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1 Bericht

2 2 Vorwort 3 Vorwort Stellen Sie sich vor mit diesen Worten begann vor vier Jahren ein wegweisendes Projekt. Im Mittelpunkt stand die Vision einer neuen Mobilität. Nachhaltig und emissionsfrei sollte sie sein, verantwortungsbewusst. Und sie sollte unserer Gesellschaft die Freiheit verleihen, die sie für ihr globales Zusammenwachsen und die Herausforderungen der zukünftigen wirtschaftlichen und politischen Entwicklungen benötigt. Um diese Vision Wirklichkeit werden zu lassen, wurde nach den Empfehlungen der Verkehrswirtschaftlichen Energiestrategie (VES) von Fahrzeugherstellern, Energielieferanten und der deutschen Bundesregierung im Jahr 2003 die Clean Energy Partnership (CEP) aus der Taufe gehoben. Unser gemeinsames Ziel ist es, die Systemfähigkeit von Wasserstoff als zukünftigem Kraftstoff zu erproben und unter Beweis zu stellen. Seitdem ist viel geschehen. Das Wasserstoffdemonstrationsprojekt in Berlin ist eines der größten auf der Welt. Die Bilanz zeigt eine Flotte von 17 Wasserstoff-Pkw der unterschiedlichen Hersteller in Kundenhand, zwei integrierte, öffentlich zugängliche Wasserstofftankstellen, Busse im öffentlichen Personennahverkehr sowie die Anbindung an das europäische Wasserstoffprojekt HyFLEET:CUTE. Zahlreiche Besucher aus dem In- und Ausland belegen, dass die CEP schon heute zu einem viel beachteten Schaufenster der Wasserstofftechnologie geworden ist. Neue Partner sind hinzugekommen; die CEP wird heute von elf Unternehmen getragen. Dies wäre ohne die maßgebliche Unterstützung der deutschen Bundesregierung und des federführenden Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung nicht möglich gewesen. An dieser Stelle gebührt ihnen unser ausdrücklicher Dank. Ab Januar 2008 tritt die Clean Energy Partnership in eine neue Phase. Die Nationale Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NOW) wird die CEP voraussichtlich als Leuchtturmprojekt im Rahmen des Nationalen Innovationsprogramms Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NIP) fördern. Mit Shell wird demnächst ein vierter internationaler Mineralölkonzern der CEP beitreten. Und zwischen Berlin und Hamburg haben wir den ersten Verkehrskorridor mit durchgängiger Wasserstoffinfrastruktur ins Auge gefasst. Der vorliegende Bericht zur ersten Projektphase der Clean Energy Partnership zeigt Ihnen die wichtigsten Stationen von einer gemeinsamen Vision zur Wirklichkeit. Emissionsfreie Mobilität mit Wasserstoff auf dem Weg dahin haben wir ein gutes Stück bereits zurückgelegt.wir freuen uns darauf, ihn gemeinsam weiterzugehen. Mit herzlichen Grüßen, Ihre Sprecher des CEP-Steuerkreises Dr. Klaus Bonhoff Patrick Schnell

3 4 Inhalt 5 Inhalt 1 Vorwort 3 2 Zusammenfassung 6 3 Summary 7 4 Abkürzungsverzeichnis 8 5 Die CEP im Überblick Unsere Ziele und was wir erreicht haben Das Konsortium 10 6 Die CEP in Zahlen und Fakten 13 7 Die CEP : Fünf Jahre mobil mit Wasserstoff Wasserstoff tanken Berlin Messedamm: Eine der weltweit ersten voll integrierten öffentlichen Wasserstofftankstellen geht in Betrieb Berlin Heerstraße: Energieoptimiertes Tanken Der LH 2 -Boil-Off Mit Wasserstoff fahren Auf Linie: Die Berliner Verkehrsbetriebe setzen Wasserstoffbusse erfolgreich im Personennahverkehr ein Zuverlässig mobil: Die CEP-Servicestationen Wasserstoff: Eine sichere Sache Mehr über Wasserstoff erfahren 41 8 Die CEP nach Besuch einer chinesischen Delegation um Prof. Shi Dinghuan, Mitglied des Beraterstabs des Staatsrats und Generalsekretär a.d. des Ministeriums für Wissenschaft und Technik (MOST) der Volksrepublik China im April 2005 Doreen Krüger, Leiterin der CEP TOTAL Tankstelle, und Francois Martin, damaliger Direktor des Tankstellengeschäfts von TOTAL Deutschland, im März 2006, TOTAL Der damalige Bundesverkehrsminister Dr. Manfred Stolpe bei der Eröffnung der CEP Aral Tankstelle am Messedamm im November 2004

4 6 Zusammenfassung Summary 7 2 Zusammenfassung 3 Summary Die Clean Energy Partnership (CEP) ist ein als internationaler Zusammenschluss der Unternehmen Aral, BMW Group, Berliner Verkehrsbetriebe (BVG), Daimler AG, Ford, GM/Opel, StatoilHydro, Linde, TOTAL, Vattenfall Europe sowie Volkswagen AG und wurde 2003 ins Leben gerufen. Ihr Ziel ist es, die Alltagstauglichkeit des Energieträgers Wasserstoff als Kraftstoff in Fahrzeugen zu demonstrieren und die Infrastruktur zur Betankung der Fahrzeuge zu erproben. Die erste Phase der Clean Energy Partnership endet am 31. Dezember Dieser Bericht gibt einen ersten umfassenden Überblick über die bislang erzielten Projektergebnisse.Des Weiteren werden die technischen, politischen und organisatorischen bzw. logistischen Ziele der Partnerschaft vorgestellt, die sich vorgenommen hat, bis 2016 die Marktvorbereitung des Einsatzes von Wasserstofffahrzeugen im Verkehr voranzubringen. Das Berliner Wasserstoffdemonstrationsprojekt ist eines der international bedeutendsten Vorhaben zur Erprobung von Wasserstoff als Kraftstoff im Straßenverkehr. In Europa ist es das größte Projekt zur Demonstration der Wasserstofftechnologie im Verkehrsalltag. In Berlin stehen heute zwei Tankstellen zur täglichen Betankung der durchschnittlich 17 durch Kunden gefahrenen Pkw bereit. Insgesamt erprobt die CEP drei unterschiedliche Wasserstoffbereitstellungspfade sowie zwei verschiedene Wasserstoffantriebsvarianten startete die CEP den Demonstrationsbetrieb mit einer vollständig in eine öffentliche Tankstelle integrierten Wasserstofftankstelle am Berliner Messedamm. An der Aral Tankstelle wird seitdem Wasserstoff mittels Elektrolyse aus Wasser hergestellt und als Druckgas gespeichert. Flüssiger Wasserstoff wird tiefkalt angeliefert und in einem eigenen Tank gespeichert. Getankt wird der Wasserstoff von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren oder Brennstoffzellenantrieb. Im März 2006 eröffnete TOTAL die zweite CEP-Wasserstofftankstelle in Berlin-Spandau. Die in eine neu errichtete konventionelle TOTAL Tankstelle integrierte Wasserstoffanlage stellt flüssigen und gasförmigen Wasserstoff für Pkw und Busse bereit. Die Tankstelle bildet zudem eine Plattform für das europäische Wasserstoffprojekt HyFLEET:CUTE, in dessen Rahmen bis September 2009 eine Flotte von insgesamt 14 bei den Berliner Verkehrsbetrieben (BVG) eingesetzten Wasserstoffbussen im normalen Liniendienst erprobt wird. Die CEP ist Bestandteil der nationalen Nachhaltigkeitsstrategie und wird von der deutschen Bundesregierung unterstützt. Die Nachhaltigkeitsstrategie soll zukunftsweisende Technologien demonstrieren sowie die technischen und wirtschaftlichen Voraussetzungen zum Einsatz alternativer Kraftstoffe im Straßenverkehr aufzeigen. Ein elementarer Punkt ist der Nachweis der positiven Effekte auf die Umwelt. Der Wasserstoff wird deshalb so weit wie möglich mittels Strom aus regenerativen Energien hergestellt. Damit fallen von der Erzeugung bis hin zur Nutzung praktisch keine Schadstoff- und Treibhausgasemissionen an. Gefördert aus Mitteln des Nationalen Innovationsprogramms für Wasserstoff- und Bennstoffzellentechnologie (NIP) geht die CEP ab Januar 2008 in eine neue Phase der Umsetzung. Größere Fahrzeugflotten, zusätzliche Tankstellen und neue Wege der Wasserstofferzeugung und -bereitstellung machen die CEP auch künftig zu einem Meilenstein auf dem Weg zu nachhaltiger Mobilität. Eine Fortsetzung des Vorhabens bis mindestens 2016 ist geplant. The Clean Energy Partnership (CEP) is an international cooperation of the following companies: Aral, BMW Group, Berliner Verkehrsbetriebe (BVG), Daimler AG, Ford, GM/Opel, StatoilHydro, Linde,TOTAL, Vattenfall Europe and Volkswagen AG. Founded in 2003, its goal is to tap the technological potential of hydrogen as a source of energy, conducting tests with a view to suitability for routine use and system capability. The first phase of the Clean Energy Partnership initially runs until December 31, This report gives a first comprehensive overview of the project results achieved so far. Furthermore, it aims at presenting the technological, political and organisational goals of the partnership that intends to substantially bring forward the market preparation for hydrogen vehicles by The Berlin hydrogen demonstration project is internationally recognized as one of the most ambitious programs for the testing of hydrogen as a fuel in transportation. In Europe it is the biggest demonstration project of its kind.the hydrogen infrastructure of the project consists of two hydrogen filling stations used for the refuelling of 17 hydrogen cars in average that are already being operated by customers.the CEP is working with three different hydrogen production methods as well as three different hydrogen propulsion systems. In 2004 the CEP started the operation of a fully integrated hydrogen filling station at Berlin-Messedamm. Gaseous hydrogen is produced on-site at the Aral station by electrolysis and stored in compressed form, while super-cooled liquid hydrogen is delivered by truck and stored in a cryogenic tank. The hydrogen is used by vehicles with modified internal combustion engines and by fuel cell vehicles. In March 2006 TOTAL opened the second CEP hydrogen filling station in Berlin-Spandau. The hydrogen station has been integrated into a new conventional filling station and supplies gaseous and liquid hydrogen for buses and cars. The TOTAL station also provides a platform for the European combined hydrogen project HyFLEET:CUTE.Within this project, 14 hydrogen buses will be taken into operation by the Berlin public transport company BVG before September All buses will be tested in scheduled service. The CEP project is supported by the German Federal Government as part of its national sustainability strategy.the federal strategy has been devised to demonstrate future-oriented technologies and thereby indicate the technical and financial prerequisites for the use of alternative fuels in road transportation. One essential point is the realization of favourable effects on the environment. As far as possible, the hydrogen is therefore produced from renewable energy sources such as hydroelectric and wind power. With renewable energy there will be practically no harmful emissions and also no greenhouse gas emissions from hydrogen production and use. Funded within the National Innovation Programme for Hydrogen and Fuel Cell Technology (NIP), the CEP will enter into a new implementation phase in January Larger fleets, additional fuelling stations and new methods of hydrogen production and distribution will make the CEP also in future an important milestone on the way to sustainable mobility. A continuation of the project until 2016 is planned. Eröffnung der CEP TOTAL Tankstelle an der Berliner Heerstraße im März 2006, TOTAL Festveranstaltung 20 Jahre Bundesumweltministerium mit Bundesumweltminister Sigmar Gabriel und Albrecht Jungk, BMW Group im Juni 2006 Eröffnung der CEP Aral Tankstelle am Messedamm mit Staatssekretär im Bundeswirtschaftsministerium Georg Wilhelm Adamowitsch und Bundesverkehrsminister Dr. Manfred Stolpe im November 2004 Besuch einer chinesischen Delegation um Prof. Shi Dinghuan, Mitglied des Beraterstabs des Staatsrats und Generalsekretär a.d. des Ministeriums für Wissenschaft und Technik (MOST) der Volksrepublik China im April 2005 April 2006: Besuch von Günter Verheugen, EU-Kommisar für Wirtschaft Dominique Perben, der französische Minister für Verkehr und Infrastruktur,Wolfgang Tiefensee, Bundesminister für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung, und Andreas Sturmowski,Vorsitzender des Vorstands der BVG bei der Eröffnung der CEP TOTAL Tankstelle in Berlin im März 2006 Die CEP wird zum Ort im Land der Ideen: Preisübergabe durch Thomas Wacker, Direktor Global Banking Deutsche Bank Berlin, an Patrick Schnell, Leiter Nachhaltige Entwicklung/ Neue Energien bei TOTAL Journalistenreise zur EU-Ratspräsidentschaft: Karin Roth, Parlamentarische Staatssekretärin im Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung, informiert über die Mobilität der Zukunft.

5 8 Abkürzungsverzeichnis Die CEP im Überblick 9 4 Abkürzungsverzeichnis 5 Die CEP im Überblick BMVBS Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung BSR Berliner Stadtreinigungsbetriebe BVG Berliner Verkehrsbetriebe BZ Brennstoffzelle CEP Clean Energy Partnership CGH 2 Compressed gaseous hydrogen (verdichteter gasförmiger Wasserstoff ) EU Europäische Union FC Fuel cell (Brennstoffzelle) GH 2 Gaseous hydrogen (gasförmiger Wasserstoff ) H 2 Wasserstoff HD Hochdruck HyFLEET:CUTE Wasserstoffprojekt der EU ( ) LH 2 Liquid hydrogen (Flüssigwasserstoff ) LPG Liquefied petrol gas (das im Rahmen dieses Projekts eingesetzte LPG besteht aus reinem Propan) MD Mitteldruck MoU Memorandum of Understanding ND Niederdruck NIP Nationales Innovationsprogramm für Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie Nm 3 Normkubikmeter NOW Nationale Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie VES Verkehrswirtschaftliche Energiestrategie 5.1 Unsere Ziele Hervorgegangen aus der Verkehrswirtschaftlichen Energiestrategie (VES) 1, hat sich die Clean Energy Partnership zum Ziel gesetzt, erstmals den umfassenden Nachweis zu erbringen, dass Wasserstoff bereits heute sicher durch normale Anwender (Kunden) im Straßenverkehr eingesetzt werden kann und dass zur Bereitstellung von Wasserstoff die derzeit begrenzt verfügbaren regenerativen Energien genutzt werden können. Insbesondere sollen Kommerzialisierungshindernisse konsequent identifiziert und bis zur beginnenden breiten Markteinführung, die derzeit für den Zeitraum ab 2015 erwogen wird, beseitigt werden. 5.2 und was wir erreicht haben Die Umsetzung sämtlicher Projektaktivitäten erfolgte während der ersten Projektphase ( ) in Berlin. Mit der Eröffnung einer öffentlichen Wasserstofftankstelle war ab Ende des Jahres 2004 einem großen, auch internationalen Publikum die Möglichkeit gegeben, Einblick in die zukunftsweisenden Kraftstoff- und Antriebsinnovationen zu erhalten. In den ersten zweieinhalb Jahren haben sich über Besucher aus aller Welt über das wegweisende Projekt vor Ort informiert und die Chance genutzt, die Experten der verschiedenen Technologiebereiche direkt zu befragen. Das Projekt, das durch die Bundesregierung in der Nationalen Nachhaltigkeitsstrategie als Vorzeigeprojekt für nachhaltige Mobilität positioniert wurde, hat rasch eine Signalwirkung für Wirtschaft und Politik entwickelt und wirkt richtungweisend für ihr weiteres Engagement. Nicht zuletzt wurde angesichts des sichtbaren Erfolgs der CEP seitens der Bundesregierung im März 2006 das Nationale Innovationsprogramm Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NIP) ins Leben gerufen. Zukunftsweisende Wasserstoffantriebs- und Betankungstechnologien wurden über mehrere Jahre erfolgreich demonstriert, die technischen und wirtschaftlichen Voraussetzungen zum Einsatz von Wasserstoff im Straßenverkehr wurden identifiziert und erste Hürden erfolgreich genommen, der Nachweis der Systemfähigkeit von Erzeugungs- und Bereitstellungstechnologien wurde erbracht, es wurde nachgewiesen, dass die Betankung von Fahrzeugen mit Druckgaswasserstoff und Flüssigwasserstoff schnell und sicher möglich ist, es wurde nachgewiesen, dass leistungsfähige Wasserstofffahrzeuge mit Brennstoffzellen und mit Wasserstoffverbrennungsmotoren zuverlässig betrieben werden können, eine Fahrzeugwerkstatt, die den wasserstoffspezifischen Anforderungen gerecht wird, wurde konzipiert und aufgebaut, der Großteil der Wasserstoffmenge wurde und wird unter Verwendung regenerativer Energien erzeugt, notwendige technische Weiterentwicklungen und Innovationen wurden identifiziert und erste Maßnahmen zu ihrer Realisierung und Erprobung erfolgreich durchgeführt oder vorbereitet, administrative Hürden beim Aufbau einer entsprechenden Energieinfrastruktur und bei der Nutzung von Fahrzeugen mit Wasserstoff wurden identifiziert, die Normierung, Standardisierung und Zertifizierung von H 2 -Komponenten und -Anlagen wurden maßgeblich vorangebracht und weiterer Handlungsbedarf aufgedeckt, Die CEP wird gelenkt durch den Steuerkreis der beteiligten Unternehmen und des Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung. Bundesverkehrsminister Wolfgang Tiefensee und Dr. Joachim Wolf, Linde, im April 2006 Die Projektpartner, die allesamt eine international führende Technologieposition innehaben, demonstrieren im Rahmen der CEP die technischen und wirtschaftlichen Voraussetzungen zum Einsatz von Wasserstoff im Straßenverkehr. In der ersten Projektphase wurden wegweisende Schritte zur Erreichung der gesetzten Ziele unternommen sowie wichtige Erkenntnisse zu ihrer erfolgreichen Umsetzung gewonnen: Die CEP ist ein ausgewählter Ort im Land der Ideen 2007: Preisübergabe am 25. Mai 2007 mit Patrick Schnell,TOTAL, und Thomas Wacker, Deutsche Bank Berlin 1 Die VES ist eine gemeinsame Initiative des Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS), der Energieversorgungs- und Mineralölunternehmen Deutsche BP, RWE, Shell, TOTAL und Vattenfall Europe sowie der Automobilhersteller BMW Group, Daimler AG, Ford, GM/Opel, MAN und Volkswagen AG.

6 10 Die CEP im Überblick Die CEP im Überblick 11 Bundesverkehrsminister Tiefensee am Steuer eines Ford Focus Brennstoffzelle Hybrid, April 2006 wertvolle Erkenntnisse zu Alltagstauglichkeit, Kundenakzeptanz und Attraktivität der Fahrzeuge und zur Betankungsinfrastruktur konnten gewonnen und weitere Optimierungspotenziale ermittelt werden, eine Steigerung der Akzeptanz und eine positive Resonanz in Politik, Wirtschaft, Medien, Öffentlichkeit sowie bei Interessenvertretern konnten erwirkt werden. Die CEP wird die im Rahmen der ersten Phase unternommenen Schritte in einer Anschlussphase ab 2008 konsequent fortsetzen. Die Zwischenergebnisse, die in den ersten Jahren des Anlagen- und Fahrzeugbetriebs erreicht werden konnten, werden dabei eine Grundlage für die erfolgreiche Beantwortung heute noch offener Fragen zum Thema Wasserstoff als Kraftstoff bilden. Die weitere Technologieoptimierung und eine beginnende Marktvorbereitung werden dabei im Zentrum künftiger Aktivitäten stehen. 5.3 Das Konsortium Die Clean Energy Partnership Berlin hat bewiesen, dass die vielfältigen Potenziale der beteiligten elf Unternehmen und die konsequent lösungsorientierte Zusammenarbeit von üblicherweise konkurrierenden Partnern im Rahmen des Projekts Synergien freisetzen konnten, die den Einsatz von Wasserstoff als Kraftstoff im Alltag bereits heute real werden lassen. Gemeinsam konnten in kürzester Zeit maßgebliche Entwicklungsleistungen erbracht werden. Die Erfahrungen der Vergangenheit zeigen, dass auch in Zukunft diese Partner die Dominique Perben, Minister für Verkehr und Infrastruktur Frankreich, und Wolfgang Tiefensee, Bundesminister für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung bei der Eröffnung der TOTAL Station im März 2006, TOTAL verbleibenden Herausforderungen erfolgreich meistern und gemeinsam den Weg in eine Wasserstoffzukunft im Verkehr ebnen können. Die Partner in diesem Verbund sind heute: 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 von Aral betriebene Tankstelle am Berliner Messedamm ist ein weiterer Schritt in die Wasserstoffzukunft, denn sie ist eine der weltweit ersten integrierten öffentlichen Wasserstofftankstellen. TOTAL Deutschland: TOTAL engagiert sich seit Jahren für die Nutzung von Wasserstoff im Verkehr. Die praktische, kundenfreundliche Anwendung des neuen Kraftstoffs und vorbildliche Sicherheitskonzepte haben dabei einen ebenso hohen Stellenwert wie die Suche nach einem umweltfreundlichen Kraftstoff für die Zukunft. TOTAL hat die zweite voll integrierte Berliner Wasserstofftankstelle an der Heerstraße errichtet und betreibt sie. Diese Tankstelle versorgt mit ihren Hochleistungsbetankungseinrichtungen für bis zu 20 Wasserstoffbusse sowohl die CEP-Fahrzeuge als auch die durch die EU im Rahmen des Projekts HyFLEET:CUTE geförderten und eingesetzten Wasserstoffbusse. TOTAL ist der CEP im Juli 2005 beigetreten. Linde: Als weltweit größter Hersteller von Wasserstoffanlagen bedient Linde die gesamte Wasserstoffwertschöp- fungskette. Das Unternehmen treibt die Weiterentwicklung der Wasserstofftechnologie seit Jahren gezielt voran. Linde betreibt die einzige Wasserstoffverflüssigungsanlage Deutschlands. Für die CEP liefert Linde den flüssigen Wasserstoff per Tankfahrzeug an und stellt die Zapfsäulen und Kompressoranlagen der CEP- Tankstellen sowie den Dampfreformer für die Tankstelle an der Heerstraße. StatoilHydro: StatoilHydro ist ein voll integriertes Mineralöl-, Gas- und Energieunternehmen. Sein Engagement in der Wasserstofftechnologie reicht in die 20er Jahre des letzten Jahrhunderts zurück. Die Tradition hat StatoilHydro in eine moderne Vision umgesetzt: Aktuell partizipiert StatoilHydro sowohl als Betreiber als auch als Lieferant von Technologie bereits an mehreren Wasserstofftankstellen. An der Berliner CEP-Tankstelle am Messedamm stellt StatoilHydro den gasförmigen Wasserstoff mittels Elektrolyse her und leistet damit einen maßgeblichen Beitrag zur nachhaltigen Erzeugung des abgegebenen Wasserstoffs. Vattenfall Europe: Als drittgrößter Stromproduzent in Deutschland und mit über 15 Jahren Erfahrung in der Wasserstoffenergietechnik schafft Vattenfall Europe die Voraussetzung dafür, dass die Fahrzeuge des Berliner Demonstrationsprojekts tatsächlich mit sauberem Kraftstoff versorgt werden können. Vattenfall Europe stellt regenerativ erzeugte Energie ( grünen Strom ) durch Zertifikate zur Verfügung. GM/Opel: Ende 1997 begannen bei GM/Opel die Entwicklungsarbeiten zu Brennstoffzellenfahrzeugen. Aktuell arbeiten rund 600 Mitarbeiter bei GM Fuel Cell Activities (FCA) an fünf Standorten in Deutschland, den USA und Japan gemeinsam daran, die Brennstoffzellentechnologie zur Marktreife zu entwickeln. die BMW Group: 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 Clean Energy die Entwicklung von Wasserstofffahrzeugen. Die BMW Group startete in diesem Projekt 1978 die Erforschung von Antrieben und Fahrzeugen mit Wasserstoff. Seitdem ist nicht nur die Entwicklung konventioneller Pkw rasant vorangegangen inzwischen hat die BMW Group mit dem BMW Hydrogen 7 die sechste Generation von Wasserstoff-Pkw vorgestellt. Der BMW Hydrogen 7 ist das weltweit erste Wasserstofffahrzeug, das den vollständigen Serienentwicklungsprozess durchlaufen hat und damit die grundsätzliche Machbarkeit und Alltagstauglichkeit dieser Technologie beweist. die Daimler AG: Daimler ist ein Pionier in der Entwicklung des Brennstoffzellenantriebs. Seit Anfang der 1990er Jahre arbeiten Forscher und Ingenieure an der praktischen Umsetzung dieser Technologie. Bereits 1994 konnte Daimler das erste Fahrzeug Necar1 (New Electric Car) mit Brennstoffzellenantrieb vorstellen. Seither sind viele weitere Entwicklungen gefolgt. Jetzt rollt mit der A-Klasse F-Cell die sechste Generation auf der Straße. Ford: 1998 stellte Ford seinen ersten Pkw mit Brennstoffzellenantrieb vor: Ausgangspunkt einer ehrgeizigen und intensiven Forschungsarbeit an Wasserstofffahrzeugen. 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 Wasserstoffzukunft mit Brennstoffzellen hält Ford den Wasserstoffverbrennungsmotor für eine wichtige Brückentechnologie. die Volkswagen AG: Volkswagen ist seit einem Jahrzehnt im Bereich der Brennstoffzellenforschung aktiv nahm das Volkswagen Technologiezentrum für Brennstoffzellen- und Elektrofahrzeugtechnologie in Isenbüttel den Forschungsbetrieb auf. Ca. 80 Ingenieure entwickeln und testen dort Brennstoffzellenantriebe und Elektrofahrzeugkomponenten. Der Touran HyMotion stellt die zweite Brennstoffzellen-Pkw-Generation von Volkswagen dar, das der der CEP im Juli 2006 beigetreten ist. Als ein im Hinblick auf die Erprobung von Wasserstoff im öffentlichen Personennahverkehr führender Flottenbetreiber beteiligen sich die Berliner Verkehrsbetriebe (BVG)

7 12 Die CEP im Überblick Die CEP in Zahlen und Fakten 13 CEP im Rückspiegel 6 Die CEP in Zahlen und Fakten Mit der Unterzeichnung eines Memorandum of Understanding (MoU) im Mai 2002 fällt der Startschuss für das bis heute ambitionierteste europäische Vorhaben zur Demonstration von Wasserstofferzeugungs-, -bereitstellungs- und -betankungstechnologien sowie zur Erprobung von Wasserstofffahrzeugen in Kundenhand. Ein Konsortialvertrag im Oktober 2003 konstituiert eine Projektpartnerschaft, die den Nachweis der Systemtauglichkeit von Wasserstoff als Kraftstoff mehr als jede andere vergleichbare Initiative in den vergangenen Jahren vorangetrieben hat. Im November 2004 eröffnet die CEP den Demonstrationsbetrieb des Projekts mit einer komplett in eine öffentliche Aral Tankstelle integrierten Wasserstofftankstelle am Berliner Messedamm. An der Aral Tankstelle kann flüssiger und gasförmiger Wasserstoff von Pkw getankt werden. Im April 2005 tritt TOTAL als weiterer Infrastrukturpartner dem Projekt bei. Der Testbetrieb an der Aral Tankstelle endet im Juli Mit der Ausgabe von Fahrzeugen in Kundenhand beginnt der Normalbetrieb an der Tankstelle. Seit August 2005 besitzt das Kanzleramt einen Wasserstoffdienstwagen. Im März 2006 eröffnet die CEP eine zweite Wasserstofftankstelle in Berlin-Spandau. Die in eine neu errichtete konventionelle TOTAL Tankstelle integrierte Wasserstoffanlage stellt flüssigen und gasförmigen Wasserstoff für Pkw sowie für Busse der Berliner Verkehrsbetriebe bereit. Im Juni 2006 tanken die ersten zwei Busse des HyFLEET:CUTE Projekts an der TOTAL Tankstelle und nehmen im Rahmen der Green-Goal-Initiative der FIFA den Betrieb im Journalisten-Shuttle-Service während der FIFA Fußball-WM 2006 auf. Im Juli 2006 tritt die Volkswagen AG als fünfter Mobilitätspartner dem Projekt bei. Die beiden Wasserstoffbusse werden im August 2006 in den regulären Liniendienst der BVG übernommen. Zwei weitere Wasserstoffbusse folgen ab Oktober 2006 und tanken an der TOTAL Tankstelle in Berlin-Spandau. Seit Mai 2007 sind alle beteiligten Ministerien in Besitz von Wasserstoffdienstwagen. Der LPG-Reformer nimmt seinen Betrieb im Januar 2007 auf. Im April 2007 ist die Testphase der beiden Brennstoffzellen an der TOTAL Tankstelle beendet. Sie nehmen ihren normalen Betrieb zur Verwertung des LH 2 -Boil-Off auf. Bundesverkehrsminister Dr. Manfred Stolpe, Eröffnung der Aral Station, November 2004 ebenfalls an der CEP. Beginnend im Juni 2006 setzt die BVG mittlerweile vier mit gasförmigem Wasserstoff betriebene Busse mit Verbrennungsmotor im regulären innerstädtischen öffentlichen Personennahverkehr ein. Im Rahmen der CEP und des europäischen Projekts HyFLEET:CUTE werden 2008 insgesamt 14 Wasserstoffbusse mit Wasserstoffverbrennungsmotor und ein Gelenkbus mit Brennstoffzellenhybridantrieb für die BVG fahren. Sie stellen täglich unter Beweis, dass gerade im öffentlichen Personentransport Wasserstoff der Kraftstoff von morgen sein kann. Die Bundesregierung, federführend vertreten durch das Ministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung, beteiligt sich nicht nur mit der Bereitstellung von Fördermitteln an diesem wegweisenden Vorhaben, das mit insgesamt bis zu 5 Millionen Euro bezuschusst wird. Durch die Platzierung der CEP als zentrales Element der Nationalen Nachhaltigkeitsstrategie und durch die aktive Mitarbeit der Regierungsvertreter in allen wesentlichen Steuergremien des Projekts leistet die Bundesregierung einen bedeutenden Beitrag dazu, die Entwicklung zukunftsgerichteter Wasserstofftechnologien maßgeblich zu beschleunigen. Mit bis zu 50% der Gestehungskosten werden folgende Maßnahmen bezuschusst: der Aufbau und Betrieb der Erzeugungs- und Betankungsinfrastruktur am Standort Messedamm, übergeordnete Kosten der am Standort Messedamm tätigen Infrastrukturpartner (HNV-Systeme und Projektkoordinationskosten), der Aufbau und Betrieb einer gemeinsame Servicestation der Mobilitätspartner am Standort Messedamm, die Ertüchtigung einer Buswerkstatt der BVG auf H 2 -Tauglichkeit, übergeordnete Kosten wie Projektunterstützung, Sicherheitsuntersuchungen, wissenschaftliche Begleitung, Öffentlichkeitsarbeit sowie das Convention Centre am Messedamm. Wasserstoff-Pkw max. 24 (Ø 17) davon mit Brennstoffzellen max. 19 (Ø 15) davon mit Wasserstoffverbrennungsmotoren max. 5 (Ø 2) davon mit GH 2 betankt max. 18 (Ø 14) davon mit LH 2 betankt max. 6 (Ø 3) Anzahl der Kunden im CEP-Projekt 10 Anzahl der Fahrer 180 Betriebsdaten: Im Rahmen des Projekts zurückgelegte Kilometer insgesamt (geschätzt) km Anzahl der Betankungen Betankungsmenge 12 t Wasserstoffbusse (Förderung erfolgt außerhalb der CEP im Rahmen von HyFLEET:CUTE) 4 davon mit Wasserstoffverbrennungsmotoren 4 davon mit CGH 2 betankt 4 Betriebsdaten: Im Rahmen des Projekts HyFLEET:CUTE zurückgelegte Kilometer insgesamt (Stadtverkehr) km Anzahl der Betankungen Betankungsmenge 22 t Tankstellen 2 in öffentliche Tankstellen integriert 2 für Pkw-Betankungen geeignet 2 für Busbetankungen geeignet 1 mit LH 2 -Betankungseinrichtungen 2 mit CGH 2 -Betankungseinrichtungen 2 mit Vor-Ort-Erzeugung mittels Elektrolyse 1 mit Vor-Ort-Erzeugung mittels LPG-Reformierung 1 Betriebsdaten: Angelieferte Menge LH 2 42 t vor Ort erzeugte Menge GH 2 via Elektrolyseur 3,5 t vor Ort erzeugte Menge GH 2 via LPG-Reformer 8,7 t vor Ort erzeugte Menge GH 2 durch Verdampfung von LH 2 16,8 t CEP-Servicestation Nutzungstage 222 Anzahl der Partner, die die Servicestation nutzen 5 Projektvolumen Gesamtbudget der ersten Phase des CEP-Projekts rund 40 Mio. Fördersumme Infrastruktur (die Fahrzeuge im Projekt werden nicht gefördert) rund 5 Mio. Anzahl der Partner 11 2 Alle Angaben beziehen sich auf den Zeitraum seit Beginn des Regelbetriebs an der Tankstelle Messedamm (1. Juli Juli 2007)

8 14 Die CEP : Fünf Jahre mobil mit Wasserstoff Die CEP : Fünf Jahre mobil mit Wasserstoff 15 7 Die CEP : Fünf Jahre mobil mit Wasserstoff Berlin Messedamm: Eine der weltweit ersten voll integrierten öffentlichen Wasserstofftankstellen geht in Betrieb 7.1 Wasserstoff tanken Berlin Messedamm, Berlin Heerstraße zwei technologische Konzepte, ein gemeinsames Ziel: Die Infrastrukturpartner Aral/BP, StatoilHydro, Linde, TOTAL und Vattenfall Europe haben im Rahmen der CEP eine Zukunftsvision verwirklicht und erstmals zwei Wasserstofftankstellen konsequent in den 24h-Alltagsbetrieb konventioneller Tankstellen integriert. Neben konventionellen Kraftstoffen können an der Aral ebenso wie an der TOTAL Tankstelle die Fahrer der H 2 - Pkw zwei Arten von Wasserstoff tanken: hochverdichteten gasförmigen (compressed gaseous hydrogen, CGH 2 ) und flüssigen (liquid hydrogen, LH 2 ) Wasserstoff. Während Aral die Tankstelle am Messedamm offiziell im November 2004 eröffnete und damit ein globales Zeichen für die Kombinierbarkeit modernster Wasserstofftechnologie mit der Infrastruktur einer konventionellen Tankstelle setzte, realisierte TOTAL am Standort Heerstraße ein entsprechendes Konzept bis März Neben der Integration der Wasserstofftechnologie in den Alltagsbetrieb einer konventionellen Tankstelle wurden hier auch die Alltagsanforderungen eines Omnibusbetriebshofs in der Gestaltung und im Betrieb der Tankstelle berücksichtigt. So sehr sich die vor Ort aufgebauten Technologien zur Herstellung gasförmigen Wasserstoffs auch unterscheiden elektrolytische Erzeugung am Messedamm und Dampfreformierung an der Heerstraße so sehr sind beide Tankstellen einem gemeinsamen Ziel verpflichtet: dem Nachweis, dass eine vollständige Integration in bewährte Abläufe von Anfang an möglich ist. Europas erste vollständig integrierte Wasserstofftankstelle: Aral am Messedamm, Berlin Betrieblich sind beide Tankstellen eng miteinander verzahnt.während in der ersten Phase des Projekts bereits Verfügbarkeiten zwischen 90 und 95% an beiden Standorten gewährleistet werden konnten, wurde durch eine konsequente Abstimmung von Wartungs- und Servicezyklen die Betriebsbereitschaft von mindestens einer Tankstelle zu jeder Zeit sichergestellt. Die Kraftstoffe Preis (CGH 2 /kg) Preis (LH 2 /kg) 8,- an allen Standorten 8,- an allen Standorten Info Die Kraftstoffpreise werden an beiden Tankstellen mit 8 /kg betanktem Wasserstoff angegeben und gegenüber dem Kunden abgerechnet. Die aufgrund der geringen Abnahmemengen noch vergleichsweise hohen Erzeugungs- und Bereitstellungskosten werden gegenwärtig durch die Bundesregierung gefördert. Die Kraftstoffe sind darüber hinaus gegenwärtig von der Mineralölsteuer befreit. Die längerfristige Preisentwicklung hängt von der Herkunft des Wasserstoffs, den nachgefragten Mengen und der künftigen steuerlichen Behandlung ab. Die Sicherstellung des reibungslosen Ablaufs von Wasserstofferzeugung und -betankung wird an der Aral Tankstelle am Messedamm durch folgende Komponenten sichergestellt: den vom Projektpartner StatoilHydro installierten und betriebenen Elektrolyseur mit einer Leistung von 60Nm 3 /h, den von Aral betriebenen und von Linde hergestellten Kompressor, der zur Vorverdichtung des gasförmigen Wasserstoffs in die Speicherbündel und während der Betankung zur Endverdichtung auf den Befülldruck von 350 bar dient, die Speichereinheiten zur Lagerung des hoch verdichteten gasförmigen Wasserstoffs, den LH 2 -Tank der Firma Linde zur Lagerung des tiefkalten Flüssigwasserstoffs, die Kryopumpe zur Beförderung von flüssigem Wasserstoff zwischen Lagertank und Fahrzeug, ein Back-up-System für die Bereitstellung von gasförmigem Wasserstoff aus LH 2, die Zapfeinrichtungen für CGH 2 und LH 2. Des Weiteren wird am Standort eine Werkstatt (Servicestation) für Wasserstoff-Pkw betrieben. Ein H 2 -Informationszentrum bietet für Besuchergruppen die Möglichkeit, sich näher über das Projekt und die Aktivitäten der Partner zu unterrichten. Technische Daten des Elektrolyseurs Info Kapazität 60m 3 /h (entspricht 5,4 kg/h) Reinheit mindestens 99,99% Ausgangsdruck 12 bar Leistungsaufnahme max. 310 kw Energieverbrauch je Nm 3 H 2 5,1 kwh Optimale Betriebstemperatur 80 C Max. Betriebsdruck 15 bar (g) Wasserstoff je l Wasser 1 Nm 3 Geräuschemissionen 78 db(a) (Kühlung) 51 db(a) bei 5 m Abstand und 48 db(a) bei 10 m Abstand vom Ventilator Eröffnung der Aral Station, November 2004, mit Margareta Wolf, Parlamentarische Staatssekretärin im BMU, StatoilHydro Der konventionelle Teil der integrierten Tankstelle umfasst neben den Betankungseinrichtungen für die Kraftstoffe Benzin und Diesel einen Aral Shop mit Bistro und eine Autowaschanlage Die Erzeugung gasförmigen Wasserstoffs am Standort Messedamm Durch Elektrolyse wird vor Ort bedarfsgesteuert unter Verwendung von grün zertifiziertem Strom gasförmiger Wasserstoff produziert. In der der Wasserstofferzeugung folgenden Reinigungsstufe wird der im Wasserstoff enthaltene Restsauerstoff entfernt. Die Qualität des durch den Elektrolyseur hergestellten Wasserstoffs erfüllt die sensiblen Anforderungen der Brennstoffzellen. Die am Messedamm eingesetzte Druckelektrolysetechnik wurde gezielt für die dezentrale Herstellung von Wasserstoff (z.b. an Tankstellen) entwickelt. Der eingesetzte und durch StatoilHydro betriebene Anlagentyp HPE 15 (High Pressure Electrolyser, 15 bar) ermöglicht es, mit Strom und Wasser hocheffizient gasförmigen Wasserstoff hoher Reinheit zu erzeugen. Die Elektrolysetechnik in ihrer dezentralen Ausgestaltung kann somit einen Beitrag für den Aufbau einer flächendeckenden Wasserstoffinfrastruktur leisten. Ein Vorteil der Vor-Ort-Produktion von Wasserstoff mit Elektrolyse ist die Kopplung der Produktion an die Nach-

9 16 Die CEP : Fünf Jahre mobil mit Wasserstoff Die CEP : Fünf Jahre mobil mit Wasserstoff 17 Statement Statement Bjørn Gregert Halvorsen, StatoilHydro (Norwegen), Verantwortlicher Partner für das Elektrolyseur-System Peter Winkler, Linde (Deutschland), Verantwortlicher Partner für das LH 2 -System Erfahrungsbericht Elektrolyseur Der Elektrolyseur ist ein zentraler Technologiebereich im CEP-Projekt, da er erfolgreich demonstriert, wie Wasserstoff nachhaltig und CO 2 -frei vor Ort erzeugt werden kann. Mit seiner Leistung sind wir mehr als zufrieden:wir konnten in den letzten zwei Jahren eine Verfügbarkeit unserer Anlage von über 98% verzeichnen. Das zur Sicherheit installierte Back-up-System, das gasförmigen Wasserstoff aus Flüssigwasserstoff für den Fall der Nichtverfügbarkeit des Elektrolyseurs bereitstellen sollte, war kaum in Betrieb. Auch die Einrichtung einer Fernkontrolle des Elektrolyseurs hat sich als eine gute Entscheidung herausgestellt. So konnten wir problemlos einen reibungslosen und sicheren Betrieb gewährleisten. Und auch die Integration unserer Anlagentechnik in das Gesamtsystemdesign der Tankstelle am Messedamm hat unserer Ansicht nach gut funktioniert: Nach ein paar anfänglichen Anpassungen in der Schnittstellenkommunikation zum Kompressorsystem abgesehen, arbeiten die Technologien von StatoilHydro und Aral zuverlässig im Zusammenspiel. Insgesamt können wir nach fast drei Jahren Projekterfahrung sagen, dass sich der Betrieb der Anlage besser als erwartet gestaltet. Wir würden uns daher freuen, diese erfolgreiche Zusammenarbeit in den kommenden Jahren fortführen zu können. Als Optimierungsmöglichkeit sehen wir in der Zukunft vor allem die nachfrageorientierte Dimensionierung der Anlage. Ein größerer Speicher für gasförmigen Wasserstoff in Kombination mit höheren Betankungsmengen würde ihre Kapazitäten besser auslasten und häufige Starts und Stopps vermeiden. frage an der Zapfsäule: Es wird jeweils nur so viel Wasserstoff produziert, wie auch getankt wird. Der Elektrolyseur arbeitet mit Druck, ist kompakt und verbraucht weniger Energie als herkömmliche Anlagen. Zudem wird der Wasserstoff völlig schadstofffrei hergestellt, nur Sauerstoff wird in die Luft emittiert. Die Produktion von Wasserstoffgas läuft vollautomatisch. Der Elektrolyseur in Berlin wird von einer zentralen Leitwarte im norwegischen Rjukan gesteuert, um ein Modell einer flächendeckenden dezentralen Wasserstofferzeugung zu erproben. Die Vattenfall Europe AG stellt durch grüne Zertifikate sicher, dass ein Äquivalent der Energie zum Betrieb des Elektrolyseurs regenerativ in neuen Anlagen erzeugt und zeitnah ins Netz eingespeist wird. Dadurch werden vor allem CO 2 -Emissionen vermieden und die verkehrsbedingte Belastung der Umwelt, die sonst beim Transport von Treibstoffen entsteht, signifikant reduziert. Die Entwicklung zum Projektstart 2003 hatte einen Stand erreicht, der es erlaubte, Einzelanlagen bis 300 kw Leistung (60 Nm 3 H 2 /h) herzustellen. Diese Anlagen sollten zunächst für Demonstrationsvorhaben in Schlüsselbereichen wie z.b. der CEP eingesetzt werden. Die in diesem Projekt installierte Elektrolyseanlage ist für eine Leistung von 60 Nm 3 /h ausgelegt, der Betriebsdruck beträgt 12 bar. Die Anlage besteht aus vorgefertigten und auf einem Gestell montierten Komponenten, die eine einfache Vor-Ort-Montage ermöglichen. Weitere Eigenschaften sind: geringer Flächen-/Raumbedarf, 100% Nickelelektroden und hierdurch eine lange Lebensdauer ohne Wartung, automatische Produktgasüberwachung, geringer Betriebsaufwand, umfassendes Online- und Vor-Ort-Sicherheitsüberwachungssystem. In die Wasserstofferzeugungseinheit sind folgende Subsysteme integriert: Elektrolyseanlage, Transformator mit Gleichrichter, Speisewasseraufbereitungsanlage mit Speichertank, Gasreiniger, Trockner, Gasanalyseeinheiten, Wasserstoffdetektorsysteme und ein Steuerungssystem. Alle Anlagensubsysteme sind vorgefertigte Einheiten, deren Schnittstellen aufeinander abgestimmt sind. Das Gesamtsystem wird über eine zentrale Prozessleittechnik gesteuert. Alle Anlagenteile sind in einem Container untergebracht, der in seiner Grundkonstruktion und seinen Maßen den ISO-Standards für Container entspricht. Der Elektrolyseur hat sich als wartungsarm, betriebssicher und zuverlässig erwiesen: Die Verfügbarkeit der Anlage beträgt 98%, so dass etwa 95% des an der Aral Tankstelle Der Wasserstoffhof der Aral Station: links Verdichterstation von Linde, rechts Elektrolyseur von StatoilHydro getankten gasförmigen Wasserstoffs (CGH 2 ) aus der Elektrolyse stammen Die Erzeugung und Aufbereitung flüssigen Wasserstoffs Parallel zur Erzeugung des Druckwasserstoffs an der Tankstelle wird zentral erzeugter flüssiger Wasserstoff (LH 2 ) per Tanklastwagen angeliefert und in einem 500-kg-Speichertank gelagert. Zur Wasserstoffverflüssigung sind extrem niedrige Temperaturen (- 253 C) und entsprechend isolierte Behälter nötig. Der Vorteil hierbei:tiefkalt verflüssigter Wasserstoff hat einen höheren Energiegehalt pro Volumeneinheit als gasförmig komprimierter und benötigt daher weniger Speicherraum. Zur Verflüssigung von Wasserstoff wendet Linde heute im industriellen Maßstab Verfahren an, bei denen der zu verflüssigende Wasserstoff in Wärmetauschern stufenweise abgekühlt wird. Dabei kommt zunächst flüssiger Stickstoff als Kälteträger zum Einsatz. Die weitere Abkühlung erfolgt durch einen geschlossenen Wasserstoff-Kältekreislauf,in dem die Kälteleistung durch Expansionsturbinen zur Verfügung gestellt wird.die eigentliche Verflüssigung des so vorgekühlten Wasserstoffs findet durch Drosselentspannung in einem Joule-Thomson-Ventil statt. Anschließend wird der flüssige Wasserstoff in einen Lagertank zur weiteren Verwendung eingespeist. Die Verflüssigung des für die CEP erzeugten Wasserstoffs findet bei Linde ausschließlich unter Einsatz zertifizierter Befüllung des LH 2 -Tanks auf der Aral Station durch Tanklastwagen von Linde Erfahrungsbericht LH 2 -System am Messedamm Während der dreijährigen Betriebsphase der LH 2 -Tankstelle am Messedamm, konnten die durch die Partnerschaft gestellten Anforderungen bezüglich der Zuverlässigkeit, der Sicherheit und der Alltagstauglichkeit in vollem Umfang erfüllt werden. Insgesamt wurden an diesem Standort erfolgreiche Fahrzeugbetankungen ohne Komplikationen durchgeführt. In diesem Zusammenhang ist die geringe Störanfälligkeit der Anlage positiv hervorzuheben insgesamt konnte eine Verfügbarkeit von 99,99% erreicht werden. Der Betreuungsund Unterstützungsaufwand war entsprechend gering. Die Integration des LH 2 -Pfads in die konventionelle Aral Tankstelle werten wir auch in punkto Sicherheit als vollen Erfolg. Im gesamten Berichtszeitraum gab es keinen sicherheitsrelevanten Vorfall oder Unfall zu vermerken. Auch der Aufwand für Wartungs- und Instandhaltungsmaßnahmen kann über den gesamten Berichtszeitraum als sehr niedrig eingestuft werden. Zusammenfassend können wir sagen, dass die Technologie des LH 2 -Pfads die im Rahmen des CEP-Projekts gestellten Anforderungen und Ziele in der Phase 1 in vollem Umfang erfüllt hat. Bei künftigen Wasserstoffinfrastrukturprojekten oder auch für den Ausbau der vorhandenen Wasserstofftankstelle am Messedamm ist ein besonderes Augenmerk auf die Vermeidung so genannter Boil-Off-Verluste zu legen. Die im Projekt gesammelten Erfahrungen zeigen, dass neben einer energetischen Nutzung vor Ort (z.b. zur Strom- und Wärmeerzeugung in Brennstoffzellen) eine sinnvolle Verwendung des im LH 2 -Pfad entstehenden Boil-Off-Gases über die Einspeisung in den Druckgaspfad erfolgen kann. regenerativer Energie statt. Er hat bei der Anlieferung einen Qualitätswert von 5.0 und ist damit für den Einsatz in Brennstoffzellen geeignet. In nachgeschalteten luftbeheizten Wärmetauschern kann der verflüssigte Wasserstoff bei Bedarf zur Überbrückung von Ausfällen auf der gasförmigen Seite der Anlage verdampft und auf Umgebungstemperatur angewärmt werden (Back-up- System). Der Verdampfer arbeitet ohne Fremdenergie durch Wärmetausch mit der Umgebungsluft. Die Verdampferleistung liegt bei 120 Nm3/h.Nur etwa 5% des abgegebenen gasförmigen Wasserstoffs wurden in der ersten Projektphase über das Back-up-System erzeugt, das von Aral zur Gewährleistung der Versorgungssicherheit errichtet wurde. Angesichts der hohen Betriebszuverlässigkeit der Anlage und im Zusammenspiel mit der TOTAL Tankstelle hat sich diese Anlage im Laufe des Projekts als weitgehend redundant erwiesen.

10 18 Die CEP : Fünf Jahre mobil mit Wasserstoff Die CEP : Fünf Jahre mobil mit Wasserstoff 19 Die Kompressorstation Info Die Verdichtung und Speicherung des gasförmigen Wasserstoffs Das reine Wasserstoffgas, das vom Elektrolyseur kommt, wird getrocknet und bei einem Fülldruck von 8 bar in einem Druckbehälter zwischengespeichert. Dieser versorgt den nachgeschalteten Hochdruckverdichter mit einem konstanten Ansaugdruck. Zur Verdichtung des Wasserstoffs wird ein zweistufiger Verdichter eingesetzt, der nach dem High- Booster-Verfahren, arbeitet. Dabei wird der Wasserstoff vom Ansaugdruck auf einen Druck von 300 bar verdichtet. Dies geschieht in zwei Stufen: Das Stufendruckverhältnis richtet sich nach dem Eingangsdruck. Der Verdichter arbeitet stromverbrauch soptimiert und priorisiert die Betankung der Fahrzeuge. Die Befüllung der Speicherbündel mit dem vom Elektrolyseur produzierten Wasserstoff findet aufgrund des Systemdesigns nicht parallel zu einer Betankung statt. Die beiden Verdichterstufen werden hydraulisch angetrieben und sind auch mit Hydrauliköl im Außenmantel gekühlt. Dies ergibt eine annähernd isotherme Verdichtung. Die Anlage arbeitet auf der Gasseite komplett ölfrei. Der Hydraulikantrieb ist von den H 2 -berührten Teilen getrennt. Ein Überwachungssystem schaltet den Kompressor im Störfall sofort ab. Der Wasserstoff wird in zwei Puffersektionen (Bänken) zwischengespeichert. Die Kompressorleistung im Normalbetrieb beträgt bei einem Eingangsdruck von 15 bar etwa 150 Nm 3 /h. Dafür ist eine elektrische Leistung von 23 kw notwendig. Im betriebsbereiten Zustand sind die ND-Bank und die MD-Bank beide mit 300 bar H 2 befüllt. Die HD-Bank besteht aus einer 50 l-pufferflasche und ist mit 450 bar oder optional mit 850 bar befüllt. Im Betankungsfall wird über einen Teststoß der Anfangsdruck im Fahrzeugbehälter ermittelt. Daraus wird eine Aufheizkurve errechnet und mit der Außentemperatur ins Verhältnis gesetzt. Daraus ergibt sich der Fülldruck. Dieser Teststoß wird aus der HD-Pufferflasche gespeist. Durch den Druckabfall im HD-Puffer wird der Kompressor in den Boosterbetrieb umgestellt. Dann beginnt die Befüllung mit der ND-Bank. Danach wird die MD-Bank ausgeglichen. Das Auffüllen auf den Enddruck erfolgt im Boosterbetrieb. Der Booster saugt aus der MD-Bank Gas an und verdichtet es im ersten Schritt auf maximal 450 bar und optional im zweiten Schritt auf 850 bar. Der Eingangsdruck beträgt dabei mindestens 50 bar. Im Boosterbetrieb wird eine elektrische Leistung von etwa 40 kw benötigt. Die Füllleistung im Boosterbetrieb beträgt bei 450 bar 15 Nm 3 /min bis 20 Nm 3 /min. Das angesaugte Gas aus dem Abmessungen LxBxH 5,0 x 2,6 x 2,9 m Gewicht 28 t Elektrischer Anschluss 400 V 50 Hz 45 kw Förderleistung im 150 Nm 3 /h, bei 15 bar Ein- Normalbetrieb gangsdruck Förderleistung im Nm 3 /h Boosterbetrieb Spezifische Antriebsleistung 0,165 kwh/nm 3, bezogen auf 15 bar Eingangsdruck Eingangsdruck min. 5 bar, max. 300 bar H 2 -Anschluß 1 SAE Umgebungsbedingungen Anlage ist für die Aufstellung im Freien gebaut Schallpegel 65 db(a) Zulassungsbehörde TÜV Arbeitsverfahren 2-stufige 4-Zylinder-HB- Anlage mit annähernd isothermer Verdichtung Fülldruck 300 bar Kompressorenddruck 450 bar Max. Betankungsdruck 428 bar Der CGH 2 -Pufferspeicher ND-Bank MD-Bank HD-Bank Ges. Gasvolumen Speicherdruck ND Speicherdruck MD Speicherdruck HD Füllmedium Prüfdruck ND Prüfdruck MD Prüfdruck HD Info 2 Bündel à 12 Flaschen à 50 l oder je nach Ausführung 2 Bündel à 12 Flaschen à 50 l oder je nach Ausführung 50 l Nm 3 oder je nach Ausführung 300 bar 300 bar 450 bar Wasserstoff 495 bar 495 bar 675 bar MD-Bündel ist aufgrund der vorangegangenen Tankbefüllung unterkühlt (rund - 40 C) und daher beträgt die Booster-Austrittstemperatur durchschnittlich 10 C. So wird eine sehr effiziente Tankfüllung bei 450 bar erreicht. Die Betankung eines Pkw dauert bei einer Betankungsmenge von 25 Nm 3 rund 120 Sekunden. Die gesamte Verdichterstation ist in einem Betoncontainer, bestehend aus einem E-Raum und einem Gasraum, untergebracht. Der LH 2 -Bereich der Aral Station mit LH 2 -Tank, LOPEX-System, Kryopumpe und Verdampfer Im E-Raum sind das Hydraulikaggregat sowie die gesamte E-Installation untergebracht. Der Antrieb der Kompressorstufen erfolgt über Hydrauliköl im ex-geschützten Teil des Gehäuses (Gasraum). Alle Leitungsdurchführungen sind gasdicht ausgeführt. Im Gasraum sind alle Einbauten entsprechend Ex-Zone 1 ausgeführt. Im Dach des Gasraums befindet sich eine Druckentlastungsklappe. Im Gasraum sind sämtliche gastechnische Einrichtungen untergebracht. Die Raumluft wird auf Wasserstoffaustritt überwacht, der zur Abschaltung der Kompressorstation und zum Abschotten der einzelnen Sektionen über pneumatische Schnellschlussventile führen würde. Der Instrumentenluftkompressor befindet sich auch im E-Raum der Anlage. Die Anlage verfügt über eine eigene Störmatrix, wodurch sie die Anlage immer in einem gesicherten Zustand geführt wird Die Speicherung des flüssigen Wasserstoffs Flüssiger tiefkalter Wasserstoff hat eine sehr hohe Qualität und bedarf keiner weiteren Aufbereitung vor Ort. Die Lagerung erfolgt in einem als Doppelmantelbehälter ausgeführten Tank. Der Innenbehälter, der den tiefkalten, verflüssigten Wasserstoff (- 253 C) aufnimmt, besteht aus kaltzähem Cr-Ni-Stahl, der Außenbehälter aus Baustahl. Der Zwischenraum ist mit unbrennbarem Isoliermaterial (Perlit) ausgefüllt und zusätzlich evakuiert. Der Tank ist mit allen GH 2 -Betankung, StatoilHydro für den automatischen Betrieb erforderlichen Armaturen sowie Manometer und Inhaltsanzeiger ausgerüstet. Tankinhalt und Tankdruck werden zusätzlich vom zuständigen Linde-Werk aus fernüberwacht. Dem Lagertank wird parallel zu den oben beschriebenen Verdampfern eine Flüssigwasserstoff-Umfüllpumpe mit einer Leistung von l/h nachgeschaltet, die den LH 2 durch vakuumisolierte Schläuche an die LH 2 -Zapfsäule fördert Wasserstoffabgabe Die Betankung kann über je eine LH 2 - und eine GH 2 -Zapfsäule erfolgen, die nebeneinander zentral auf dem Tankfeld positioniert sind. Bei der Betankung mit Wasserstoff werden Zapfpistole und Tankstutzen des Fahrzeugs mittels spezieller Kupplungen miteinander verbunden. Es kommen je nach Art des Wasserstoffs unterschiedliche Systeme zum Einsatz. Die Verbindungen sind druck-, kälte- und gasdicht. Ähnlich wie beim Tanken konventioneller Kraftstoffe wird auch bei tiefkaltem flüssigem Wasserstoff eine Flüssigpumpe, die so genannte Kryopumpe, eingesetzt, während bei der Gasbetankung die Befüllung mit 350 bar über den Kompressor erfolgt. Die Zapfsäulen der beiden CEP-Standorte Messedamm und Heerstraße wurden von Linde geliefert. Sie bieten maximale

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