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physik artikel (Interpretation und charakterisierung)

Die problematik des tankstellennetzes für wasserstoff - eine berechnung


1. Atom
2. Motor

Um die ersten Busse und Autos von Daimler Chrysler und von BMW mit Wasserstoff im Raum München zu versorgen, hat Aral im Jahre 2000 die erste Wasserstofftankstelle beim Flughafen München in Betrieb genommen.
Die Tankstelle ist vollautomatisch. Der Benutzer muss per Touchscreen Menge und Art des Wasserstoffs auswählen und mit Kreditkarte bezahlen. Den Rest übernimmt ein Roboterarm, welcher den Standort der Tankklappe des Fahrzeugs eruiert. Anschliessend wird ein wenig Helium in die Verbindungsschleuse zwischen Tankdüse und Einfüllstutzen gefüllt, so dass die Restluft aus der Verbindungsschleuse gespült wird. Nun wird der Wasserstoff in knapp zwei Minuten in den Tank eingefüllt.
An der Wasserstofftankstelle kann Flüssigwasserstoff (LH2) wie auch gasförmiger Wasserstoff für Drucktanks getankt werden. Der gasförmige Wasserstoff wird durch Elektrolyse in einer Hochleistungsanlage direkt bei der Tankstelle produziert und anschliessend verdichtet. Somit ist der gasförmige Wasserstoff sofort für den Kunden an Ort und Stelle bereit. Der Flüssigwasserstoff jedoch muss zur Tankstelle nach München transportiert werden. Er wird in der einzigen Flüssigwasserstoffanlage in Deutschland durch die Linde AG produziert und mit Lastwagen zur Tankstelle transportiert .
In der Schweiz existiert weder eine Wasserstofftankstelle noch eine Produktionsstätte für LH2. Aral, der Pionier in Sachen Wasserstofftankstellen, ist seit 1998 in der Schweiz nicht mehr vertreten. Es ist deshalb offen, welches Unternehmen dereinst Wasserstoff an Tankstellen in der Schweiz anbieten wird.
In der Schweiz existierten Ende 2002 genau 3470 Tankstellen . Unter der Annahme, dass nur 10%, also rund 350 dieser Tankstellen auf Wasserstoffverkauf wechseln würden, hätte dies bei den heutigen Produktionskosten solcher neuartiger Tankstellen enorme Kosten zur Folge. Die Tankstelle in München hat über 17 Millionen Euro gekostet. Würde jede dieser 350 auf Wasserstoff umgerüsteten Tankstellen in der Schweiz gleichviel wie der Prototyp in Deutschland kosten, so wären das (350 ∙17\'000\'000 Euro) 5.95 Milliarden Euro, was über
9 Milliarden Franken entspricht! Die Kosten würden jedoch nicht so hoch ausfallen, da die Robotik und die verschiedenen Teile der Tankstelle serienmässig hergestellt würden und somit billiger wären als diese vom Prototyp am Flughafen in München (Economy of Scale).
Laut dem Architekten Christoph Schiess, welcher für den Bau der Shell -Tankstellen in der Schweiz verantwortlich ist, kostet heutzutage der Bau einer neuen, bemannten Tankstelle mit Shop durchschnittlich 1.3 Millionen Franken, während eine unbemannte Tankstelle ungefähr auf 700\'000 Franken zu stehen kommt. Angenommen, alle unsere 350 Tankstellen wären unbemannt, so würde das 245 Millionen Franken kosten. Wären alle Tankstellen bemannt und mit Shop ausgerüstet, so würden sich die Baukosten für die 350 Tankstellen auf 455 Millionen Franken belaufen. Es stellt sich nun die Frage, ob es in kurzer Zeit möglich sein wird, die Baukosten der Wasserstofftankstellen auf das Niveau herkömmlicher Benzintankstellen zu senken, um im Bezug auf die Investitionen vergleichbar zu sein. Wären die Tankstellenketten bereit, für einen sauberen Brennstoff mehr für ihre Tankstellen zu investieren? Solange die Nachfrage an Benzin so gross ist, wohl kaum. Dazu sind die
meisten Tankstellenbetreiber in der Schweiz vertraglich an
die Erdölvereinigung gebunden und diese möchte natürlich
ihre Brenn- und Treibstoffe verkaufen. Solange niemand in
die Wasserstoffwirtschaft investieren will, wird die Nachfrage
nach Wasserstoffverbrennungsmotoren oder Brennstoff-
zellenautos sehr klein bleiben.

Wäre das Problem des Tankstellennetzes gelöst, so müsste auch die Logistik und Produktion von Wasserstoff geregelt sein. Könnte aber die Industrie den hohen Wasserstoffbedarf decken? Wäre unsere Wirtschaft für einen höheren Wasserstoffverbrauch gewappnet? Die Schweiz besitzt zurzeit noch keine Flüssigwasserstoffanlage. Deutschland besitzt nur eine Flüssigwasserstoffanlage, welche bei nationaler Einführung der neuen Autos niemals den Bedarf an Wasserstoff befriedigen könnte. Der flüssige Brennstoff müsste mit Lastwagen importiert werden, was wiederum die Umwelt belasten würde.
Das Problem der umweltfreundlichen Fahrzeuge liegt also nicht nur bei der Autoindustrie und den Tankstellenbetreibern, sondern auch bei den Herstellern von Wasserstoff.



In der folgenden Tabelle werden die Modelle 750iL (Benzinmotor) und 750hL (Wasserstoffmotor) von BMW verglichen.

Automodell Tankgrösse (in L) Verbrauch in Liter / 100km Kosten 1L Kosten / 100km
BMW 750iL 95 15.8 Benzin: Fr. 1.30 Fr. 20.54

BMW 750hL 190 33 LH2 Fr. 0.85 Fr. 28.05

Durch den höheren Verbrauch des 750hL auf hundert Kilometer ist dieser umweltfreundliche BMW zumindest für Privatkunden vorerst uninteressant. Der Preis eines Liters kryogenen Wasserstoffs wurde mir von Aral mitgeteilt. Der an Tankstellen zukünftig angebotene Wasserstoff wird teurer sein, da Aral den Brennstoff zurzeit (noch) nicht Gewinn orientiert verkauft und die Kosten für die Logistik- und Lagerungskosten des Wasserstoffs somit noch nicht berücksichtigt werden.
Wenn der Wasserstoffverbrauch dieser Fahrzeuge gesenkt werden kann und Wasserstoff durch die Tankstellenbetreiber nicht massiv teurer verkauft wird, so sehe ich eine gute Konkurrenzfähigkeit für Fahrzeuge, die Wasserstoff als Treibstoff verwenden. Durch die teure Infrastruktur, die für die Wasserstoffwirtschaft aufgebaut und somit auch amortisiert werden muss, besteht die Gefahr, dass der Wasserstoff teurer als Benzin und Diesel wird. In diesem Falle müsste die Regierung die Steuern auf die herkömmlichen Treibstoffe erhöhen, damit Wasserstoff für jedermann interessant wird.

 
 

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