Was braucht es für Wasserstofffahrzeuge und abgasfreie Technologien der Zukunft? Antworten von der ACT Expo
Was braucht es für Wasserstofffahrzeuge und abgasfreie Technologien der Zukunft? Antworten von der ACT Expo
Bei der diesjährigen Advanced Clean Transportation (ACT) Expo in Kalifornien/USA lag der Fokus der Automobilhersteller ganz deutlich auf der Reduzierung von Emissionen und der Effizienzsteigerung sowie auf sauberen Transportlösungen und Technologien.
Der generelle Wandel in der Transportindustrie spiegelt sich in den letzten Jahren auch immer mehr bei der ACT Expo wider. Heute stehen schadstoffarme und abgasfreie Fahrzeuge im Vordergrund – Technologien, die als die Zukunft des Transportwesens gelten.
Dies hat mehrere Gründe. Neue Akteure betreten die Bühne der Transport- und Mobilitätsindustrie und bringen neue Technologien und Geschäftsmodelle mit sich. Außerdem werden weltweit Anreize zur Entwicklung umweltfreundlicher Mobilitätstechnologien mit geringeren Emissionen geschaffen. Angesichts dieser Entwicklungen gewinnt diese Thematik immer schneller an Relevanz.
Vor allem eine Sache wurde auf der Messe deutlich: Neue Technologien und Entwicklungen bringen auch neue Herausforderungen für OEMs mit sich. Die wichtigsten Beobachtungen von der ACT Expo 2019 habe ich im Folgenden für Sie zusammengefasst:
Herausforderungen hinsichtlich Leistung, Reichweite und Infrastruktur
Die zunehmende Nutzung sauberer Technologien, Fahrzeuge und Produkte wird durch mehrere Faktoren beeinflusst, für die Lieferanten verschiedene Lösungen entwickeln.
Vor allem Elektrofahrzeuge stehen im Fokus. Moderne Elektrofahrzeuge sind umweltfreundlich und werden angesichts fallender Kosten in der Batterieherstellung zunehmend zu einer kosteneffizienten Lösung für kurze Strecken. Doch auch bei Elektrofahrzeugen gibt es einige Herausforderungen zu meistern. So sind beispielsweise Fuhrparkbetreiber im Schwerlast- und Güterverkehr auf Batterielösungen mit entsprechender Reichweite angewiesen, die einen Warentransport über große Distanzen ermöglichen. Auch Ladezeiten sind ein wichtiges Thema, da diese von 30 Minuten bis zu 10 Stunden variieren können. Auch die Infrastruktur für Ladestationen spielt in diesem Zusammenhang eine große Rolle – denn diese steckt abseits bestimmter geographischer Regionen noch in den Kinderschuhen. Hinzu kommt, dass die Rohstoffe für die Batterieherstellung für Elektrofahrzeuge relativ knapp sind, vor allem in den USA. Mit zunehmender Rohstoffverknappung steigen auch die Kosten. Zusätzlich dazu droht eine weitere große Herausforderung hinsichtlich der Entsorgung der Batterien am Ende ihres Lebenszyklus.
Aus all diesen Gründen rückt eine weitere Technologie immer mehr ins Rampenlicht: der Wasserstoffantrieb. Der in Wasserstofffahrzeugen verbaute Elektromotor wird mithilfe von Wasser- und Sauerstoff angetrieben und bietet mehrere Vorteile. Zum Beispiel entstehen keinerlei Emissionen bei gleichzeitig hoher Leistung und einem Drehmoment, das für Schwerlastanwendungen ausreichend ist. Werden diese Fahrzeuge nachhaltig und unter Einsatz erneuerbarer Energien produziert, erzeugen sie absolut keine Emissionen. Und sie haben auch weniger Nachteile. Hersteller von wasserstoffbetriebenen Fahrzeugen haben unter Beweis gestellt, dass diese Fahrzeuge hinsichtlich der Reichweite den herkömmlichen Technologien in nichts nachstehen (mehr als 480 Kilometer). Zudem können sie an Wasserstofftankstellen sehr schnell aufgetankt werden.
Momentan ist die Infrastruktur für Wasserstofftransport zwar noch sehr dürftig, allerdings investieren viele OEMs bereits in deren Ausbau. Das Unternehmen Nikola Corporation hat sich auf Sattelzüge mit elektrischem Antrieb und Wasserstofffahrzeuge spezialisiert und war einer der Hauptaussteller bei der ACT Expo. Das Unternehmen hat es sich zum Ziel gemacht, bis 2028 700 Wasserstofftankstellen in den USA zu bauen. Mit diesem einzigartigen Geschäftsmodell werden gleichzeitig Herausforderungen in der Fahrzeugproduktion und in der Infrastruktur angegangen. So werden Wasserstofffahrzeuge für Endverbraucher attraktiver.
Schaffung einer effizienten Infrastruktur für Wasserstofffahrzeuge
Eine zuverlässige Infrastruktur für Wasserstofffahrzeuge ist die Grundlage für die Zukunftsfähigkeit der Technologie im kommerziellen Bereich sowie im privaten Personenverkehr. Besonders wichtig ist hierbei die sichere und effiziente Speicherung von Wasserstoff in Fahrzeugen und an Tankstellen.
Bei der praktischen Umsetzung müssen ein paar Faktoren berücksichtigt werden. Wasserstoff hat von allen Brennstoffen den höchsten Energiegehalt pro Masse, aber einen geringen Energiegehalt pro Volumeneinheit. Aus diesem Grund sind fortschrittliche Speichermethoden nötig, die eine höhere Energiedichte ermöglichen. Flüssiger Wasserstoff muss bei kryogenen Temperaturen gespeichert werden, weshalb diese Lösung für Fahrzeuge aktuell weniger attraktiv ist. Für die effiziente Speicherung in Gasform sind Hochdrucktanks und Kraftstoffsysteme erforderlich, mit Drücken von 350 bar in Pkws und bis hin zu 700 bar in Lkws.
Die effiziente Wasserstoffspeicherung muss über die gesamte Lieferkette gewährleistet sein. Wasserstoff wird entweder vor Ort erzeugt oder von speziellen Wasserstoff-Lkws an Tankstellen geliefert, wo es dann für die Speicherung in Tanks verdichtet wird. Von diesen Tanks gelangt es anschließend in die Zapfsäulen, über die Endverbraucher ihre Wasserstofffahrzeuge betanken können. Um die Druckanforderungen der Fahrzeuge zu erfüllen, muss der Druck an der Wasserstofftankstelle selbst sogar noch höher sein – zwischen 900 und 1000 bar.
Hohe Drücke und die Vermeidung kostspieliger Leckagen in der Wasserstoffinfrastruktur sind grundlegende Faktoren für die Zukunftsfähigkeit, Effizienz und Umsetzbarkeit der Technologie. Auch bei der Auslegung und Werkstoffauswahl für Wasserstofffahrzeuge müssen diese hohen Drücke berücksichtigt und ein leckagefreier Betrieb gewährleistet sein.
Dies ist jedoch nur eine kurze Übersicht über die vielversprechenden Trends, die sich momentan in der Transportindustrie abzeichnen. Wir müssen alle einen Beitrag dazu leisten, unsere Zukunft nachhaltiger zu gestalten. Wir bei Swagelok unterstützen OEMs mit unseren Services und hochwertigen Produkten auf dem Weg hin zu einer emissionsarmen oder -freien Zukunft im Transportsektor. Wir verfügen über umfassendes Wissen rund um Werkstoffe sowie extreme Temperatur- und Druckbedingungen und bieten zuverlässige und leckagefreie Verbindungen für wichtige Anwendungen. Wir freuen uns, dieses Wissen auf umweltschonende Transporttechnologien zu übertragen. Nur so können wir die Anforderungen unsere Kunden hinsichtlich Sicherheit, Effizienz und Zuverlässigkeit erfüllen.