Wasserstoff kann erheblich zur Verringerung der Emissionen des Verkehrssektors beitragen, da er sich besonders gut als Kraftstoff für den Schwerlastverkehr eignet. Es wurden bereits Probenahmesysteme und -methoden für den Einsatz an Wasserstofftankstellen für leichte Nutzfahrzeuge (700 bar, < 60 g/s) entwickelt, für den Heavy-Duty-Verkehr (350 bar, > 60 g/s) fehlt es jedoch an technischen Nachweisen. Das MetHyTrucks-Projekt hat zum Ziel, die erforderlichen Daten für die Standardisierung der Probenahme von Wasserstoff an Tankstellen für schwere Nutzfahrzeuge zu liefern.

Grundlage für Aufbau einer Betankungsinfrastruktur

Mit dem zunehmenden Interesse an der Verwendung von Wasserstoff und Brennstoffzellen in mittleren und schweren Nutzfahrzeugen ist der Bedarf an speziellen Normen für diese Anwendungen gestiegen. Derzeit gibt es in Europa etwa 500 wasserstoffbetriebene Busse, Lastkraftwagen und Züge, aber es wird erwartet, dass diese Zahl sehr schnell ansteigt. Bis 2030 könnten bereits mehr als 60.000 wasserstoffbetriebene Lastkraftwagen in Betrieb sein. Dafür ist eine große Infrastruktur mit für Lastkraftwagen geeigneten Wasserstofftankstellen erforderlich.

Wasserstoffbetriebene Brennstoffzellen-Fahrzeuge benötigen extrem reinen Wasserstoff, da einige Verunreinigungen die Leistung der Brennstoffzellen schon bei sehr geringen Mengen beeinträchtigen können. Frühere Metrologieprojekte haben den Weg für die Entwicklung der europäischen Qualitätsinfrastruktur für die Konformitätsbewertung von Wasserstoff geebnet. Die Zuverlässigkeit einer Messung ist jedoch untrennbar mit der Repräsentativität und Zuverlässigkeit der Probenahme selbst verbunden. Eine mangelhafte Probenahme kann dazu führen, dass eine ganze Flotte von Heavy-Duty-Fahrzeugen beschädigt wird. Außerdem ist eine Standardisierung erforderlich, da das Heavy-Duty-Wasserstofftankstellennetz von verschiedenen Betreibern (z.B. BP, Air Liquide, MotiveFuels) gemeinsam genutzt wird. Auch die Probenahmeverfahren sollten nicht zu Qualitätsunterschieden innerhalb des entstehenden Netzes führen.

Das ZBT führt mit dem selbst entwickelten Probenahmesystem Hy-SaM regelmäßig Probenahmen an Wasserstofftankstellen durch. Dementsprechend konnten hinsichtlich der Abläufe zur Vorbereitung, Durchführung und Analyse der Probenahme unter Gewährleistung der Anlagensicherheit umfangreiche Erfahrungen gesammelt werden.

Anpassung bestehender Systeme an Heavy-Duty-Anforderungen

Im MetHyTrucks-Konsortium werden gemeinsam auf Basis der eingesetzten Probenahmesysteme notwendige Anpassungen für die Heavy-Duty-Anwendung ausgearbeitet. Dies gilt sowohl für die Auswahl von notwendiger Hardware, die zu den Anschlüssen und Geometrien im Heavy-Duty-Bereich passt, als auch für die Erstellung von Strategien und Richtlinien für repräsentative und sichere Probenahmen. Elementar hierbei ist die Ermittlung der Auswirkung auf die Probe durch die veränderten physikalischen Randbedingungen bei der Betankung (vor allem Druck und Massenstrom).

In einer späteren Projektphase werden mit den angepassten Systemen, u.a. dem Hy-SaM, an Heavy-Duty-Tankstellen (u.a. am Wasserstoff-Testfeld des ZBT) Proben genommen und in den Wasserstoffqualitätslaboren (in ZBTs Hy-Lab sowie weiteren) analysiert. Dabei werden die eingesetzten Methoden überprüft und validiert. Durch Veröffentlichung der entwickelten Systeme, Protokolle und Methoden wird das Projekt dazu beitragen können, bei der Entwicklung von Standards zu einer sicheren und repräsentativen H2-Probenahme im Heavy-Duty-Bereich zu unterstützen.

Konsortium:

• CESAME
• CMI
• ENGIE
• GERG
• PTB
• RISE
• SINTEF
• VSL
• ZBT

Kurztitel: MetHyTrucks
Laufzeit: 1. Juni 2023 - 31. Mai 2026
Förderung: EURAMET e.V., European Partnership
Details

Abteilung Wasserstoff-Infrastruktur
Kontakt: s.kaiser(at)zbt.de