Wasserstoff als Energieträger der Zukunft im Rheinland - Herzlich Willkommen - September 2021, 12:00 Uhr

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Wasserstoff als Energieträger der Zukunft im Rheinland - Herzlich Willkommen - September 2021, 12:00 Uhr
Herzlich Willkommen

                                    © pixabay

Wasserstoff als Energieträger der
     Zukunft im Rheinland
 3. September 2021, 12:00 Uhr
Wasserstoff als Energieträger der Zukunft im Rheinland - Herzlich Willkommen - September 2021, 12:00 Uhr
Begrüßung NRW.BANK und MRR

                   Dr. Jörg Hopfe
                   Bereichsleiter Förderberatung und Kundenbetreuung
                   NRW.BANK

2   | 03.09.2021 | Wasserstoff als Energieträger der Zukunft im Rheinland
Wasserstoff als Energieträger der Zukunft im Rheinland - Herzlich Willkommen - September 2021, 12:00 Uhr
Begrüßung NRW.BANK und MRR
    Moderation der Veranstaltung

                   Ulla Thönnissen
                   Geschäftsführerin der Metropolregion Rheinland

3   | 03.09.2021 | Wasserstoff als Energieträger der Zukunft im Rheinland
Wasserstoff als Energieträger der Zukunft im Rheinland - Herzlich Willkommen - September 2021, 12:00 Uhr
Technische Hinweise
     • Am unteren Rand finden Sie eine Menüleiste mit verschiedenen
       Funktionen (Mikrofon, Kamera, Teilnehmerübersicht, Chat)
     • Während der Vorträge werden Sie vom Moderator stummgeschaltet
     • Nach den Vorträgen können Sie Ihre Frage stellen
     • Dazu melden Sie Ihre Frage bitte über den Chat an

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Wasserstoff als Energieträger der Zukunft im Rheinland - Herzlich Willkommen - September 2021, 12:00 Uhr
Technische Hinweise

     • Sobald der Moderator die Fragen gesichtet hat, wird in der
       Reihenfolge der Eingänge die Stummschaltung der
       Fragestellenden aufgehoben

     • Hiernach können Sie Ihre Frage direkt an die Referenten
       richten

5   | 03.09.2021 | Wasserstoff als Energieträger der Zukunft im Rheinland
Wasserstoff als Energieträger der Zukunft im Rheinland - Herzlich Willkommen - September 2021, 12:00 Uhr
Am Anfang war der Wasserstoff

                  Andreas Hirschter
                  Infrastruktur, AE Driven Solutions GmbH

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Wasserstoff als Energieträger der Zukunft im Rheinland - Herzlich Willkommen - September 2021, 12:00 Uhr
Am Anfang war der Wasserstoff

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Wasserstoff als Energieträger der Zukunft im Rheinland - Herzlich Willkommen - September 2021, 12:00 Uhr
Am Anfang war der Wasserstoff

2                                   © NEA GROUP
Wasserstoff als Energieträger der Zukunft im Rheinland - Herzlich Willkommen - September 2021, 12:00 Uhr
Thesen

    •   Wasserstoff verbrennt sauber
    •   Wasserstoff kann sauber hergestellt werden
    •   Wasserstoff ist so gefährlich wie Benzin
    •   Wasserstoff ist ungefährlicher als Erdgas

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Wasserstoff als Energieträger der Zukunft im Rheinland - Herzlich Willkommen - September 2021, 12:00 Uhr
Thesen
    Wasserstoff verbrennt sauber

                                   • Gilt nur für die kalte Verbrennung
                                     in einer Brennstoffzelle
                                   • Heisse Verbrennung in Motoren
                                     produziert NOx

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Thesen
    Wasserstoff kann sauber hergestellt werden

                                    Grüner
                                   Wasserstoff

                                                  Türkiser
                                                 Wasserstoff

                                    Gelber
                                   Wasserstoff

5                                                              © NEA GROUP
These
    Wasserstoff ist so gefährlich wie Benzin

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Thesen
    Wasserstoff ist ungefährlicher als Erdgas
                                         Wasserstoff       Erdgas      Benzin/Diesel

    Untere Explosionsgrenze           4,0 Vol-%        4,4 Vol-%    0,6 Vol-%

    Obere Explosionsgrenze            77 Vol-%         17 Vol-%     8/6,5 Vol-%

    Mindestzündenergie                0,017mJ          0,290mJ

    Mindestzündtemperatur             560°C            595°C        220/250°C

7                                                                                      © NEA GROUP
Am Anfang war der Wasserstoff

                                        Düngemittel

                                       Entstickung von
               Ammoniak NH3
                                    Verbrennungsabgasen

                                         Kühlmittel

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Am Anfang war der Wasserstoff

                                    Rohölverarbeitung
                                    zu Benzin/Diesel

                                     Produktion von
         Hydrierung                    Alkoholen

                                      Waschmittel,
                                       Margarine

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Am Anfang war der Wasserstoff

                                     Grundstoffe für die
                                     Kunstoffproduktion

                  Synthese                Silikone

                                         Kautschuk

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Am Anfang war der Wasserstoff

                                     Politik

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Am Anfang war der Wasserstoff
     Politisches

                                     Frank Thelen, 15.6.2021 bei WiWo :
                                     „Wasserstoff für Autos ergibt einfach keinen Sinn“

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Am Anfang war der Wasserstoff

                                     Anwendungen

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Brennstoffzellenheizungen werden staatlich gefördert

     Förderung für Vitolavor von Viessmann
     • Die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) fördert Brennstoffzellenheizungen
         über das Programm „Energieeffizienz Bauen und Sanieren – Zuschuss
         Brennstoffzelle“ mit der Nummer 433
     • Bis zu 40 Prozent der Investitionskosten für innovative Brennstoffzellensysteme
         werden im Rahmen dieses Programms bezuschusst
     • Die Förderhöhe hängt von der elektrischen Leistung des jeweiligen Systems ab

14
Brennstoffzellenheizungen von remeha

15
In der Intralogistik vom BMW Werk in Leipzig kommen wasserstoffbetriebene
     Routenzüge zum Einsatz

     •   Das Werk Leipzig der BMW Group nimmt 70
         wasserstoffbetriebene Routenzüge in Betrieb
     •   Diese „Indoor-Schlepper“ kommen laut dem
         Automobilhersteller in der Produktion zur Versorgung der
         Montagebänder mit Zulieferteilen zum Einsatz

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Wegweisender Wasserstoff-Einsatz in der Intralogistik bei Carrefour

     •   Das französische Handelsunternehmen Carrefour setzt in
         seiner neuen Logistikbasis in Vendin-Le-Vieil Nordfrankreich
         auf eine wasserstoffbetriebene Flotte von 137 Lagertechnik-
         Fahrzeugen Das ist europaweit der bisher größte Einsatz von
         Brennstoffzellen-Staplern
     •   Mit diesem von der EU geförderten und in zwei Wellen
         umgesetzten Projekt HyLIFT-EUROPE setzen die Partner einen
         Meilenstein für den Einsatz von Wasserstoff als alternative
         Energiequelle und beweisen, dass sich die Technologie im
         harten Logistikalltag bewährt

17
Präsentation H2City – die Rolle von Wasserstoff in der
     Mobilität

     Sebastian Hagedorn M. Sc.
     Gruppenleiter, Lehrstuhl für
     Production Engineering of E-Mobility Components
     RWTH Aachen

24   | 03.09.2021 | Wasserstoff als Energieträger der Zukunft im Rheinland
Präsentation H2City – die Rolle von
Wasserstoff in der Mobilität

Wasserstoff als Energieträger der Zukunft im Rheinland
03. September 2021
Zwei Institute, ein Ort, eine enge Partnerschaft

                                             Consulting   Systementwicklung und Integration

                                 Durchführung von         Entwicklung eines modularen
                Beratungsprojekten in den Bereichen       Brennstoffzellen-Range-Extender-
                      Elektromotoren, Batterien und       Systems für den Einsatz in
                                    Brennstoffzellen      Fahrzeugen

                                  Analyse                            Komponenten Testing

          Potenzial- und Marktanalyse von                            Prüfung von Brennstoffzellen-
                              elektrischen                           Peripheriekomponenten im
             Antriebsstrangkonzepten und                             Betrieb und auf dem Prüfstand
                            Komponenten

                                             Akademie     Infrastrukturimplementierung

                  Enge Zusammenarbeit mit anderen         Implementierung einer nachhaltigen
                     Instituten und Wissenschaftlern      Wasserstoff-Infrastruktur basierend auf den
                                                          lokalen Gegebenheiten und Anforderungen

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Agenda

 1 Einleitung und Motivation

 2 H2City Vorstudie

 3 Konzeptionierung des Reallabors und nächste Schritte

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Agenda

 1 Einleitung und Motivation

 2 H2City Vorstudie

 3 Konzeptionierung des Reallabors und nächste Schritte

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Die globalen CO2-Emissionen sind dramatisch angestiegen und haben einen erheblichen
Einfluss auf die Umwelt

                        CO2-Emissionen                  Klimawandel                  Handlungsbedarf               Lösungsansatz

                               44%                         0,2 °C                           45%
                                                                                                                       ?
                        ... ist die globale CO2-     ... erwärmt sich die Erde    ... geringere CO 2-Emissionen*
                         Konzentration in der      derzeit pro Dekade durch den   könnten zu einer Reduzierung
                        Atmosphäre seit 1850       vom Menschen verursachten       der globalen Erwärmung um
                                gestiegen                   Klimawandel                1,5 °C bis 2030 führen

*im Vergleich zu 2010

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Lösungsansätze zur Reduktion von CO2-Emissionen
Neue ganzheitliche Energiesystemkonzepte sind für nachhaltiges Wirtschaften unerlässlich

Quelle: NOW GmbH

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Lösungsansätze zur Reduktion von CO2-Emissionen
Neue ganzheitliche Energiesystemkonzepte sind für nachhaltiges Wirtschaften unerlässlich

Quelle: NOW GmbH

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Ohne Wasserstoff erscheint das 2-Grad-Ziel nicht erreichbar
  Wasserstoff-Roadmap der EU – CO2-Emissionen [Mt/a]                                                                      Benötigte Fahrzeuge und Brennstoffzellenleistung [GW]

Emissionsziele der
 National-staaten

                                     1.070                           562
                                                                                   Energieerzeugung
                                                                                                                                                                       8          Neufahrzeuge

                                                                                                                                                                      Mio.
                                                                                                                                                                                  mit Brennstoff-
                                                                                                                                                                                  zellenantrieb
                                                                                   Transportsektor

   Zusätzlich
                                                                                                                                                                       550
                                                                                   Kraft und Wärme für Gebäude
  erforderliche                                                                    Industriell genutzte Wärme                                                                     Benötigte
                                                                                                                                   Globale       1,2
                                                                                                                                                                       GW
CO2-Einsparungen                                                                   Industrielle                                                                                   Brennstoff-
                                                                                   Rohstoffe      508                            Produktions-
                                                                                                                                   leistung      Mio.
                                                                                                                                                                                  zellenleistung

                                                                                                                                                 90
Für das 2-Grad-Ziel                                                                                                                              GW
 erträgliche CO2-                                                                                                                0,56 GW
    Emissionen

                                 CO2-Lücke
                                 CO2-Lücke                 Potential durch Verbleibende                                            2018          2030                   2050
                                                            Wasserstoff       Lücke
Quelle: Fuel Cells and Hydrogen Joint Undertaking, 2019; E4tech, 2019; 1. BMWi (2020) – Nationale Wasserstoffstrategie;

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Ohne Wasserstoff erscheint das 2-Grad-Ziel nicht erreichbar
  Wasserstoff-Roadmap der EU – CO2-Emissionen [Mt/a]                                                                      Benötigte Fahrzeuge und Brennstoffzellenleistung [GW]
                                                                                                                            Wasserstoff zur Erreichung der Klimaziele 2030
Emissionsziele der
 National-staaten                                                                                                                                Zukunftsmärkte als Ziel von 37 Maßnahmen1:

                                     1.070                           562
                                                                                   Energieerzeugung
                                                                                                                                                 ● Erzeugung von Wasserstoff
                                                                                                                                                 ● Industrie                     8      Neufahrzeuge

                                                                                                                                                                                Mio.
                                                                                                                                                                                        mit Brennstoff-
                                                                                                                                                 ● Verkehr                              zellenantrieb
                                                                                   Transportsektor                                               ● Wärmemarkt

   Zusätzlich
                                                                                                                                                                                550
                                                                                   Kraft und Wärme für Gebäude
  erforderliche                                                                    Industriell genutzte Wärme                                                                             Benötigte
                                                                                                                                   Globale       1,2
                                                                                                                                                                                GW
CO2-Einsparungen                                                                   Industrielle                                                                                           Brennstoff-
                                                                                   Rohstoffe      508                            Produktions-
                                                                                                                                   leistung      Mio.
                                                                                                                                                                                          zellenleistung

                                                                                                                                                  90
                                                                                                                                                                            „
                                                                                                                                      „
                                                                                                                                         Die Bundesregierung  sieht bis
Für das 2-Grad-Ziel                                                                                                                    2030 einenGWWasserstoffbedarf von
 erträgliche CO2-                                                                                                                0,56 GW      ca. 90 bis 110 TWh.
    Emissionen                                                                                                                                              Nationale
                                                                                                                                                        Wasserstoffstrategie1

                                 CO2-Lücke
                                 CO2-Lücke                 Potential durch Verbleibende                                            2018          2030                           2050
                                                            Wasserstoff       Lücke
Quelle: Fuel Cells and Hydrogen Joint Undertaking, 2019; E4tech, 2019; 1. BMWi (2020) – Nationale Wasserstoffstrategie;

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Agenda

 1 Einleitung und Motivation

 2 H2City Vorstudie

 3 Konzeptionierung des Reallabors und nächste Schritte

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Im Projekt H2City wurden die Potenziale von H2-Fahrzeugen in der Metropolregion
Rheinland evaluiert

Aufnahme der Wasserstoffaktivitäten und –vorhaben in der MRR e.V.                                  Kreis
                                                                                                   Kleve               Kreis
                                                                                                                       Wesel
+ Laufende und geplante Projekte, sowie Erfahrungen im Bereich H2
                                                                                                                                    Duis-
+ Aufstellung der Kreise und Städte bezogen auf eine H2-Wende                                                                       burg

+ In über 25 Gesprächen großes Interesse am Thema H2 aufgenommen
                                                                                                                 Krefeld         Kreis
                                                                                                        Kreis                  Mettmann                     Remscheid
                                                                                                       Viersen                         Wuppertal
Ableitung der Bedürfnisse und Anforderungen einer H2-Wende                                                                 Düsseldorf                           Leverkusen
                                                                                                           Mönchen-
                                                                                                           gladbach                Solingen
                                                                                                                   Rhein-Kreis
+ Validierung der Projektidee eines Erprobungsbetriebs von H2-Technik                                                Neuss
                                                                                                 Kreis                                                Oberbergischer
                                                                                               Heinsberg                                                  Kreis
+ Ermittlung der geeigneten Reallabor-Technologie und Vorgehensweise                                                               Köln
                                                                                                                                            Rheinisch-
                                                                                                                                            Bergischer-
                                                                                                                                               Kreis
+ Ableitung möglicher Projektstrategien und Zeitpläne                                                                  Rhein-
                                                                                                                      Erft-Kreis
                                                                                                              Kreis                                  Rhein-
                                                                                                              Düren                                Sieg-Kreis
  ➢ Insgesamt 18 Teilnehmer*innen der Vorstudie                                                                                             Bonn
          (10 Kreise und 8 Städte)                                                  Städteregion
                                                                                       Aachen
                                                                                                                     Kreis
                                                                                                                  Euskirchen
                                                                                         Stadt
                                                                                        Aachen

                                                         Legende:   Teilnehmer*in
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Befragungsergebnisse: Mobilitätswende in der MRR e.V. – H2 Fahrzeuge

                                                  Bevorzugen Sie zukünftig eine der
                                                       Fahrzeugvarianten…?
                                             90
     Kumulierte Zustimmung zu Prämisse [%]

                                             80                                       +   Batterieelektrische Fahrzeuge werden derzeit
                                             70                                           bevorzugt, Trend nimmt jedoch ab
                                             60
                                             50
                                                                                      +   Überregionaler Trend hin zu Brennstoffzellen-
                                             40
                                                                                          betriebenen Fahrzeugen erkennbar
                                             30
                                             20
                                                                                      +   Brennstoffzelle als Range-Extender eher als
                                             10
                                                                                          Übergangslösung betrachtet
                                              0

                                                                                      ➢ Speziell im ÖPNV-Bereich klarer Trend hin zu H2-
                                                                                        betriebenen Fahrzeugen erkennbar

                                                             Städte   Kreise

Page 36
Befragungsergebnisse: Erfahrungen im Bereich E-Mobilität

  Die batterielektrischen Fahrzeuge waren in                                           94%
            Vergangenheit präsent                                                      95%

                                                                                                   +   BEV-Fahrzeuge waren in Vergangenheit in Kreisen und
           Die brennstoffzellenelektrischen
                                                                                 83%                   Städten sehr präsent
          Fahrzeuge waren in Vergangenheit
                                                                           65%
                       präsent
                                                                                                   +   FCEV-Fahrzeuge und FCEV-REX insgesamt weniger und
  Fahrzeuge mit Batterie und Brennstoffzelle                                                           eher in den befragten Kreisen und Städten präsent
                                                                     56%
         als Range Extender waren in
                                                                  55%
            Vergangenheit präsent                                                                  +   Städte haben tendenziell mehr Erfahrung im Betrieb
                                                                                                       von FC-Fahrzeugen gesammelt - insgesamt aber wenig
   Wir haben Erfahrungen im Betrieb von FC-          20%                                               Erfahrungen vorhanden
      elektrischen Fahrzeugen gesammelt                 29%
                                                                                                   ➢ Marktaktivierung der H2-Fahrzeuge scheint noch
                                                                                                     auszustehen und muss gefördert werden
                                               0           20   40          60     80        100
                                                   Kumulierte Zustimmung zu Prämisse [%]

                                       Kreise        Städte

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Befragungsergebnisse: Herausforderungen einer H2-Mobilitätswende

                Welche der Aspekte erschweren derzeit eine
               Veränderung hinsichtlich einer H2-betriebenen
                            Fahrzeugflotte…?
                                                                                               +   Vergleichsweise höhere Kosten einer H2-Mobilität als
                                                                                   92%             größte Hürde identifizierbar
                      …die höheren Kosten                                          92%

                                                                            75%                +   Eine mangelnde H2-Infrastruktur, sowie technische
          …die mangelnde H2-Infrasstruktur                                        88%              Herausforderungen durch Städte stärker gewichtet als
                                                               53%                                 durch Kreise
          …die technische Herausforderung                                    79%

                                                              50%                              +   Mangelndes Know-How, wie auch der regulatorische
               …das mangelnde Know-How                        50%                                  Rahmen sind nur teilweise eine Hürde
  …der mangelnde regulatorische Rahmen                           58%
                                                              50%                              ➢ Hürde der Infrastruktur und Kosten wird durch eine
                                                                                                 Erprobung direkt adressiert
                                             0        20      40       60          80    100
                                                 Kumulierte Zustimmung zu Prämisse [%]

                                       Kreise       Städte

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Befragungsergebnisse: Aufstellung bezogen auf eine H2-Mobilitätswende

       Wir sehen uns auf die technischen                                 58%
     Herausforderungen im eigenen Haus gut
                  aufgestellt                                                  71%
                                                                                                   +   Eigene technische Aufstellung in Städten tendenziell
                                                                                                       besser bewertet als in Kreisen

    Wir haben genug Kapazitäten im eigenen                    39%
                                                                                                   +   Freie personelle Kapazitäten im eigenen Haus als
         Haus die Projekte anzugehen                                50%                                Herausforderung identifiziert

                                                                                                   +   Die Notwendigkeit langfristig Kapazitäten (H2-
                                                                                                       Beauftragte:r) aufzubauen besteht in Kreisen und
  Wir sehen die Notwendigkeit langfristig im                                           91%
                                                                                                       Städten
   eigenen Haus Kapazitäten aufzubauen                                               83%
                                                                                                   ➢ Aufbau von personellen Kapazitäten mit
                                                                                                     entsprechender Wasserstoffverantwortlichkeit
                                               0        20          40         60      80    100
                                                   Kumulierte Zustimmung zu Prämisse [%]

                                        Kreise       Städte

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Befragungsergebnisse: Prämissen einer H2-Mobilitätswende

  Wir haben bereits Erfahrungen in der
                                                     22%
   Genehmigung von H2 Fahrzeugen
                                                                       58%
              gesammelt
                                                                                                    +   Städte tendenziell mehr Erfahrungen in Beschaffung &
  Wir haben bereits Erfahrungen in der
                                                19%                                                     Zulassung von Fahrzeugen sowie H2-Tankstellen
   Genehmigung von H2 Tankstellen
              gesammelt                                     38%                                         gesammelt

                                                                                                    +   Lokale und dezentrale H2-Erzeugung wird in Kreisen
          Wir befürworten eine lokale und                                         88%
                                                                                                        und Städten gleichermaßen begrüßt
             dezentrale H2-Erzeugung                                              88%

                                                                                                    +   Zeitlich und Räumlich begrenzter Erprobungsbetrieb
  Wir wünschen uns eine räumlich und                                                    97%             der Technologie wird ausdrücklich erwünscht
      zeitlich begrenzte Erprobung                                                      96%
                                                                                                    ➢ Sammeln von ersten Erfahrungen steht teils noch aus,
                                                                                                      Erprobung ausdrücklich gewünscht
                                            0          20         40         60   80          100
                                                Kumulierte Zustimmung zu Prämisse [%]

                                            Kreise     Städte

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Haupterkenntnisse der Befragungen
                                                                                  Trend zu FC Fahrzeugen
                                                                    1             Speziell im ÖPNV-Bereich klarer Trend hin zu H2-
          Mobilitätswende in der Metropolregion                                   betriebenen Fahrzeugen erkennbar
          Rheinland e.V.
                                                                              Bisher BEV-Fahrzeuge präsent
                                                               2              Marktaktivierung der H2-Fahrzeuge scheint noch
          Erfahrungen im Bereich der E-Mobilität                              auszustehen und muss gefördert werden
                                                                           Klare Hürden identifizierbar
                                                           3               Hürde der Infrastruktur und Kosten wird durch eine
          Herausforderungen der Mobilitätswende                            Erprobung direkt adressiert
                                                                        Personelle Aufstellung optimierbar
                                                       4                Aufbau von personellen Kapazitäten mit entsprechender
          Aufstellung der Kreise und Städte                             Wasserstoffverantwortlichkeit
          bezüglich einer Mobilitätswende
                                                                   Dezentrale Nutzung befürwortet
                                                   5               Sammeln von ersten Erfahrungen steht teils noch aus, Erprobung
          Prämissen einer H2-Mobilitätswende                       ausdrücklich gewünscht

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Mobiles Reallabor: Wasserstofferzeugungs- und -nutzungspotential
Erzeugungspotential                                                                                                                        Nutzungspotential

                                                                                    H2
                                                                                 Potential

                                                                                             Städteregion
          Städteregion                                                                          Aachen
             Aachen
                                                                                                Stadt
             Stadt                                                                             Aachen
            Aachen

          Machbarkeitsstudien geplant/in         Mehrere Standorte zur Erzeugung von         Umfangreiche Erfahrungen mit H2-     Bisher wenig Erfahrungen
          Bearbeitung; Projektideen vorhanden.   H2 vorhanden; Pilotbetrieb angestrebt.      Fahrzeugen/-Technik bereits          gesammelt. Erprobung dienlich für
          Projektierung von H2 Erzeugungs-       Netzwerk von H2-Erzeugungsstandorten;       vorhanden. mit H2-Fahrzeugen/-
                                                                                             Erfahrungen                          Beschaffung.
                                                                                                                                  Noch keine/wenige
          anlagen. Einbindung von EE möglich.    Pilotbetrieb mehrfach durchgeführt.         Infrastruktur in Teilen gesammelt.   Berührungspunkte mit Wasserstoff.

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Mobiles Reallabor: Wasserstofferzeugungs- und -nutzungspotential
Erzeugungspotential                                                                                                                        Nutzungspotential

                                                        H2
  Die Reallabor-Erprobung zielt auf das Sammeln von Erfahrungen und die Erschließung eines Wasserstoff-Netzwerks ab.
                                                                                 Potential

                                                                                             Städteregion
          Städteregion                                                                          Aachen
             Aachen
                                                                                                Stadt
             Stadt                                                                             Aachen
            Aachen

          Machbarkeitsstudien geplant/in         Mehrere Standorte zur Erzeugung von         Umfangreiche Erfahrungen mit H2-     Bisher wenig Erfahrungen
          Bearbeitung; Projektideen vorhanden.   H2 vorhanden; Pilotbetrieb angestrebt.      Fahrzeugen/-Technik bereits          gesammelt. Erprobung dienlich für
          Projektierung von H2 Erzeugungs-       Netzwerk von H2-Erzeugungsstandorten;       vorhanden. mit H2-Fahrzeugen/-
                                                                                             Erfahrungen                          Beschaffung.
                                                                                                                                  Noch keine/wenige
          anlagen. Einbindung von EE möglich.    Pilotbetrieb mehrfach durchgeführt.         Infrastruktur in Teilen gesammelt.   Berührungspunkte mit Wasserstoff.

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Agenda

 1 Einleitung und Motivation

 2 H2City Vorstudie

 3 Konzeptionierung des Reallabors und nächste Schritte

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Aufbau des mobilen Reallabors
            Mögliche Ausstattung eines mobilen Reallabors                              Nutzungsszenario 1
                                                                         + Fahrzeuge verfügbar, aber keine Möglichkeit zur
                                                                           Betankung dieser:

                                                                                        Nutzungsszenario 2
                                                                         + Verfügbare Tankstelle, aber noch keine Fahrzeuge
                                                                           im Betrieb befindlich:

   + Mobile Wasserstoff Elektrolyse- und Betankungsanlage             - Erprobung von 2 mobilen Reallaboren gleichzeitig
   + FC-betriebener Bus und Müllsammelfahrzeug                        - Halbierung der Projektlaufzeit bei gleicher Erprobung
                                                                                          Nutzungsszenario 3
   Erprobungszeitraum:                             10 – 12 Wochen         + Noch keine Erfahrungen im Bereich Wasserstoff:
   Projektlaufzeit:                                3 … 4 Jahre
   Kostenprognose für
   Infrastruktur eines MRL:                        4 - 5 Mio. €/MRL
Quellen: H-TEC Systems, Wystrach, Van Hool, FAUN

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H2City – Stand der Skizzeneinreichung

    Mitgliederabfrage                   Vorstellung der Ergebnisse            Technologieoffensive
                                                                              Wasserstoff
                                                                              Einreichung der 2. Projektskizze

          Januar            Februar      März                April                Mai                 Juni       Juli               August            September

          Durchführung der Interviews                      Nationales Innovationsprogramm                          Förderkonzept Reallabore der
                                                           Wasserstoff- und                                        Energiewende
                                                           Brennstoffzellentechnologie – Phase II
                                                                                                                   Einreichung der 3. Projektskizze
                                                           Einreichung der 1. Projektskizze

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H2 Projekte – Lösungen in Wasserstoff

                    Dr. Hao Ngo,
                    Head of Strategic Cooperations Asia Pacific
                    Head of Project Management NEA ENERGY

48   | 03.09.2021 | Wasserstoff als Energieträger der Zukunft im Rheinland
H2 Projekte
Dr. Hao Ngo
Dr.
HeadHao
      of Ngo, Manager
         Project      Strategic
                 Management NEACooperations
                                ENERGY      Asia Pacific
Übach-Palenberg, April 2021
Die Anfragen im Bereich H2 steigen

                                                    H2 Verdichter
                       Anfragen
      500
                                            42 %                        ≤ 150 KW driving power
      400                                          58 %                 > 150 kW driving power
                  + 45%

      300

      200
                                                    PEM-Elektrolyseur
      100

       0                                    28 %                        ≤ 2 MW decentral H2 generation
             H2 2020              H1 2021
                                                                        > 2 MW central H2 generation
                                                   72 %

50                                                                                         © NEA GROUP
Der Markt möchte integrierte Lösungen realisieren

       Stromerzeugung              Elektrolyse-Verdichter-Anlage
                                 Elektrolyse                Verdichter        Hochdruck-
                                                                               speicher

                    Strom                           H2                   H2
                            O2                 H2
                                                                                  H2

                                                                                  H2
                                                         Transport
                                                                               Füllstation

        Anwendung                 H2                                     H2

51
Unternehmen streben eine Integration von H2 in ihre
     Dekarbonisierungsstrategie an
     Beispiel für eine Projektstruktur:
                          Decarbonization Quick                               Integrierte Elektrolyse-
       1                                                                  2                                 3   H2-Use-Cases und Zielbild
                                 Check                                           Verdichter-Anlage

                                                                                          Strom

                                                                                       Elektrolyseur

                                 Scope 1          CO2 Einsparpotentiale           O2                   H2          H2 Use Case 1
            Quick Check

                                                                                                                                      Zielbild
                                 Scope 2                                                    H2                     H2 Use Case 2

                                                                                        Verdichter
                                 Scope 3                                                                           H2 Use Case 3

                                                                                            H2

                                                                                   Speicherbehälter
52
Beim Dekarbonization-Quick-Check werden CO2 Einsparpotentiale im
     Unternehmen systematisch identifiziert
     Management

                                                                                                                                  Berufsverkehr der
                           Kreislaufwirtschaft                 Arbeitskultur                          Mobilität
                                                                                                                                     Mitarbeiter

                                                                                      Produktion
                                                                                                                                     Nachgelagerte
                     Vorgelagerte Logistik        Verbrennung fossiler         Direkte Emission von
                                                                                                            Prozessemission             Logistik
                                                      Kraftstoffe                 Treibhausgasen
     Produktion

                                                                                                                                                         Kunde
                                                                                     Intralogistik                                 Gebrauch verkaufter
                            Einkauf
                                                                                                                                        Produkte

                                                                     Erzeugung von Strom und Wärme
     Unterstützung

                                Eingekaufter Strom
                                   Zugekaufter Strom         Eingekaufte Wärme                  Eingekaufte Kälte             Eingekaufter Dampf

                                                            Emissionen aus der Vorkette eingekaufter Energieträger
53
Die Auslegung der Elektrolyse-Verdichter-Anlage erfolgt datengetrieben

                                                 Elektrolyse-Verdichter-
                                                         Anlage

                                  Überschuss-          Elektrolyseur
                      Grüner        strom
                      Strom                       O2                   H2

                                                            H2

                                                       Entkopplungs-
                                                          speicher

                               Einspeisung ins              H2
                                  Stromnetz                                      Hochdruck-
                                                                                  speicher
                                                        Verdichter
                                                                            H2
                                                                                    H2

54
Durch die Analyse historischer Daten wird simuliert, wie viel H2
     produziert werden kann

                                                      180000
                                                      160000
                                                      140000

                                      H2 [kg/ Jahr]
                                                      120000
                                                      100000
                                                      80000
                        Historische
                          Daten                       60000
                                                      40000
                                                      20000
                                                           0

                                                               Installierte Elektrolyseleistung [kW]

55
Der Verdichter wird dem Elektrolyseur angepasst und muss die
     Anforderungen der nachgelagerten Kette erfüllen

56
Mithilfe von Simulationsprogrammen wird das Volumen der
     Speicherbehälter bestimmt

                                     Dynamische Simulation

           Systemdynamische             Softwareunterstützung           Systemdynamische
               Simulation                       (KO3)                       Simulation

          Entkopplungs-                     Verdichter                   Hochdruck-
             speicher                                                     speicher

                                H2                              H2

        Druck:                         Fördermenge:                  Enddruck:
        20 bar(a) – 40 bar(a)          250 Nm³/h – 390 Nm³/h         410 bar(a)
57
Link: https://plantpilot.neuman-esser.de/

58
Die Integration der H2-Use-Cases ergibt ein H2-Zielbild als ein
     Element der Dekarbonisierungsstrategie
     Management

                                                       Shuttle- und Logistikverkehr
                         Fuhrpark mit H2 PKW                                                          …                                   …
                                                              mit H2 Antrieb

                                                                                      Produktion
                     Vorgelagerte grüne                                                                                            Nachgelagerte grüne
                          Logistik                Verbrennung fossiler                                                                  Logistik
                                                                                       …                         …
                                                      Kraftstoffe
     Produktion

                                                                                                                                                         Kunde
                                                                                      Intralogistik
                     Nachhaltiger Einkauf                                                                                               Recycling
                                                  H2 Gabelstapler                H2 FTS                      …

                                                 Erzeugung von Strom und Wärme durch ein Blockheizkraftwerk auf H2 Basis
     Unterstützung

                                                     Integrierte Elektrolyse-Verdichter-Anlage + H2 Tankstelle

                                          Eingekaufter
                                 Zugekaufter Strom     grüner Strom                                       Eingekaufter grüner H2
59
Dr. Hao Ngo
     Head of Project Management NEA ENERGY

     Tel.: +49 2451 481-342
     Fax: +49 2451 481-100
     E-Mail: hao.ngo@neuman-esser.de
60                                           © NEA GROUP
Offene Diskussion mit Fragen

      Wie lauten Ihre Fragen an die Referenten?

     → melden Sie Ihre Frage bitte über den Chat an
     → die Stummschaltung der Fragestellenden aufgehoben

61   | 03.09.2021 | Wasserstoff als Energieträger der Zukunft im Rheinland
Schlusswort NRW.BANK und MRR

                    Dr. Jörg Hopfe
                    Bereichsleiter Förderberatung und Kundenbetreuung
                    NRW.BANK

                    Ulla Thönnissen
                    Geschäftsführung
                    Metropolregion Rheinland

62   | 03.09.2021 | Wasserstoff als Energieträger der Zukunft im Rheinland
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