Blogartikel „Das zweite Leben der E-Mobility-Batterien“

Innovationslinie 109 der Hamburger Hochbahn

Umstellung der Busflotte auf Elektromobilität

Überblick über das Netz mit Wasserstoffstationen

Initiative „Wasserstoff Brennstoffzelle Deutschland“

Daniel Hustadt
Experte
11. Juli 2016

Als Diplom-Wirtschaftsingenieur für Energie- und Umweltmanagement fing ich Anfang 2006 bei Vattenfall Trading Services in Hamburg an. Seit 2008 bin ich als Projektleiter im Business Development zuständig für die Entwicklung und Etablierung innovativer Projekte. Dazu gehört zum Beispiel die Wasserstoffstation in der Hamburger HafenCity und seit Ende 2014 auch das Thema Batterieanwendungen.

  • Experte
    Julia Steiner Julia Steiner
    17. November 2017

    Engagiert für die Wärmewende: Julia Steiner

    Da mein Vater Heizungsbauer ist, lag die Entscheidung für den Studiengang Gebäudeenergie- und Informationstechnik an der HTW nahe. Schon zu [...]
  • Experte
    Alexander Jung Alexander Jung
    15. November 2017

    Dekarbonisierung aller Sektoren

    Als gebürtiger Rheinländer kam ich nach dem Studium in Heidelberg und Spanien in den 90er Jahren zum Rechtsreferendariat nach Berlin. [...]
  • Experte
    Julia Klausch Julia Klausch
    8. November 2017

    Spatenstich für Europas größte Power-to-Heat-Anlage

    Als Pressesprecherin kümmere ich mich vorrangig um die standortübergreifenden Themen Elektromobilität, Biomasse, Steinkohle und Diversity. Als Redakteurin für den Blog [...]