Sichere Versorgung der H2-Tankstellen: Normaler Gefahrguttransport?

Sichere Versorgung der H2-Tankstellen:
Normaler Gefahrguttransport?
Thomas Fürst Geschäftsführer Alpiq Hydro Aare AG
17. September 2021

Übersicht

•   Wasserstoff
    - ist nicht neu, viel Erfahrung im industriellen Umgang
    - ermöglicht als Energieträger die Integration des Ausbaus der neuen
      erneuerbaren Energien (Wind und Sonne)

•   Hydrospider und das einzigartige Ökosystem
    -   die Partner
    -   der LKW
    -   die Tankstelle
    -   die Produktion - ohne Speicher

•   Logistik und das Problem des effizienten Gastransports
    - der neuartige Wechselcontainer
    - Aufbau & Sicherheit
    - Erste Erfahrungen

Heutiges europäisches Energiesystem
basiert weitgehend auf fossiler Energie

                                          Quelle: IEA World Energy Balances
                                          Database. Nach Energieträgern, Anteile in
                                          Prozent und in Mio. t Öläquivalent,
                                          Europäische Union (EU-28), 2016

22.7.2021

            •   Förderprogramme auf der
                politischen Agenda

            •   Grosse Hoffnung auf
                Systemerhalt mit Synfuels

            •   Wirkungsgrad wenig
                Relevanz für synthetische
                Kraftstoffe aus
                «überschüssiger» Sonnen-
                und Windenergie

            •   H2 kann Systemintegration
                des Ausbaus dieser NEE
                ermöglichen

Beispiel Verbrauchsanpassung
Windstrom durch Wasserstoffelektrolyse

                                       Der Naturstromspeicher in
                                       Gaildorf ist die Kombination
                                       aus einem Windpark mit
                                       einem Pumpspeicher-
                                       kraftwerk zur Verbrauchs-
                                       anpassung. Er nutzt die
                                       Turmfundamente der Wind-
                                       anlagen als Wasserspeicher

                                       Die Verbrauchsanpassung
                                       wird entscheidend für den
                                       Ausbau von Wind- und
                                       Sonnenenergie. Diese Rolle
                                       kann der Wasserstoff im
                                       grossen Stil übernehmen

                                  Quelle MBS Naturstromspeicher Gaildorf, Baden-Württemberg

Hydrospider
Produktion und Beschaffung von grünem Wasserstoff
für die Versorgung der Hyundai LKW in der Schweiz

Die drei Hauptpartner im weltweit einzigartigen
Wasserstoff-Elektro-Ökosystem

 Hyundai      H2 Energy

                                              H2 Energy Alpiq       Linde

 H2-LKW-Flotte
 - Reichweite 400 km
 - Gesamtgewicht 36 t                             H2-Produktion aus
 - 'Pay-per-use' Modell                           erneuerbarer Energie
                                                  - 100 MW bis 2025
 www.hyundai-hm.ch                                - Dezentrale Standorte

 Tankstellenbetreiber –                           H2-Logistik,
 Förderverein H2                                  Anlieferung in Wechsel-
 Mobilität Schweiz                                container an Tankstelle
 Avia, Agrola, Coop/CMA,
 Migrol, Shell, Socar, Tamoil                     www.hydrospider.ch

 Anzahl Tankstellen
 50 – 100 bis 2023
 www.h2mobilitaet.ch

Tankstellen und Logistik-Partnerschaft durch
den Förderverein H2 Mobilität Schweiz

Weltweit die erste Flotte von H2-Serien-
LKWs in der Schweiz

Die Schlagzeile weltweit:
Hyundai delivers first fuel cell trucks to Switzerland
7. Oktober 2020, Verkehrshaus Luzern

Warum ist diese
weltweit einzig-
artige Flotte in der
Schweiz möglich
ohne Subventionen?

•   Zusammenarbeit im
    Förderverein
•   Hoher Dieselpreis
    (Mineralölsteuer)
•   Hohe Maut (LSVA)

Zielpositionierung:
Kostengleichheit mit
Diesel-LKW

50 LKW täglich je rund 300 km im Einsatz

                 …und Coop, Camion Transport, Chr. Cavegn, Galliker, G. Leclerc, F. Murpf, Riza, Retralog, Traveco,Gebr. Weiss

Hyundai XCIENT Fuel Cell Trucks
mehr als eine Million Kilometer – ohne CO2-Emissionen!

Ab Ende 2021 Upgrade 40 Tonnen Gesamtgewicht
6 x 2 Cargo, 350 kW E-Motor, 2 x 90 kW Brennstoffzelle

Gasttank für 400 km Reichweite
7 Druckbehälter, 350 bar, 31 kg H2

Aussicht ab 2023 in Kalifornien

Die Wasserstoff-Tankstelle
700 bar PKW, 350 bar LKW

Betankung von 4 LKW in einer Stunde
2 Docking, Verdichter, 500/900 bar Speicher, Kältemaschine

                                                 konsequenter Sicherungsplan

Innerhalb einem Jahr 8 öffentliche
Tankstellen in der Schweiz eröffnet   (PKW & LKW)

                                                    Online Tool Hydrospider

                                                       www.h2.live

Die H2-Produktion beim
Alpiq Laufwasserkraftwerk Gösgen

• Transparenter Strom-Herkunftsnachweis
• H2 Qualität – entsprechend ISO 14687-2 / SAE J 2719

Die erste 2 MW Elektrolyseanlage inkl.
Abfüllstation in Gösgen in Betrieb

Plan: 100 MW Elektrolysekapazität und 200 Speichercontainer zur Versorgung der 1’600 LKW

Hydrospider garantiert H2-Verfügbarkeit an
zertifizierten H2-Tankstellen der Schweiz

Ausbau Produktion
                                       KW Eglisau
in der                    KW Augst

Nähe des                      Gösgen
                                                          St. Gallen

Verbrauchs
                                             Freienbach

              KW Schiffenen

                                                            Quelle: BFS, 2019 (2015)
                                                            Strasse Tonnen pro Jahr

Problem des Gastransportes

•   Rohrleitung
•   Verdichten
•   Stahlbehälter vs. Glasfaserzylinder
•   Investitions- und Risikoreduktion durch
    Verzicht auf Speicher

Herausforderung Logistik
• 8 HRS, 350 kg H2 pro Container,
  31 kg H2 pro LKW
• 10 - 15 Trucks pro Tag,
  1 Containerwechsel täglich
• Aktuell 25 Containerwechsel wöchentlich
• Lösung mit neuartigem MEGC

Hydrospider Logistikkonzept für
Wasserstoff gewinnt den
Swiss Logistics Award 2021

Füllung an Docking Stations

Wegfahrsperre, Brandüberwachung

An- / Abdockung durch
instruierten Fahrer

Containerwechsel an der umzäunten
Tankstelle mit 2 Docking Stations

Anlieferung an der Tankstelle

Aufbau Wechselcontainer
Standard ISO 20’ Container

Aufbau Wechselcontainer MEGC

                               •   Metallfreier Typ 4
                                   Speicherzylinder
                               •   Wiederkehrende Sicherheits-
                                   technische Prüfungen

3 x 3 Flaschenbündel
15’000 Liter (9 x 1 ’650 L, 350 bar)
Füllung max. 5 bar/min
                                       Notablassventile

Hyundai 700 bar PKW H2 Speicher

Sicherheit der Wasserstofftanks

                    Studienanordnung University of Miami 2001:
                    Freisetzung von H2 und Benzin mit
                    anschliessender Entzündung
                    •   Bei Freisetzung schneller Aufstieg
                    •   Schnelle Vermischung mit Umgebungsluft
                    •   Wasserstoffflammen haben nur geringe
                        Wärmestrahlung
                    •   praktisch unversehrtes H2-Fahrzeug,
                        Tmax gemessen an Heckfensterglas 47°C

Bruchtest 350 bar Glasfaserzylinder
Längsringbruch bei >900 bar

                                      Bei Glasfaser Entfall von
                                      Trennwänden / Sprinkler

Gaszylinder besteht Beschussversuch

Herstellertest der Wechsel-
container von Hydrospider
(EN 12245 ortsbewegliche
Gasflaschen)

•   Glasfaserzylinder befüllt
    mit 250 bar Erdgas
•   Beschuss mit Standard-
    Munition
•   Aufprall Seitenwand 45°
•   Distanz 45 m,
    Geschwindigkeit 850 m/s     7,62 mm Munition

Beschussversuch
keine Penetration erreicht

        12,7 mm Munition
                             Munition Schweizer Armee
                             • 7,5 mm Sturmgewehr
                             • 12,7 mm MG 64

Umgang mit Gefahrgut als Startup

Nur möglich dank guter Zusammenarbeit
mit erfahrenen Partnern
•   Befüller
•   Absender
•   Beförderer
•   Empfänger

Erfahrungen
•   Logistik bleibt die
    grosse Heraus-
    forderung

Take home message

         •   Der Umgang mit Wasserstoff im industriellen Massstab ist seit
             Jahrzehnten bekannt und es liegt viel Erfahrung im Umgang damit
             vor

         •   Die Nutzung von Wasserstoff als Energieträger macht Sinn, wenn
             er aus erneuerbaren Energien hergestellt wird

         •   Die gesamte Wertschöpfungskette im H2-Ecosystem kann mit
             eigenem Business Case pro Partner subventionslos bestehen

         •   Mit H2-LKW kann das Tankstellennetz für die H2-PKW aufgebaut
             werden

         •   Zwischenspeicherung durch Wasserstoff ermöglicht die zeitliche
             Entkoppelung von fluktuierender Stromproduktion und
             Energienachfrage im Verkehr und später im Stromsystem

Sichere Versorgung der H2-Tankstellen:
Ein normaler Gefahrguttransport!
Vielen Dank!