Clean Ener gy P a r tnership mobil mit W asserst off

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1 Besuchen Sie uns! CEP-Informationszentrum Aral Tankstelle Messedamm 8-10, Berlin-Charlottenburg U-Bahn: Haltestelle Kaiserdamm S-Bahn: Haltestelle Messe-Nord/ICC TOTAL Station & BVG Omnibus-Betriebshof Heerstraße 324, Berlin-Spandau Bus: M49, X49, 135, 638, 639 Haltestelle Heerstraße/ Wilhelmstraße 111 Informationen zur CEP finden Sie unter Anfragen zu Besuchsterminen und Führungen richten Sie bitte an: Clean Energy Partnership c/o iserundschmidt Kreativagentur für PublicRelations GmbH Reinhardtstraße Berlin Tel.: Fax: info@cep-berlin.de U4 U1 Clean Ener gy P a r tnership mobil mit W asserst off

2 Vorwort Inhalt Innerhalb der nächsten zehn Jahre wollen wir für den alltagsfähigen Einsatz von Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologien die Schwelle zur Marktreife erreichen. Industrie, Wissenschaft und Bundesregierung arbeiten mit vereinten Kräften daran, die Entwicklung dieser Zukunftstechnologien mit verstärkten Forschungs-, und Demonstrationsaktivitäten deutlich zu beschleunigen. Denn nur mit vereinten Kräften wird es uns gelingen, die bestehende deutsche Marktführerschaft auf diesem Gebiet auszubauen. Wir haben keinen Sprint, wir haben einen Marathonlauf begonnen. Wir brauchen einen langen Atem, um Vorreiter in diesem zukunftsträchtigen Technologiefeld zu bleiben. Mit dem Nationalen Innovationsprogramm Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NIP), das wir 2006 aufgelegt haben, wollen wir die Konkurrenzfähigkeit Deutschlands und Europas im internationalen Wettbewerb sichern. Die Clean Energy Partnership (CEP), in der Industrie, Wissenschaft und Politik gemeinsame Projekte und Visionen voranbringen, ist hierbei eine ganz wichtige Unterstützung. Um unserer Verantwortung für den Klimaschutz gerecht zu werden, brauchen wir sinnvolle und klimaschonende Alternativen zur herkömmlichen Energieversorgung. Zudem bieten sich in diesem Bereich vielfältige Ansatzpunkte für technologische Innovationen, die die Spitzenstellung und Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Industrie stärken. Schon heute sind eine Reihe anwendungsreifer Produkte im Einsatz, etwa die Wasserstoffbusse der Berliner Verkehrsbetriebe oder die Brennstoffzellen- und Wasserstoff-Pkw-Flotte der CEP. Sie liefern wertvolle Erkenntnisse für die technologische Weiterentwicklung. Wir stehen an der Schwelle von Forschung und Entwicklung zu Demonstration und Umsetzung in alltagstaugliche Anwendungen. Das Nationale Innovationsprogramm Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie zeigt, dass Deutschland neue Wege geht. Es verbindet die bewährte Förderung mit einem zusätzlichen Element der Demonstration marktfähiger Gesamtsysteme im Alltag. Das CEP-Projekt ist hierfür ganz unbestritten ein herausragender Leuchtturm. Wolfgang Tiefensee Bundesminister für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung Vor wor t 2 Stellen Sie sich vor... 4 Wasserstoff-Metropole Berlin 6 Par tner für Energie und Mobilität 8 Der K raf tstoff von morgen 10 Energie und Nachhaltigkeit 12 Grüner Wasserstoff 14 Kompetenz in Sachen Wasserstoff 16 CEP Aral Tankstelle am Messedamm 18 CEP TOTAL Station Heerstraße 20 Die Fahrzeuge 22 Willkommen im Alltag! 28 CEP Die Par tner 30 Wasserstoff von A bis Zukunf t 32 3

3 Stellen Sie sich vor... Berlin. Große Limousinen und wendige Flitzer. Busse, Kleintransporter und schwere Lkw der Verkehr rollt. Dennoch ist es beinahe still auf den Straßen. Die Luft ist frisch und sauber. Wir folgen einem Auto durch den Verkehr. Es wechselt die Spur, gibt wieder Gas und gleitet zügig an den anderen Fahrzeugen vorbei. Kaum hörbar schnurrt sein Motor. Dann Abbremsen, Spurwechsel, es fährt zum Tanken raus. Geräuschlos rollt es an die Zapfsäule. Wasserstoff heißt seine Sorte. Der Fahrer tankt, zahlt und startet den Motor erneut. Aus dem Auspuff rinnt ein Tropfen einer klaren Flüssigkeit: Wasser. 4 5 Was wie ein Zukunftstraum erscheint, könnte schon bald die Realität werden. Denn mit der Eröffnung der ersten Wasserstoff-Tankstelle der Clean Energy Partnership (CEP) in Berlin ist im November 2004 ein neues Kapitel der Energiegeschichte angebrochen. Wasserstoff (auch: H 2 ) ist der Energieträger der Zukunft. Mit seiner Hilfe können umweltfreundliche Energien wie Wind-, Wasser- und Sonnenkraft die Autos von morgen antreiben nachhaltig und ohne schädliche Emissionen. Dieses Ziel verfolgen die Unternehmen, die sich in der Clean Energy Partnership zusammengeschlossen haben. Denn ganz gleich ob im Zylinder eines Ottomotors oder in den Reaktionskammern einer Brennstoffzelle: Wenn Wasserstoff zu Energie wird, entsteht klares Wasser.

4 Wasserstoff-Metropole Berlin Die Clean Energy Partnership betreibt in Berlin eines der weltweit größten Demonstrationsprojekte der Wasserstofftechnologie. Es umfasst zwei öffentliche Wasserstoff-Tankstellen sowie eine Flotte von 17 Wasserstoff-Pkw und damit eine Vielzahl von H 2 -Anwendungen: die dezentrale Erzeugung von Wasserstoff sei es per Elektrolyse oder Dampfreformierung seine Distribution per Tanklastzug, seine Lagerung und Bereitstellung an Tankstellen, seinen Einsatz in stationären Brennstoffzellen und seine mobile Anwendung als Kraftstoff. Die CEP demonstriert im harten Alltags betrieb die komfortable und sichere Betankung mit flüssigem und gasförmigem Wasserstoff und den Einsatz als Kraftstoff für Pkw und Busse. Die Wasserstoff-Fahrzeuge sind dazu in die Fuhrparks großer Berliner Flottenbetreiber eingereiht. Ein Projekt mit Vorbildfunktion: Viele hochrangige, internationale Gäste aus Politik, Industrie und Medien sowie unge zählte Besuchergruppen haben seit seiner Eröffnung das CEP-Demonstrationsprojekt besichtigt. Berlin ist eben auch in Sachen Zukunft eine Reise wert.

5 Partner für Energie und Mobilität 8 9 Mobilität ist ein individuelles Grundbedürfnis in der modernen Gesellschaft und zugleich eine Voraussetzung für weltweites wirtschaftliches Wachstum und Wohlstand. Um sie auch in Zukunft ausreichend bereitstellen zu können, sind wir auf nachhaltige Rohstoffe zur kostengünstigen Energieerzeugung angewiesen. Seit der Gründung des Club of Rome und dem Weltklimagipfel in Rio de Janeiro steht dieses Thema auf der Agenda einer weltweiten Umweltpolitik. Denn trotz großer Erfolge bei der Vermeidung von schädlichen Emissionen sind zwei drängende Fragen geblieben: Wie kann der weltweite Treibhauseffekt im Gleichgewicht gehalten werden? Und wie können die endlichen fossilen Energieträger dauerhaft ersetzt werden? Beide Fragen sind inhaltlich miteinander verwoben, denn die Verbrennung von fossilen Energieträgern wie Kohle oder Erdöl erzeugt unter anderem das Treibhausgas CO 2. Gesucht ist also eine unerschöpfliche und flexible Energiequelle, die keine Treibhausgase und keine schädlichen Emissionen verursacht. Ein Wunschtraum? Nein denn mit der modernen Wasserstofftechnologie erschließen sich neue Energiekreisläufe, die genau diese Anforderungen erfüllen. Dabei wird Wasserstoff als Energieträger besonders im Bereich der Mobilität eine wichtige Rolle spielen. Die hierzu erforderliche Technologie umfasst das breite Spektrum von der Energieerzeugung und Speicherung über die Fahrzeugentwicklung bis hin zur Standardisierung von Betankungsverfahren und der Entwicklung von Sicherheitsnormen. Eine komplexe Aufgabe, die nicht im Alleingang gelöst werden kann. Aus diesem Grunde haben sich die Unternehmen der Clean Energy Partnership zusammengeschlossen.was sie entwickeln, wird einmal als großes Ganzes zusammenwirken. Gemeinsam mit der Bundesregierung und als Teil der nationalen Nachhaltigkeitsstrategie gestaltet die CEP so schon heute die Zukunft der Mobilität.

6 Der Kraftstoff von morgen Energie tritt in unterschiedlichen Formen auf. Wir nutzen sie als Wärme oder Strom und gewinnen sie durch chemische oder physikalische Prozesse wie Verbrennungen, Kernspaltung, photoelektrische Effekte (Solarzellen) oder einfach, indem wir vorhandene Wärmequellen wie das heiße Erdinnere oder die Sonne nutzen. Energie soll uns auf Knopfdruck zur Verfügung stehen, wenn wir etwa den Fernseher einschalten oder das Auto starten. Um dies zu ermöglichen, muss die gewonnene Energie gespeichert und transportiert werden. Alle wichtigen Energiekreisläufe sind maßgeblich geprägt durch solche Speicherungs- und Transportvorgänge. Sie stehen im Zentrum unserer Energieversorgung. Wasserstoff ist ein chemischer Speicher für Energie, ein Energieträger. Er kommt also nicht gebrauchsfertig in der Natur vor, aber man kann ihn überall herstellen, ihn flüssig oder gasförmig lagern und transportieren und seine Energie kontrolliert wieder freisetzen. Dabei entstehen keine Schadstoffe und keine klimaschädigenden Emissionen, sondern nur Wasser. Mit Wasserstoff ist es also möglich, etwa durch Solarkraft gewonnene Energie sehr effizient zu speichern und dann fernab von Sonne und Kraftwerk umweltfreundlich einzusetzen. Diese Eigenschaften machen Wasserstoff besonders für den Mobilitätsbereich interessant. Denn gerade hier sind wir ja auf transportable Energieträger angewiesen. In der industriellen Anwendung ist Wasserstoff seit langem alltäglich und als chemisches Element einer der Grundbausteine unserer Welt. Wasserstoff ist das einfachste und häufigste Element im Universum, geruchlos, ungiftig und sicher zu handhaben. Er lässt sich auf vielerlei Weise herstellen: industriell etwa aus Erdgas oder via Elektrolyse aus Strom und Wasser. Wasserstoff ist nach heutigem Forschungsstand der Kraftstoff der Zukunft.

7 Energie und Nachhaltigkeit Wasserstoff ist für sich genommen ein emissionsfreier Energieträger. Damit jedoch seine Verwendung auch insgesamt im Energiekreislauf eine saubere Sache bleibt, muss er umweltgerecht hergestellt werden. Hierfür bieten sich erneuerbare Energien wie Wind-, Wasseroder Solarenergie an. Ihre Bereitstellung für die CEP ist Aufgabe von Vattenfall Europe. Innerhalb des Projekts wird Wasserstoff auf verschiedenen Wegen hergestellt. So wird der gasförmige Wasserstoff mittels eines hocheffizienten Druck-Elektrolyseurs der Firma StatoilHydro nachfrageorientiert direkt an der CEP Tankstelle am Messedamm produziert. Vattenfall Europe stellt mit Hilfe von grün zertifiziertem Strom sicher, dass ein Äquivalent für die in der Produktion eingesetzte Energie an anderer Stelle regenerativ erzeugt und in das Netz eingespeist wurde. Nur so ist garantiert, dass die Wasserstofftechnologie tatsächlich endliche Ressourcen schützt und klimarelevante Emissionen reduziert: Wasserstoff wird zum nachhaltigen Energieträger. Das Prinzip der Nachhaltigkeit stammt aus der Forstwirtschaft und stellt ursprünglich sicher, dass dem Wald nicht mehr Holz entnommen wird als nachwachsen kann. Nachhaltigkeit bedeutet, den Bedürfnissen der heutigen Generation zu entsprechen, ohne damit die Entwicklungsmöglichkeiten künftiger Generationen einzuschränken. Seine umweltpolitische Bedeutung fand der Begriff Nachhaltigkeit als Leitmotiv der Klimaschutzpolitik.

8 Grüner Wasserstoff StatoilHydros Engagement in der Wasserstofftechnologie geht bis in die 1930er Jahre zurück. Die Tradition hat StatoilHydro in eine moderne Vision umgesetzt: Aktuell hat StatoilHydro bereits mehrere Wasserstoff-Tankstellen geliefert. In der Berliner Tankstelle am Messedamm wird gasförmiger Wasserstoff vor Ort in einem Elektrolyseur hergestellt. Ziel ist es, die bedarfsgekoppelte Vor-Ort- Produktion von H 2 im reellen Alltagsbetrieb zu demonstrieren. Die Anlage wird als ein Element einer umfassenden zukünftigen Infrastruktur erprobt: So wird der Elektrolyseur in Berlin aus einer zentralen Leitwarte im Norwegischen Rjukan gesteuert. Der Serien-Druckelektrolyseur produziert in Berlin 60 Nm 3 Wasserstoff pro Stunde bei einem Druck von 12 bar. Er verbraucht dabei weniger Energie als eine leistungsgleiche herkömmliche, drucklose Anlage der Berliner Elektrolyseur verbraucht 5,1 kwh pro Nm 3 Wasserstoff. Dieser Wert ist auch nach einigen jahren Betrieb derselbe. Durch das kompakte Design des Elektrolyseurs findet er in einem Standard-Containergehäuse Platz. Die Wasserstoffproduktion geschieht in einem geschlossenen Prozess nur Sauerstoff wird freigesetzt. Die Anlage erfüllt die strengsten Sicherheitsbestimmungen und ist somit für den Einsatz in der Großstadt Berlin geeignet. Der Elektrolyseur hat sich als wartungsarm, betriebssicher und zuverlässig erwiesen: Die Verfügbarkeit der Anlage beträgt 98%, so dass 95% des an der Aral Tankstelle getankten gasförmigen Wasserstoffs (CGH 2 ) aus der Elektrolyse stammen. Die restlichen 5% entstammen dem Back-up-System von The Linde Group. Ein Vorteil der Vor-Ort-Produktion von Wasserstoff mit Elektrolyse ist die Kopplung der Produktion an die Nachfrage an der Zapfsäule: Es wird jeweils nur soviel Wasserstoff produziert wie auch getankt wird. StatoilHydro arbeitet aktuell an der Entwicklung einer neuen Generation von Hochleistungselektrolyseuren, die bis zu 600 Nm 3 Wasserstoff pro Stunde bei einem Druck von 30 bar, einer hohen Stromdichte und einem Energieverbrauch von 4,1 kwh pro Nm 3 Wasserstoff produzieren können. Denn für StatoilHydro stellt das Engagement an einem Projekt wie der CEP eine Verpflichtung zur Weiterentwicklung von Technologien für den mobilen Einsatz von Wasserstoff dar.

9 Kompetenz in Sachen Wasserstoff The Linde Group vereinigt die gesamte Wasserstoff- Wertschöpfungskette in einer Hand: von der Erzeugung über Transport und Lagerung bis hin zur Anwendung. Für die Wasserstoff-Tankstellen der CEP in Berlin liefert das Unternehmen, das über die einzige industrielle Wasserstoff-Verflüssigungsanlage Deutschlands verfügt, flüssigen Wasserstoff (LH 2 ). Sowohl an der Aral wie auch an der TOTAL Tankstelle wird der minus 253 C kalte flüssige Wasserstoff in superisolierten Hochtanks gespeichert. Neben flüssigem Wasserstoff wird in Berlin auch gasförmiger Wasserstoff (CGH 2 ) getankt. Bei der TOTAL Tankstelle sorgt direkt vor Ort ein Dampfreformer (Steam Reformer) von The Linde Group dafür, dass immer genügend CGH 2 vorhanden ist. Er erzeugt Wasserstoff aus flüssigem Propangas (LPG Liquefied Petroleum Gas). Die Zapfsäulen der beiden Berliner Wasserstoff- Tankstellen, die das Tanken einfach, sicher und schnell machen, stammen ebenfalls von The Linde Group. Dazu gehören auch die CGH 2 -Kompressoranlagen, die den gasförmigen Wasserstoff von ca. 15 auf 350 bar verdichten. Die Zapfsäulen sind bereits für eine zukünftige Druckerhöhung auf 700 bar vorbereitet. An der TOTAL Station hat The Linde Group die neueste Generation von LH 2 -Zapfsäulen mit einer neu entwickelten, leichter zu bedienenden Kupplung installiert.

10 CEP Aral Tankstelle am Messedamm Eine ganz alltägliche, moderne Berliner Aral Tankstelle? Ja und nein. Denn was die CEP am Berliner Messedamm realisiert hat, ist ein Stück Zukunft. Und eine Meisterleistung der Ingenieure: modernste Wasserstofftechnologie im Zusammenspiel mit der Infrastruktur einer konventionellen Tankstelle. Via Zapfsäule gibt es hier Diesel, Benzin, flüssigen (LH 2 ) und gasförmigen (CGH 2 ) Wasserstoff. Hier kann man tanken, einkaufen und sein Auto waschen. Also eigentlich doch bloß Alltag: der Alltag von morgen. Zapfsäulen Bei der Betankung mit Wasserstoff werden Zapfpistole und Tankstutzen mit speziellen Kupplungen miteinander verbunden. Die Verbindungen sind druck-, kälte- und gasdicht. Ähnlich wie beim Benzintanken wird auch bei tiefkaltem flüssigem Wasserstoff eine Pumpe, die so genannte Kryopumpe (Kryos = griech. Kälte), verwendet. Bei der Druckgasbetankung befüllt ein Kompressor die Fahrzeuge bei einem Druck von bis zu 350 bar.all dies erledigen die Zapfsäulen von The Linde Group so sicher, komfortabel und schnell, wie man es von jeher kennt. Also ganz einfach: Vorfahren, voll tanken, Gas geben. Servicestation In der CEP-Servicestation werden die Testfahrzeuge gewartet und gepflegt. Alle Servicearbeiten, Routinekontrollen und Funktionsüberprüfungen werden hier durchgeführt. Daneben liefern die erfassten Fahrzeugdaten wichtige Ergebnisse über den Fahrbetrieb in Kundenhand. Elektrolyseur Aus dem Leitungswasser der Berliner Stadtwerke produziert der Druckelektrolyseur von StatoilHydro direkt an der Tankstelle den gasförmigen Wasserstoff. Der Elektrolyseur arbeitet mit Druck und verbraucht daher deutlich weniger Energie als herkömmliche Anlagen. Zudem benötigt er nur ein Viertel ihrer Fläche. Die Produktion von Wasserstoffgas läuft vollautomatisch. Eine Besonderheit ist darüber hinaus die direkt an die Nachfrage gekoppelte Produktion: Es wird also immer nur soviel Wasserstoff hergestellt, wie auch getankt wird.

11 CEP TOTAL Station Heerstraße Die Wasserstoff-Tankstelle von TOTAL im Stadtteil Spandau ist der zweite Standort des Berliner CEP- Demonstrationsprojekts. Auch hier wurde die Wasserstofftechnologie vollständig in den konventionellen Tankstellenbetrieb integriert. Eine Besonderheit: Seit März 2006 versorgen zwei stationäre Brennstoffzellen unter Aufsicht von Vattenfall Europe die Tankstelle mit Strom und Wärme. Zudem bildet Spandau mit einem separaten Tankfeld für Busse eine Schnittstelle zum EU- Wasserstoff-Projekt HyFLEET: CUTE. Tankkupplung The Linde Group liefert die Zapfsäulen und Betankungsanlagen für die CEP-Standorte Messedamm und Heerstraße. Sie bieten maximale Sicherheit und hohen Bedienkomfort. Eine Besonderheit ist die Zapfsäule für flüssigen Wasserstoff an der Heerstraße. Denn hier verrichtet eine Tankkupplung der zweiten Generation ihren Dienst. Sie wurde nach Erfahrungen der CEP-Testkunden optimiert und markiert einen weiteren Schritt in die Wasserstoff-Zukunft. Wasserstoff-Lagerbehälter Den flüssigen Wasserstoff für die CEP Tankstellen liefert The Linde Group per Tanklastzug nach Berlin. An den Tankstellen wird er in einem hochisolierten Behälter mit Litern Fassungsvermögen gespeichert.von hier aus kann er als LH 2 getankt oder verdampft und als CGH 2 genutzt werden. Dampf-Reformer Anders als am Messedamm wird an der Heerstraße der gasförmige Wasserstoff nicht aus Leitungswasser elektrolysiert, sondern aus flüssigem Propangas gewonnen. Experten sprechen von Reforming. Das umweltfreundliche und effiziente Verfahren wird vor Ort in einer integrierten Dampf-Reforming-Anlage von The Linde Group durchgeführt.

12 Die Fahrzeuge Zukunft inspiriert die Gegenwart: BMW Antriebstark: A-Klasse F-Cell Der BMW Hydrogen 7 trägt unter der Kühlerhaube einen modifizierten Ottomotor, der sowohl Wasserstoff als auch Benzin verbrennen kann. Mit diesem bivalenten Antrieb setzt BMW bewusst auf den Verbrennungsmotor, der auf jahrzehntelanger Erfahrung beruht und auch bei einer noch unvollständigen Wasserstoff-Infrastruktur betrieben werden kann. Mit seinem 12-Zylinder erzielt der BMW 192 kw und ein maximales Drehmoment von 390 Nm. Der Wagen erreicht eine abgeregelte Spitzengeschwindigkeit von 230 km/h. Sein hochisolierter Tank hat ein Volumen von 170 Litern und fasst etwa 8 kg Flüssigwasserstoff (LH 2 ) bei minus 253 Grad Celsius, was der Limousine im Wasserstoffbetrieb eine Reichweite von über 200 Kilometern verleiht. Ein Benzintank erweitert den Aktionsradius um zusätzliche 600 Kilometer. Der BMW Hydrogen 7 befindet sich auf einem konkurrenzfähigen Niveau hinsichtlich Alltagstauglichkeit, Dynamik, Komfort und Sicherheit: die weltweit erste Wasserstoff-Serienlimousine im Premiumsegment. Seit Mai 2007 gibt BMW den BMW Hydrogen 7 in Kundenhand. Die A-Klasse F-Cell ist das Ergebnis intensiver Forschungsarbeit und stellt die sechste Generation der Daimler AG Brennstoffzellen-Fahrzeuge dar. Das Fahrzeug ist dem Forschungsstadium entwachsen und mit 60 Exemplaren einer der ersten in Kleinserie gefertigten Brennstoffzellen-Pkw der Welt. Der F-Cell beweist seine Alltagstauglichkeit derzeit im Rahmen von internationalen Kooperationsprojekten in Europa, den USA, Japan und Singapur. Der Mercedes ist ein ideales Stadtfahrzeug leise, energiesparend, sicher und völlig emissionsfrei. Der F-Cell nutzt den Wasserstoff als Druckgas, das auf 350 bar komprimiert mitgeführt wird. Damit erzielt das Fahrzeug eine Reichweite von rund 170 Kilometern. Der Verbrauch entspricht einem Äquivalent von etwa 4 Litern Diesel auf 100 Kilometern. Der Elektromotor leistet 65 kw und hat ein maximales Drehmoment von 210 Nm.In etwa 14 Sekunden beschleunigt der F-Cell von 0 auf 100 km/h; die Höchstgeschwindigkeit liegt bei 140 km/h. Das Brennstoffzellen-System findet im Sandwichboden der A-Klasse mit langem Radstand Platz.Der gesamte Innenraum steht also Passagieren und Gepäck zur Verfügung.

13 Die Fahrzeuge Effizienz pur: Ford Focus Brennstoffzelle Hybrid Dynamisch und kompakt: Opel HydroGen Der Ford Focus Brennstoffzelle Hybrid ist die fünfte Generation von Brennstoffzellen-Autos aus dem Hause Ford. Das Modell hat das Prototypen-Stadium verlassen und ist als sicheres und alltagstaugliches Fahrzeug in die Kleinserienfertigung übergegangen. Sein Brennstoffzellen-System liefert eine elektrische Leistung von 68 kw. Die besondere Dynamik verleiht dem Ford aber sein Hybrid-Antrieb: Eine Batterie sorgt beim Beschleunigen für zusätzlichen Schub. Die kraftvolle Kombination übersteigt die Nennleistung des Brennstoffzellen- Systems deutlich. So entspricht das maximale Drehmoment des Ecostar-Elektromotors dem eines 170 PS Benziners. Und das bei höchster Effizienz: Beim Bremsen wird die Bewegungsenergie des Wagens wieder als elektrische Energie zurückgeführt. Der Motor wirkt dann kurzfristig als Stromerzeuger und speist die Batterie für den nächsten Beschleunigungsvorgang. Dank dieser sparsamen Technik erzielt der Ford mit einer Tankfüllung gasförmigen Wasserstoffs eine Reichweite von über 300 Kilometern. Auf Basis des Zafira hat GM/Opel mit dem HydroGen3 ein seriennahes Brennstoffzellen-Fahrzeug entwickelt. Die wesentlichen Komponenten seines Antriebssystems sind zu einem kompakten Modul zusammengefasst. Es wird wie bei einem konventionellen Fahrzeug vormontiert und kann bei der so genannten Hochzeit wie im normalen Produktionsablauf einer Automobilfabrik üblich mit der Karosserie verbunden werden. So finden alle Komponenten des Antriebs unter der Motorhaube bzw. der Rückbank Platz. Innen- und Gepäckraumgröße des HydroGen3 entsprechen dem Serien-Zafira. Der HydroGen3 beschleunigt in 16 Sekunden von 0 auf 100 km/h und erreicht eine Höchstgeschwindigkeit von 160 km/h. Alle Fahrzeuganforderungen meistert er dank des dynamisch optimierten Brennstoffzellen-Systems ohne zusätzliche Pufferbatterie. In Berlin fährt er als HydroGen3 liquid und erreicht mit 4,6 kg tiefkaltem flüssigem Wasserstoff im Tank eine Reichweite von rund 400 Kilometern. Außerdem erprobt GM/Opel im HydroGen3 compressed 700 die Druckwasserstoffspeicherung bei 700 bar.

14 Die Fahrzeuge Deutschlandpremiere in Berlin: Volkswagen Touran HyMotion Emissionsfrei durch die Stadt: Die BVG Wasserstoff-Flotte Der HyMotion ist die jüngste Weiterentwicklung von Fahrzeugen mit Brennstoffzellen-Antrieb bei Volkswagen. Auf der Basis des Touran wurde das Fahrzeug im Volkswagen Technologiezentrum Isenbüttel entwickelt und zunächst in den USA intensiv im Alltag getestet. Der Einsatz innerhalb der CEP stellt seine Deutschlandpremiere dar. Der Touran HyMotion verfügt über einen Brennstoffzellen-Antrieb, der die zukünftige Mobilität schon heute greifbar macht. Der Elektromotor zeichnet sich durch ein hohes Drehmoment in einem großen Drehzahlbereich aus und sorgt für ein komfortables und vibrationsfreies Fahrgefühl. Der HyMotion beschleunigt von 0 auf 100 km/h in 14 Sekunden. Seine Spitzengeschwindigkeit beträgt 140 km/h. Der Wasserstoff wird gasförmig bei 350 bar mitgeführt. Eine Tankfüllung ermöglicht eine Reichweite von etwa 160 km. Die Brennstoffzelle besitzt eine elektrische Maximalleistung von 85 kw.um auch auf höchste Lastanforderungen dynamisch reagieren zu können, verfügt der HyMotion über eine Nickel-Metall- Hydrid-Batterie mit einem Energieinhalt von rund 1,9 kwh. Der Wagen erfüllt die TÜV und EIHP-Richtlinien und ist so sicher wie ein Touran mit konventionellem Antrieb. Seit Juni 2006 setzt die BVG drei mit gasförmigem Wasserstoff betriebene Busse mit Verbrennungsmotor im regulären innerstädtischen öffentlichen Personennahverkehr ein. Im Rahmen der CEP und des europäischen Projekts HyFLEET:CUTE fahren 2008 insgesamt 14 Wasserstoff-Busse mit Wasserstoff-Verbrennungsmotor und ein Gelenkbus mit Brennstoffzellen-Hybridantrieb für die BVG. Sie stellen täglich unter Beweis, dass gerade im öffentlichen Personentransport Wasserstoff der Kraftstoff von morgen sein kann. Denn nicht nur die Umwelt und die sprichwörtliche Berliner Luft können sich freuen, auch die Fahrgäste spüren den frischen Wind der neuen Technologie: Ob mit Wasserstoff- Verbrennungsmotor oder Brennstoffzellen-Antrieb sind Wasserstoff-Busse dank hoher Wirkungsgrade und neuer Designmöglichkeiten eine bequeme Alternative. Und auch die Betreiber profitieren: Die BVG erwartet einen geringeren Wartungsaufwand und weniger Ausfallzeiten.

15 Willkommen im Alltag! sicher gefahrene Kilometer und 1700 problemlose Betankungen im Betriebsjahr 2006 sprechen eine deutliche Sprache: Wasserstoff ist im Berliner Alltag angekommen. Die Wasserstoff-Pkw und die beiden CEP Tankstellen haben damit ihre erste Bewährungsprobe im realistischen Alltagsbetrieb gemeistert. Besonders zu beachten ist, dass nicht Testfahrer, sondern Kunden der Autohersteller die Fahrzeuge im Berliner Stadtverkehr bewegen. Die CEP hat aktuell über 100 Fahrer der Deutschen Telekom, der BVG, der Berliner Stadtreinigung BSR, von Hermes, Ikea und Vattenfall Europe oder der Fahrbereitschaft des Kanzleramts im Umgang mit Wasserstoff und für Wasserstoff-Betankungen geschult. Denn im täglichen Umgang erfordert Wasserstoff nicht höhere, sondern andere Sicherheitsstandards als konventionelle Kraftstoffe. Naturgemäß hat Wasserstoff andere Eigenschaften als Benzin oder Diesel und muss daher als Kraftstoff entsprechend behandelt werden. Dies wird in einem integrierten Sicherheitskonzept für die Fahrzeuge und die Tankstellen-Infrastruktur gewährleistet. Die Wasserstoff-Fahrzeuge werden wie konventionelle Serienfahrzeuge allen notwendigen Crashtests und die Wasserstoff-spezifischen Bauteile speziellen Tests unterzogen und vom TÜV abgenommen. Aufgrund umfangreicher Untersuchungen kamen beispielsweise der TÜV Süddeutschland sowie die beratende Feuerwehr zu dem Fazit, dass Wasserstoff- Fahrzeuge mindestens so sicher wie konventionelle Benzin-Fahrzeuge sind. Willkommen im Alltag!

16 CEP Die Par tner Aral Als erste Mineralölgesellschaft begann Aral 1984 mit der Erprobung einer Tankstelle für gasförmigen Wasserstoff. Es folgten gemeinsam mit Partnern die Entwicklung von automatischen Tankrobotern und der erfolgreiche Betrieb einer Tankstelle für flüssigen und gasförmigen Wasserstoff auf dem Flughafen München. Die Berliner Tankstelle ist ein weiterer Schritt in die Wasserstoff-Zukunft. Denn sie ist eine der weltweit ersten integrierten öffentlichen Wasserstoff-Tankstellen. Berliner Ve rk ehrsbetriebe (BVG) Auch die Berliner Verkehrsbetriebe gehen mit der Zeit: Seit Juni 2006 setzt die BVG mit gasförmigem Wasserstoff betriebene Busse im innerstädtischen öffentlichen Personennahverkehr ein. Im Rahmen der CEP und des europäischen Projekts HyFLEET:CUTE fahren insgesamt 15 Wasserstoff-Busse für die BVG (14 mit Wasserstoff-Verbrennungsmotor, einer mit Brennstoffzellen-Antrieb). Sie stellen täglich unter Beweis, dass gerade im öffentlichen Personentransport Wasserstoff der Kraftstoff von morgen sein kann. BMW Gr oup Die BMW Group verfolgt seit über zwei Jahrzehnten die Vision einer nachhaltigen Mobilität. So entwickelt sie einerseits konventionelle Technologien, andererseits verfolgt sie mit dem Projekt BMW CleanEnergy die Entwicklung von Wasserstoff-Fahrzeugen. Die BMW Group startete in diesem Projekt 1978 die Erforschung von Antrieben und Fahrzeugen mit Wasserstoff. Seitdem ging nicht nur die Entwicklung konventioneller Pkw rasant voran inzwischen stellte die BMW Group mit der BMW 7er-Reihe die sechste Generation von Wasserstoff-Pkw vor. Daimler AG Daimler AG ist ein Pionier in der Entwicklung des Brennstoffzellen-Antriebs. Seit Anfang der 90er Jahre arbeiten Forscher und Ingenieure an der praktischen Umsetzung dieser Technologie. Bereits 1994 konnte Daimler AG das erste Fahrzeug Necar1 (New Electric Car) mit Brennstoffzellen-Antrieb vorstellen. Seither folgten viele weitere Entwicklungen. Jetzt rollt mit der A-Klasse F-Cell die sechste Generation auf der Straße. GM/Opel Ende 1997 begannen bei GM/Opel die Entwicklungsarbeiten zu Brennstoffzellen-Fahrzeugen. Aktuell arbeiten rund 600 Mitarbeiter bei GM Fuel Cell Activities (FCA) an fünf Standorten in Deutschland, den USA und Japan gemeinsam daran, die Brennstoffzellen-Technologie zur Marktreife zu entwickeln. Stat oilhy d r o StatoilHydros Engagement in der Wasserstofftechnologie reicht mit Wasserstoff-Versuchsfahrzeugen bis in die 30er Jahre des letzten Jahrhunderts zurück. Die Tradition hat StatoilHydro in eine moderne Vision umgesetzt: Aktuell hat StatoilHydro bereits mehrere Wasserstoff-Tankstellen geliefert. In der Berliner CEP Tankstelle am Messedamm stellt StatoilHydro den gasförmigen Wasserstoff mittels Elektrolyse her. TOTA L TOTAL engagiert sich seit Jahren für die Nutzung von Wasserstoff im Verkehr. Die praktische, kundenfreundliche Anwendung des neuen Kraftstoffs und vorbildliche Sicherheitskonzepte haben dabei ebenso großen Stellenwert wie die Suche nach einem alternativen und umweltfreundlichen Kraftstoff für die Zukunft. Va tt enfall E u ro pe Als drittgrößter Stromproduzent in Deutschland und mit über 15 Jahren Erfahrung in der Wasserstoff-Energietechnik schafft Vattenfall Europe die Voraussetzung dafür, die Fahrzeuge des Berliner Demonstrationsprojekts tatsächlich mit sauberem Kraftstoff zu versorgen. Vattenfall Europe stellt mit Hilfe von grün zertifiziertem Strom sicher, dass der im Projekt eingesetzte Strom an anderer Stelle regenerativ erzeugt und ins Netz eingespeist wurde Ford 1998 stellte Ford seinen ersten Pkw mit Brennstoffzellen-Antrieb vor: Ausgangspunkt einer ehrgeizigen und intensiven Forschungsarbeit an Wasserstoff- Fahrzeugen. Aktuelles Ergebnis dieser Entwicklung ist der Ford Focus Brennstoffzelle Hybrid. Doch die Ford- Ingenieure arbeiten auch noch an einer anderen Technologie: Auf dem Weg in eine Wasserstoff-Zukunft mit Brennstoffzellen hält Ford den Wasserstoff-Verbrennungsmotor für eine wichtige Brückentechnologie. The Linde Group Als weltweit größter Hersteller von Wasserstoffanlagen beherrscht The Linde Group die gesamte Wasserstoff- Wertschöpfungskette. Das Unternehmen treibt die Weiterentwicklung der Wasserstofftechnologie seit Jahren gezielt voran.the Linde Group betreibt die einzige Wasserstoff -Verflüssigungsanlage Deutschlands. Für die CEP liefert das Unternehmen den flüssigen Wasserstoff per Tankfahrzeug an.die Zapfsäulen und Kompressor-Anlagen der CEP Tankstellen sowie den Dampf-Reformer für die Tankstelle an der Heerstraße stellt The Linde Group ebenfalls her. Volkswagen AG Volkswagen ist seit einem Jahrzehnt im Bereich der Brennstoffzellen-Forschung aktiv nahm das Volkswagen Technologiezentrum für Brennstoffzellenund Elektrofahrzeugtechnologie in Isenbüttel den Foschungsbetrieb auf. Ca. 100 Ingenieure entwickeln und testen dort Brennstoffzellen-Antriebe und Elektro- Fahrzeugkomponenten. Der Touran HyMotion stellt die vierte Volkswagen Brennstoffzellen-Pkw-Generation dar.

17 Wasserstoff von A bis Zukunft Abdampfverlust Boil-off Keine Isolierung hält die Temperatur auf Dauer konstant. Das erschwert die Lagerung von flüssigem Wasserstoff. Denn sobald dieser sich nur ein wenig über minus 253 Grad Celsius erwärmt, beginnt er im Tank zu verdampfen. Steht das Fahrzeug längere Zeit still, baut sich durch den verdampfenden Wasserstoff im Tank langsam ein höherer Druck auf. Wird der zulässige Betriebsdruck überschritten, muss ein Teil des Wasserstoffs abgelassen werden. Im Falle eines modernen Fahrzeugtanks sind das dann bis zu drei Volumenprozente pro Tag. Diese Menge wird als Abdampfverlust oder Boil-off bezeichnet. Biomasse Organische Substanzen wie Pflanzen, Holz, Grünschnitt etc.; aus Biomasse lässt sich Wasserstoff gewinnen. Brennstoffzelle Elektrochemischer Energiewandler, in dem Wasserstoff und Sauerstoff kontrolliert und ohne Verbrennungsflamme zu Wasser reagieren und dabei Strom und Wärme erzeugen. Der gleiche Prozess läuft umgekehrt bei der Elektrolyse ab. Eine Brennstoffzelle ist durch eine dünne Kunststofffolie, die Polymer Elektrolyt Membran (PEM), in zwei Teile getrennt. Die Folie ist auf jeder Seite mit einem Katalysator und einer gasdurchlässigen Elektrode beschichtet. Durch die feinen Gaskanäle strömen Wasserstoff und Sauerstoff von einer Seite zur anderen. Der Katalysator zerlegt den Wasserstoff in ein Elektron und ein Proton. Die positiv geladenen Protonen können durch die PEM - Folie hindurchschlüpfen, die negativen Elektronen aber nicht. Dadurch wird eine elektrische Spannung erzeugt. Verbindet man die Elektroden, fließt ein Gleichstrom. Als Resultat dieser elektrochemischen Reaktion entsteht reines Wasser (H 2 O). Für den Fahrzeugantrieb werden viele Brennstoffzellen in Reihe zu Stapeln (engl.: Stacks) zusammengeschaltet, um die elektrische Spannung zu erhöhen. Brennstoffzellen-Antrieb Echter Null-Emissions-Antrieb, bei dem die Kombination aus Brennstoffzelle (siehe oben) und Elektromotor ein Fahrzeug antreibt. Brennstoffzellen-Antriebe zeichnen sich durch hohe Systemwirkungsgrade aus, die über denen von herkömmlichen Verbrennungsmotoren liegen. Zudem wird die beim Bremsen gewonnene Energie als elektrischer Strom zurück in das Antriebssystem gespeist, auch entfällt die Lichtmaschine herkömmlicher Bauart. Der für den Betrieb der Brennstoffzellen notwendige Wasserstoff kann an Bord in flüssiger oder gasförmiger Form im Tank mitgeführt werden. Dampf-Reforming Zurzeit werden 98% der Weltjahresproduktion von Wasserstoff aus Kohle, Erdöl und Erdgas gewonnen. Am effektivsten ist die Dampfreformierung aus Erdgas, wie sie in industriellen Anlagen von The Linde Group mit Wirkungsgraden von 70-80% realisiert wird. Gleichzeitig ist die Methode umweltschonend: 50% des erzeugten Wasserstoffs stammen aus Wasserdampf, der Rest aus dem umweltfreundlichen Erdgas. Unter Druck und Wärmezufuhr werden Gas und Dampf vermischt und schließlich der Wasserstoff produziert.wegen ihrer hohen Wirtschaftlichkeit ist die Dampfreformierung heute das Standardverfahren zur Erzeugung von Wasserstoff. Druckgasspeicherung Methode zum Speichern von Gasen bei Umgebungstemperatur und einem Druck von 200 bis 700 bar. Elektrolyse Elektrochemische Aufspaltung flüssiger Verbindungen mittels elektrischer Energie. Ein Beispiel ist die Zerlegung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff. Der umgekehrte Prozess läuft in Brennstoffzellen ab: Wasserstoff und Sauerstoff vereinigen sich dort unter Abgabe von elektrischer Energie. Elektrolyseur Gerät zur automatisierten, kontinuierlichen Durchführung der Elektrolyse. Erneuerbare (regenerative) Energien Energie, die ohne schädlichen Einfluss auf natürliche Kreisläufe gewonnen werden kann und unbegrenzt zur Verfügung steht. Beispiele sind Wind- und Wasserkraft oder Solarenergie. Fahrzeugtanks Die unterschiedlichen Antriebstechnologien im Fahrzeug stellen unterschiedliche Anforderungen an die Tanks. GM/Opel und BMW verwenden in ihren Fahrzeugen in der CEP flüssigen, tiefkalten Wasserstoff. Anders als bei Benzin oder Diesel, die auch flüssig gespeichert werden, muss die Temperatur von minus 253 Grad Celsius gehalten werden. Dies gewährleisten die doppelten Behälterwände und die Vakuum-Isolierung. Daimler AG, Ford und Volkswagen setzen auf gasförmigen Wasserstoff, der in Druckbehältern bei bis zu 350 bar gespeichert wird. Selbstverständlich erfüllen alle von der CEP eingesetzten Tanks und Fahrzeuge sämtliche TÜV-Anforderungen sowie Sicherheitsnormen für Crashtests

18 Wasserstoff von A bis Zukunft Flüssig oder gasförmig? Wasserstoff ist nicht gleich Wasserstoff. Je nach Art der Speicherung (ob an der Tankstelle oder im Fahrzeug) kommt er in unterschiedlichen Aggregatzuständen zum Einsatz: gasförmig (CGH 2 Compressed Gaseous Hydrogen) oder auch flüssig (LH 2 Liquid Hydrogen). Denn beide Aggregatzustände haben Vor- und Nachteile. Flüssiger Wasserstoff hat die höhere Energiedichte. Gasförmiger hingegen lässt sich länger verlustfrei speichern. Aus diesen Gründen forschen die CEP- Partnerunternehmen an beiden Konzepten. Flüssig-Wasserstoffspeicherung Methode zur effektiven Speicherung. Flüssig werden Gase meist bei sehr tiefen Temperaturen.So wird Wasserstoff bei minus 253 Grad Celsius flüssig. Die Energiedichte von Gasen ist im flüssigen Zustand am höchsten. Grün zertifizierter Strom Der grüne Strom von Vattenfall Europe ist pro Megawattstunde (MWh) einzeln zertifiziert. So wird garantiert, dass an anderer Stelle die entsprechende Menge Strom aus erneuerbaren Energiequellen (z.b. Wind, Wasser, Sonne) erzeugt und ins Netz eingespeist wurde. Unabhängig vom Ort der Stromabnahme ist so die Umweltfreundlichkeit gesichert. Die Zertifikate repräsentieren den Umweltnutzen und schaffen im europaweiten Handel einen zusätzlichen Anreiz, regenerative Energie zu erzeugen. Hybrid-Antrieb Fahrzeugantrieb mit zusätzlicher Pufferbatterie, die sich zur Überbrückung von Leistungsspitzen, zum Beispiel beim Beschleunigen, automatisch zuschaltet und sich bei Bremsvorgängen auflädt. Kohlendioxid (CO 2 ) Kohlendioxid gehört zu den Treibhausgasen, die zur Erwärmung der Erdatmosphäre beitragen. Menschen und die meisten Tiere atmen Kohlendioxid aus. Es entsteht außerdem in großen Mengen bei Verbrennungsprozessen kohlenstoffhaltiger Substanzen, zu denen nahezu alle konventionellen Brennstoffe gehören. Nachhaltigkeit Die dauerhafte Entwicklung, die den Bedürfnissen heutiger Generationen entspricht, ohne die Möglichkeiten zukünftiger Generationen zu gefährden, ihre eigenen Bedürfnisse zu befriedigen und ihren Lebensstil zu wählen. Wasserstoff (H 2 ) Kleinstes, leichtestes und einfachstes Element mit der chemischen Bezeichnung H (griech.-lat.: hydrogenium = Wasserbildner ).Wasserstoff besteht aus einem negativ geladenen Elektron und einem positiv geladenen Proton. Er ist das häufigste Element des Universums, tritt auf der Erde jedoch fast ausschließlich in chemisch gebundener Form z.b. in Wasser oder Kohlenwasserstoffen wie Erdgas und Biomasse auf. Reiner Wasserstoff tritt immer paarweise auf (H 2 ) und wird entweder gasförmig CGH 2 (CG für compressed gaseous, englisch gasförmig komprimiert ) oder flüssig LH 2 ( L für liquid, englisch flüssig ) gespeichert. Zusammen mit Sauerstoff reagiert sowohl CGH 2 als auch LH 2 zu reinem Wasser. Von allen Brenn- und Kraftstoffen hat Wasserstoff bezogen auf die Masse die höchste Energiedichte. 1 kg Wasserstoff enthält soviel Energie wie 2,8 kg Benzin. Wasserstoff-Verbrennungsmotor Wasserstoff eignet sich als Kraftstoff für Verbrennungsmotoren. Man unterscheidet zwischen monovalenten und bivalenten Motoren: Bivalente Motoren können sowohl Benzin als auch Wasserstoff verbrennen. Sie sind im Laufverhalten konventionellen Benzinmotoren ähnlich und produzieren bei Wasserstoffbetrieb ebenso wie Brennstoffzellen keinerlei Kohlendioxid-Emissionen. Monovalente Verbrennungsmotoren sind auf die Verbrennungseigenschaften von Wasserstoff optimiert und schöpfen sein hohes Leistungspotential voll aus. Wirkungsgrad, Leistung und Drehmoment liegen höher als bei herkömmlichen Verbrennungsmotoren. 34 Impressum Herausgeber Clean Energy Partnership c/o iserundschmidt Kreativagentur für PublicRelations GmbH Reinhardtstraße Berlin Tel.: Fax: info@cep-berlin.de