Das offene Rennen bei Langstrecken-Lkw

Betankt werden soll das Kryogas-Speichersystem an solch einer Versuchstankstelle, © Cryomotive
Versuchstankstelle für Kryogas-Speichersysteme, © Cryomotive

Gasförmiger oder flüssiger Wasserstoff? Diese Frage stellt sich bei der Betankung schwerer Nutzfahrzeuge. Dem Antriebssystem ist es egal, denn die Brennstoffzelle kann sowohl flüssigen als auch gasförmigen Wasserstoff verarbeiten. Anders sieht es bei der Infrastruktur aus. Experten sind sich einig, dass die Tankstellenbetreiber aus wirtschaftlicher Sicht nicht alle Technologien auf Dauer unterstützen können. Eine Alternative ist Kryogas, das sich sowohl durch die Kühlung von Druckgas auf tiefkalte Temperaturen als auch durch die direkte Verdichtung von LH2 erzeugen lässt. Entsprechende Aktivitäten, etwa im Projekt CryoTRUCK oder bei der Salzburger Aluminium Group (SAG), zielen auf ein Tanksystem ab, das eine Reichweite von rund 1.000 km erlaubt.

Die heute gängigste Speicherform für Wasserstoff in Fahrzeugen ist die Wasserstoff-Hochdruckgasspeicherung (CGH2) bei 700 bar. Dr. Tobias Brunner sagt, trotz dieses hohen Drucks erreiche das Gas bei Umgebungstemperatur nicht die notwendige Dichte für eine Speicherung von 80 kg Wasserstoff in den heute verfügbaren Bauräumen von Langstrecken-Lkw. Laut dem Geschäftsführer von Cryomotive führt der hohe Speicherdruck zudem zu hohen Kosten für die Carbonfaser-Tankarmierung. Zusätzlich sei für Druckerzeugung und Vorkühlung während der Betankung ein erheblicher Energiebedarf zu decken.

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Eine Alternative für Nutzfahrzeuge ist die Speicherung von Flüssigwasserstoff (LH2) in vakuumisolierten Niederdruckbehältern. Diese haben den Vorteil der hohen physikalischen Dichte, die mit der Verflüssigung des Wasserstoffs einhergeht. Negativ zu Buche schlägt der Energieaufwand bei der LH2-Erzeugung für die Abkühlung des Wasserstoffgases auf tiefkalte Temperaturen von rund -250 °C. Hinzu kommen die Verdampfungsgefahr und damit einhergehende H2-Verluste bei der Erwärmung. Um diese sogenannten Boil-off-Effekte zu vermeiden, ist ein hoher Isolationsaufwand vonnöten.

Das heißt: Beide heute verfügbaren Fahrzeugspeichertechniken für Wasserstoff, Hochdruckgas und Flüssigwasserstoff sind mit technischen Herausforderungen verbunden. Eine Alternative stellt sogenanntes Kryogas dar. Dabei handelt es sich um ein tiefkaltes kryogenes Gas mit einem Druck von bis zu 400 bar und Temperaturen zwischen -240 bis -100 °C. Dieses lässt sich auf zwei Wegen herstellen: durch Kühlung von Druckgas auf tiefkalte Temperaturen oder durch die direkte Verdichtung von LH2. „Kryogas vereint die Vorteile von gasförmigem und flüssigem Wasserstoff und vermeidet gleichzeitig die meisten Nachteile“, sagt Cryomotive-Chef Brunner.[…]

… gekürzte Online-Version
Den kompletten Fachbericht finden Sie in der aktuellen Ausgabe des HZwei-Magazins.

Autor: Michael Nallinger

HOC

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