Im Beisein der rheinland-pfälzischen Wirtschaftsstaatssekretärin Petra Dick-Walther und internationalen Medien weihten Andreas Gorbach, Vorstandsmitglied von Daimler Truck, und Jürgen Nowicki, Vorstandsvorsitzender von Linde Engineering, den ersten öffentlichen Unterkühler ein Flüssiger Wasserstoff (sLH2) (früherer Beitrag) Pilotstation in Wörth am Rhein, Betankung eines Mercedes-Benz GenH2 Truck Prototyps.
Ingenieure von Daimler Truck und Linde Engineering haben in den vergangenen Jahren gemeinsam mit sLH2 ein neues Verfahren zum Umgang mit unterkühltem flüssigem Wasserstoff entwickelt. Im Vergleich zu gasförmigem Wasserstoff ermöglicht dieser innovative Ansatz eine höhere Speicherdichte, eine größere Reichweite, schnelleres Auftanken, geringere Kosten und eine bessere Energieeffizienz. Bei einem 40-Tonnen-Schwerlastwagen, der 80 kg flüssigen Wasserstoff für eine Reichweite von 1,000 Kilometern und mehr transportiert, dauert das Auftanken etwa zehn bis fünfzehn Minuten.
Gleichzeitig senkt die neue sLH2-Technologie die erforderlichen Investitionen für eine Wasserstofftankstelle um den Faktor zwei bis drei und die Betriebskosten sind fünf bis sechs Mal niedriger. Flüssiger Wasserstoff kann heute europaweit zuverlässig geliefert werden.
Im Vergleich zur herkömmlichen Betankungstechnologie für flüssigen Wasserstoff (LH2) nutzt das neue Verfahren eine neue innovative sLH2-Pumpe, um den Druck des flüssigen Wasserstoffs leicht zu erhöhen. Bei dieser Methode wird der Wasserstoff zu unterkühltem flüssigem Wasserstoff (sLH2). Wasserstoff in diesem Zustand ermöglicht einen sehr robusten Betankungsprozess, der auch die Energieverluste beim Betanken auf ein Minimum reduziert.
Darüber hinaus ist keine Datenübertragung zwischen Tankstelle und Fahrzeug notwendig, was die Komplexität der Lösung weiter reduziert. Gleichzeitig wird die Betankungskapazität auf ein neues Niveau erhöht. Die Pilottankstelle hat eine Kapazität von 400 kg flüssigem Wasserstoff pro Stunde. Im Vergleich zu herkömmlichen Betankungskonzepten für flüssigen oder gasförmigen Wasserstoff ist sLH2 deutlich einfacher und bietet gleichzeitig eine höhere Leistung.
Mit dem Ziel, einen gemeinsamen Betankungsstandard für wasserstoffbetriebene Lkw zu etablieren, wird die Technologie über einen ISO-Standard allen interessierten Parteien offen zugänglich gemacht.
Für den emissionsfreien Transport sind drei Faktoren erforderlich: die richtigen batterieelektrischen und wasserstoffbetriebenen Fahrzeuge, das erforderliche Infrastrukturnetzwerk und Kostenparität für ZEVs im Vergleich zu Diesel-Lkw. Bei den Fahrzeugen ist der Wandel in vollem Gange. In Sachen Wasserstoff-Infrastruktur erreichen wir heute einen wichtigen Meilenstein: Mit sLH2 wird das Tanken von Wasserstoff so komfortabel wie das heutige Tanken von Diesel. Die Betankung unseres Mercedes-Benz GenH10 Trucks für eine Reichweite von mehr als 15 Kilometern dauert etwa 2 bis 1,000 Minuten. Wir rufen nun andere OEMs und Infrastrukturunternehmen auf, unserem Ansatz zu folgen und diese Technologie gemeinsam zu einem Industriestandard zu machen.
—Andreas Gorbach, Vorstandsmitglied der Daimler Truck AG, verantwortlich für Lkw-Technik
Die neue öffentliche sLH2-Tankstelle in Wörth am Rhein setzt Maßstäbe in puncto Energieeffizienz und Leistung. Mit einem Energieverbrauch von nur 0.05 KWh/kg benötigt es etwa 30-mal weniger Energie im Vergleich zur herkömmlichen Betankung mit gasförmigem Wasserstoff.
Die Tankstelle hat eine kleine Grundfläche von nur 50 Quadratmetern (ohne Zapfsäule) und ermöglicht Konfigurationen, bei denen mehrere Zapfsäulen für die parallele Betankung von LKWs sowie die Betankung hintereinander möglich sind.
Der Flüssigwasserstoff-Speichertank hat ein Fassungsvermögen von vier Tonnen und reicht für etwa zehn Stunden ununterbrochenes Tanken. Mittlerweile kann die Kapazität der sLH2-Tankstelle durch Nachfüllen auf über acht Tonnen pro Tag gesteigert werden. Es wird erwartet, dass geringere Anfangsinvestitionen und Betriebskosten für die sLH2-Technologie letztlich zu geringeren Gesamtbetriebskosten führen werden.
Im Gegensatz zur derzeitigen Betankung mit flüssigem Wasserstoff (LH2) ähnelt der sLH2-Prozess dem Komfort der aktuellen Dieselbetankungstechnologie. Aufgrund der robusten Isolierung des Betankungsschlauchs und der Gestaltung der Schnittstellen zwischen Zapfpistole und Kraftstofftank ist der Prozess sicher und es besteht keine Gefahr von Verschüttungen. Daher sind die erforderlichen Schutzmaßnahmen für die sLH2-Betankung mit denen für Diesel vergleichbar.
Während des Betankungsvorgangs kann kryogener, flüssiger Wasserstoff von minus 253 Grad Celsius in zwei miteinander verbundene 40-kg-Tanks gefüllt werden, die auf beiden Seiten des LKW-Chassis montiert sind, ohne dass eine spezielle Schutzausrüstung erforderlich ist. Die sLH2-Technologie ermöglicht eine Hochflusslieferung von mehr als 400 kg Wasserstoff pro Stunde und das Befüllen von 80 kg flüssigem Wasserstoff kann in zehn bis fünfzehn Minuten abgeschlossen sein.
(A) Übersicht über die Betankungsschnittstellen-Komponenten; (B) Überblick über Systemgrenzen und Schnittstelle mit Schwerpunkt der Standardisierungsbemühungen, hervorgehoben im roten Kasten. Pizzutilo et al.
Schließlich vermeidet das neue Verfahren sogenannte Boil-off-Effekte und „Return Gas“ (Gas aus dem Fahrzeugtank, das zur Tankstelle zurückfließt), so dass nur eine Zapfpistole zum Befüllen der Tanks erforderlich ist, was die Handhabung der sLH2-Technologie erleichtert. Die neue Tankstelle in Wörth wird von Linde mit Flüssigwasserstoff versorgt, das über die weltweit größte Flüssigwasserstoffkapazität und das größte Vertriebssystem verfügt.
Ab Mitte 2024 werden voraussichtlich fünf Unternehmen an ersten Kundenversuchen teilnehmen, um erste CO-Erfahrungen zu sammeln2-kostenloser Ferntransport mit Mercedes-Benz GenH2 Trucks. Die Sattelzugmaschinen werden in unterschiedlichen Fernverkehrseinsätzen auf bestimmten Strecken innerhalb Deutschlands eingesetzt und an der nun eröffneten öffentlichen sLH2-Tankstelle in Wörth am Rhein sowie an einer Tankstelle im Raum Duisburg betankt.
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- Pizzutilo, Enrico, Thomas Acher, Benjamin Reuter, Christian Will und Simon Schäfer (2024) „Subcooled Liquid Hydrogen Technology for Heavy-Duty Trucks“ World Electric Vehicle Journal 15, nein. 1: 22. doi: 10.3390/wevj15010022 (Open Access)
Quelle aus Green Car Kongress
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