Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS)

Begleitforschung 50-Tankstellen-Programm im Rahmen des Nationalen Innovationprogramms Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie

  • Projektteam:

    Burkhardt, Jörg (Projektleitung); Andreas Patyk

  • Förderung:

    Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI)

  • Starttermin:

    2014

  • Endtermin:

    2016

  • Projektpartner:

    Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH (LBST), Spilett New Technologies GmbH, Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung (ISI), TÜV SÜD Industrie Service GmbH

  • Forschungsgruppe:

    Energie - Ressourcen, Technologien, Systeme

Projektbeschreibung

Zur Senkung von Klimagasemissionen und zur Ressourcenschonung wird der Einsatz von Wasserstoff im Transportsektor als aussichtsreiche Alternative zu fossilen Treibstoffen gesehen. Um die Handhabung von Wasserstoff als Kraftstoff im Alltagsbetrieb zu erproben, errichtet die Clean Energy Partnership (CEP) bis Ende 2015 50 Wasserstoff-Tankstellen in Deutschland. Der Betrieb dieser Tankstellen soll im Rahmen des vom BMVI geförderten Projekts wissenschaftlich begleitet werden.

Das Begleitforschungsprojekt umfasst die Bearbeitung technischer, ökonomischer, ökologischer, sozialer und genehmigungsrechtlicher Fragestellungen rund um das Thema Wasserstoffmobilität, die von einem interdisziplinären Forschungskonsortium bestehend aus Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH, Fraunhofer ISI, Spilett, TÜV Süd und KIT-ITAS bearbeitet werden.

Von ITAS werden systemanalytische Untersuchungen durchgeführt, um die Nachhaltigkeit der Wasserstoffmobilität zu bewerten (Schwerpunkt Klimaeffizienz). Dazu werden unterschiedliche Tankstellenkonzepte mit und ohne lokale Wasserstoff-Erzeugungseinheiten (Wasserelektrolyse) modellhaft abgebildet und insbesondere die Energie-Inputs und -Outputs erfasst und analysiert. Diese Untersuchungen sind Teilbetrachtungen komplexer Kraftstoffversorgungspfade; die Ergebnisse werden in die Gesamtmodelle eingespeist, um Primärenergieverbrauch und Klimabilanz der Wasserstoffmobilität zu bestimmen. Weiterhin befasst sich ITAS mit den spezifischen Mobilitätskosten anhand bereits in Betrieb befindlicher Tankstellenanlagen. Aus den Klimagasemissionen und spezifischen Kosten können die Klimagasreduktionskosten als Indikator für Ökoeffizienz abgeleitet werden.

Die Arbeiten erfolgen über die gesamte Projektdauer. Die angewendeten Methoden sind im wesentlichen Stoffstrom- und Lebenszyklus-basiert (umweltbezogenes Life Cycle Assessment – LCA, Life Cycle Costing – LCC). Die Umwelt- und Kostenbewertung gliedert sich in fünf Arbeitspakete.

  1. Grundlegende System- und methodische Definitionen
  2. Modellentwicklung
  3. Datenerhebung
  4. LCA- und LCC-Modellrechnungen und Schwachstellenanalysen
  5. Technologievergleich und Ökoeffizienzbewertung

Wesentliches Merkmal ist die enge Zusammenarbeit mit den Projektpartnern. Modellentwicklung und Datenerhebung erfolgen in Abstimmung bzw. mit Unterstützung der Partner; Kernprozesse werden weitestgehend durch im Projekt gewonnene Daten beschrieben. Beim Bau der Tankstellen wird hauptsächlich auf Vorarbeiten vorangegangener Projekte zurückgegriffen. Die Arbeitspakete werden im Laufe des Projektes entsprechend des Standes der technischen Arbeiten aktualisiert.

Publikationen


2016
Zeitschriftenaufsätze
Burkhardt, J.; Patyk, A.; Tanguy, P.; Retzke, C.
Wasserstoffmobilität im Kontext der Energiewende.
2016. GWF / Gas, Erdgas, (2), 160–164 
Vorträge
Wurster, R.; Burkhardt, J.; Hutmacher, M.; Elliger, T.; Wietschel, M.
Accompanying research project for the German HRS programme.
2016. 21st World Hydrogen Energy Conference (WHEC 2016), Zaragoza, E, June 13-16, 2016 
2015
Zeitschriftenaufsätze
Vorträge
Burkhardt, J.; Patyk, A.; Poncette, D.; Retzke, C.; Tanguy, P.
Hydrogen mobility in electricity systems with highly volatile shares. An assessment of environmental impacts.
2015. World Hydrogen Technology Convention (WHTC), Sydney, AUS, October 11-14, 2015 
Burkhardt, J.; Patyk, A.; Tanguy, P.; Retzke, C.
Wasserstoffmobilität im Kontext der Energiewende. Stand der Technik und Umweltauswirkungen.
2015. Gasfachliche Aussprachetagung (GAT 2015), Essen, 26.-28.Oktober 2015 
2014
Vorträge
Burkhardt, J.; Patyk, A.; Poncette, D.; Tanguy, P.; Retzke, C.
Towards ecologic and cost-effective H2 refueling stations in Germany.
2014. R&D Stories Conference, Total S.A. Headquarter (2014), Paris, Frankreich, 23. Mai 2014 

Kontakt

Dr. Jörg Burkhardt
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS)
Postfach 3640
76021 Karlsruhe