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Alternative Antriebe Wasserstoff für schwere Lkw: Wie viele Tankstellen brauchen wir?

| Redakteur: Thomas Günnel

Wenn alle schweren Lkw in Deutschland im Jahr 2050 mit Wasserstoff fahren, wie viele entsprechende Tankstellen sind dann notwendig? Forscher des Fraunhofer ISI geben mit einer Studie Antworten.

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In der Schweiz fahren bereits die ersten Brennstoffzellen-Lkw von Hyundai.
In der Schweiz fahren bereits die ersten Brennstoffzellen-Lkw von Hyundai.
(Bild: Hyundai)

140. So viele Wasserstofftankstellen sind im Jahr 2050 notwendig, um den schweren Lkw-Verkehr in Deutschland vollständig mit dem Energieträger zu versorgen; immerhin mit 1,3 Millionen Tonnen des Gases. Das haben Forscher des Fraunhofer-Instituts für System- und Innovationsforschung ISI in einer Studie simuliert. Die Kosten dafür belaufen sich demnach auf rund neun Milliarden Euro pro Jahr. Die Grundannahme dabei ist, konventionell betriebenen Lkw komplett durch Brennstoffzellen-Lkw zu ersetzen, die mit Wasserstoff fahren.

Die Stationen werden laut der Forscher relativ gleichmäßig über das Autobahnnetz verteilt, zudem sehen sie eine Konzentration entlang der Transitrouten und in Industrieregionen. Im Jahr 2030 sehen sie einen Bedarf von bereits 70 solcher Tankstellen für rund 50.000 Fahrzeuge.

Vorhandene Tankstellen nicht für Lkw geeignet

Eine Basis für die Studie waren Gespräche mit 63 Nutzern, die die notwendige Reichweite für die Lkws mit rund 800 Kilometer angaben. Die zumutbare Tankzeit gaben sie mit 15 Minuten an, der Umweg zur Tankstelle sollte maximal 20 Kilometer betragen. Diese und andere Daten flossen in das wissenschaftliche Simulationsmodell ein, auf dem die Studie basiert.

Zwar gibt es deutschlandweit heute bereits mehr als 80 Tankstellen für Brennstoffzellen-Pkw, die meisten davon eignen sich jedoch nicht oder nur bedingt für Lkw – da sie weder die benötigten Mengen noch eine zügige Betankung sicherstellen können. Entscheidend für den erfolgreichen Ausbau der Infrastruktur ist auch die Art, wie der Wasserstoff erzeugt wird, Stichwort: Elektrolyse.

Wasserstoff an der Tankstelle herstellen

Eine Option ist es, den Wasserstoff zentral zu erzeugen und anschließend zu den Tankstellen zu transportieren. Alternativ könnten an Tankstellen Elektrolyseure entstehen – und den Wasserstoff direkt vor Ort erzeugen. Bei dieser Variante empfehlen die Studienautoren überdimensionierte Elektrolyseure und große Wasserstoffspeicher an den Tankstellen: So ließe sich Wasserstoff günstiger herstellen.

Außerdem können die Lkw-Tankstellen dann wegen ihrer Größe und ihres hohen Stromverbrauchs von etwa 65 Terawattstunden pro Jahr die stark fluktuierenden erneuerbaren Energien gut in das Energiesystem integrieren und es so entlasten. Etwa eine Milliarde Euro jährlich lassen sich so nach Prognosen der Forscher sparen. Wichtigster Punkt dabei: Der Wasserstoff muss „grün“ sein, also mit erneuerbaren Energien hergestellt worden sein.

Hintergrund: Brennstoffzellen-Lkw

Der Straßengüterverkehr in Deutschland stößt jährlich etwa 50 Megatonnen CO2 aus, für die Hälfte davon sind die etwa 250.000 schweren Lkw mit einem Gewicht über 26 Tonnen verantwortlich. Um die Ziele des Pariser Klimaabkommens zu erreichen, muss der Verkehr bis 2050 nahezu emissionsfrei sein. Eine Möglichkeit zur Dekarbonisierung ist, die konventionell betriebenen Lkw vollständig durch Brennstoffzellen-Lkw zu ersetzen, die mit Wasserstoff fahren.

Tankstellenaufbau für Brennstoffzellen-Lkw in Deutschland

Welche Infrastruktur ist notwendig, um im Jahr 2050 alle schweren Lkw in Deutschland mit Brennstoffzellen-Modellen zu ersetzen und mit Wasserstoff zu versorgen?

Die vollständige Studie lesen

Prof. Martin Wietschel vom Fraunhofer ISI ergänzt: „Bereits bis 2030 sollen die Emissionen von Lkw laut EU-Vorgaben um 30 Prozent gegenüber 2019 sinken. Um dafür Brennstoffzellen-Lkw zu nutzen, müssen schon früh viele Tankstellen entstehen: Für knapp 50.000 Fahrzeuge im Jahr 2030 braucht es bereits 70 teilweise kleinere Wasserstofftankstellen zur räumlichen Abdeckung. Diese zum Wasserstoffabsatz vergleichsweise hohe Tankstellenanzahl zeigt, dass es einen großen Bedarf nach passenden Geschäftsmodellen gibt. Auch die Frage der staatlichen Förderung für Lkw-Wasserstofftankstellen muss zügig geklärt werden.“

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