Volvo Trucks
Deutschland
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Die bekannteste Möglichkeit, Wasserstoff in einem Fahrzeug zu nutzen, sind Brennstoffzellen. Die Technologie reicht bis ins 19. Jahrhundert zurück, doch erst 1932 konnte die erste Brennstoffzelle in der Praxis eingesetzt werden. Seit den 1960er Jahren werden Brennstoffzellen zum Antrieb von Raumfahrzeugen eingesetzt.
Neben Brennstoffzellen besteht auch die Möglichkeit, Wasserstoff direkt in einem Verbrennungsmotor zu nutzen. Abhängig von den Kosten und der Verfügbarkeit von Wasserstoff aus erneuerbaren Quellen können Wasserstoffverbrennungsmotoren potenziell für wettbewerbsfähige Gesamtbetriebskosten sorgen und andere Technologien ergänzen.
Das Potenzial von Wasserstoff nimmt zu, da es weltweit Bestrebungen zur Dekarbonisierung der Transportbranche gibt. Hinzu kommen sinkende Kosten für erneuerbare Energien und detailliertere Strategien von Regierungen weltweit zur Weiterentwicklung dieser Technologie.
Wasserstoffbetriebene Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge, die nur Wasserdampf ausstoßen, werden ein wichtiger Bestandteil des abgasfreien Produktportfolios von Volvo Trucks sein. Im Jahr 2023 wurden sie auf öffentlichen Straßen getestet.
Wasserstoff (H2) ist ein chemisches Element, das zur Speicherung und Abgabe von Energie genutzt werden kann. Es gibt viele Möglichkeiten, Wasserstoff herzustellen, für die Produktion ist aber stets eine primäre Energiequelle erforderlich. Das heute gebräuchlichste Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff ist die Methandampfreformierung (SMR) aus Erdgas. Bei diesem Verfahren wird Kohlendioxid (CO2) freigesetzt, es sei denn, es wird CCU (Carbon Capture and Usage) eingesetzt, das verhindert, dass überschüssiges CO2 in die Atmosphäre gelangt.
Die am meisten diskutierte und derzeit aussichtsreichste Alternative zu SMR bei der kohlenstoffneutralen Wasserstoffproduktion ist die Herstellung von Wasserstoff durch Elektrolyse von Wasser mithilfe von erneuerbaren Energien wie beispielsweise Sonne, Wind oder Wasser. Dies ist derzeit der wichtigste Weg zum Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft mit maximalem Klimanutzen.
Ein Brennstoffzellen-Lkw ist ein Elektro-Lkw (FCEV), der Strom aus Brennstoffzellen erzeugt. Als Antrieb dient Wasserstoff, der in Tanks auf dem Lkw getankt und gespeichert wird. In einer Brennstoffzelle reagieren Wasserstoff und Sauerstoff durch einen elektrochemischen Prozess miteinander, wobei Strom, Wärme und Wasser entsteht.
Dies steht im Gegensatz zu einem batteriebetriebenen Elektro-Lkw (BEV), der seine Energie aus Batterien bezieht, die über eine externe Stromquelle aufgeladen werden. Ein Brennstoffzellen-Lkw verfügt außerdem über eine Batterie, die bei Bedarf zusätzliche Energie liefern und zur Regeneration genutzt werden kann. Allerdings ist diese Batterie im Vergleich zur Batterie in einem BEV viel kleiner. Es wird erwartet, dass Wasserstoff-Lkw, sobald sie verfügbar sind, mehr Energie transportieren und eine größere Reichweite haben als BEVs.
Ein Lkw mit Wasserstoff-Werbrennungsmotor verfügt über den gleichen Wasserstofftank wie ein Lkw mit Brennstoffzelle. Der Unterschied besteht darin, dass die Energie von einem Verbrennungsmotor erzeugt wird, der so modifiziert wurde, dass er Wasserstoff statt Diesel verbrennt.
Ein Lkw mit Verbrennungsmotor kann das Ziel von null CO2-Nettoemissionen erreichen, wenn er mit erneuerbaren Kraftstoffen betrieben wird. Innerhalb der Grenzwerte der geltenden Emissionsgesetze (z. B. Euro VI, Euro VII, EPA 27) sind im Abgas gewisse Stickoxide (NOx) und Partikel vorhanden.
Ein Lkw mit Wasserstoff-Brennstoffzelle fährt elektrisch und geräuschlos und stößt lediglich Wasser aus. Ein Lkw mit Wasserstoff-Verbrennungsmotor eignet sich dagegen beispielsweise besser für heißes Klima oder wenn über längere Zeiträume mehr Leistung benötigt wird.
Batterieelektrische Lkw werden bereits für die meisten Baureihen angeboten und können schon heute zur Dekarbonisierung beitragen. Wasserstoff-Lkw befinden sich derzeit in der Entwicklung, werden jedoch nicht vor Ende dieses Jahrzehnts zur Massenproduktion bereit sein.
Mit kontinuierlicher Reichweiten- und Batterieentwicklung sowie einer wachsenden Ladeinfrastruktur kann heute ein Großteil des Gütertransports in Europa mit batterieelektrischen Lkw durchgeführt werden.
„Wir benötigen sowohl batterieelektrische und Lkw mit Brennstoffzellenelektrik als auch Lkw mit Verbrennungsmotoren, die mit erneuerbaren Kraftstoffen betrieben werden, um das Ziel von Netto-Null-CO2-Emissionen zu erreichen. Unser Ziel ist es, Kunden zu unterstützen und ihnen das Vertrauen zu geben, dass wir den Weg der Dekarbonisierung gemeinsam und auf die bestmögliche Weise beschreiten. Die Kunden können ihre Lkw je nach Anwendung, verfügbarer Infrastruktur und Energiepreis wählen. Die Dekarbonisierung kann nicht warten und wir empfehlen unseren Kunden dringend, bereits heute mit dem Kauf eines Elektro- oder Biogas-Lkw zu beginnen“, sagt Daniel Bergstrand, Produktmanager für H2-ICE und Brennstoffzellen bei Volvo Trucks.
Bei Volvo Trucks beginnen in einigen Jahren Kundenpilotprojekte mit wasserstoffbetriebenen Brennstoffzellen-Elektrofahrzeugen, die Markteinführung ist für Ende dieses Jahrzehnts geplant.
Spediteure, die einen emissionsarmen oder -freien Transport durchführen möchten, können schon heute auf batterieelektrische Lkw zurückgreifen, die mit erneuerbaren Kraftstoffen betrieben werden, oder aber Fahrzeuge, die mit Biogas betrieben werden.
Laut Volvo Trucks sollte das langfristige Ziel darin bestehen, dass die Gesamtbetriebskosten (TCO) während des Lebenszyklus des Lkw, einschließlich Kaufpreis und Betriebskosten, im Vergleich zur Dieselalternative gleich oder niedriger sind.
Wasserstoffbetriebene Fahrzeuge können einen sehr niedrigen Kohlenstoff-Fußabdruck haben, wenn der Wasserstoff aus erneuerbaren Quellen hergestellt wird. Sie können eine energiereiche und emissionsarme Alternative zu fossilen Brennstoffen bieten. Die Nachhaltigkeit hängt jedoch vom gesamten Lebenszyklus des Wasserstoffkraftstoffs und des Fahrzeugs ab, einschließlich Produktion, Betrieb und Entsorgung.
Lkw mit Wasserstoff-Brennstoffzellenantrieb sind im Betrieb energieeffizienter als Lkw mit herkömmlichem Verbrennungsmotor, jedoch nicht so energieeffizient wie Lkw mit batteriebetriebenem Elektroantrieb.
Einer der Vorteile des Betriebs mit Wasserstoff ist, dass der Kraftstoff bei einem Überschuss an erneuerbarer Energie (Wind, Sonne) produziert werden kann. Der Wasserstoff wird dann gespeichert und potenziell genutzt, wenn die Produktion erneuerbarer Energien eingeschränkter ist.
Ein sicherer Umgang mit Wasserstoff bedeutet, Situationen zu vermeiden, in denen es zu einem Leck in Kombination mit einer Zündursache kommen kann. Wasserstoff ist ungiftig und löst sich schnell auf, wenn er in die Luft freigesetzt wird.
Wie bei anderen Kraftstoffen sind auch hier Kenntnisse zum sicheren Umgang mit Wasserstoff erforderlich. Eine Leckage-Erkennung und ausreichende Belüftung sind wichtig, wenn der Lkw in Betrieb oder in Innenräumen geparkt ist. Tests von Wasserstoffsystemen zeigen, dass Wasserstoff sicher produziert, gespeichert und abgegeben werden kann.
„Wasserstoff-Lkw sind eine spannende Entwicklung auf dem Weg zu einer von fossilen Kraftstoffen befreiten Lkw-Branche. Allerdings ist dies nicht für alle Lkw und Transportsegmente die beste Lösung. „Ein Gespräch mit Ihrem Händler könnte ein erster Schritt sein, um herauszufinden, was die beste Option für Sie ist. Es gibt zudem bereits bewährte Lösungen, um Netto-Null-CO2-Emissionen zu erreichen“, sagt Daniel Bergstrand, Produktmanager für H2-ICE und Brennstoffzellen bei Volvo Trucks.
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