Die Wasserstoffinfrastruktur wird oft als die größte Herausforderung bei der Realisierung von wasserstoffbasierten Logistiksystemen angesehen. Wasserstofftankstellen sind heute spärlich vorhanden. In Deutschland sind zurzeit über 110 Wasserstofftankstellen (350 bar und 700 bar) im Betrieb. Zum Vergleich: Bei den Benzin- und Dieseltankstellen sind es über 14.000. Der Aufbau einer Wasserstofftankstelle erfordert beträchtliche Investitionen sowie eine Wertschöpfungskette zur Wasserstoffversorgung.
In integrierten Projekten mit mehreren Beteiligten, wie z.B. Tankstellenbetreibern, Flottenbetreibern, LKW-Produzenten und eventuell auch mit Beteiligten aus der Politik, planen und bauen wir Wasserstofftankstellen. In diesen Projekten werden zunächst für abgegrenzte Gebiete respektive vordefinierte Routen und für die zu betankende Fahrzeugflotte verschiedene Konzepte für das Wasserstofftankstellennetz entwickelt. Die Entwicklung der Konzepte erfolgt mit einem HRS-Simulationsprogramm, das wir in Kooperation mit TLK Energy entwickelt haben. Die Konzepte umfassen die Verteilung, die Anzahl sowie das Design der Wasserstofftankstellen. Das Design bezieht sich unter anderem auf die Wasserstoffversorgung, die Speicherbehälter, das Kühlsystem und die Dispenser. Die einzelnen Konzepte sind für verschiedene Zielgrößen optimiert, die z.B. durch die Wasserstoffverfügbarkeit, Dichtheit, den Durchsatz respektive Kosten dargestellt werden können. Die entwickelten Konzepte bilden die Entscheidungsgrundlage für den Kunden, um das meistgeeignete Konzept entsprechend den Anforderungen des Anwendungsfalls auswählen zu können. Nach der Entscheidung für ein zu implementierendes Konzept beginnt die Detailplanung und -optimierung und der physische Aufbau der Wasserstofftankstellen.
Im Prinzip lassen sich drei Hauptkonzepte für eine stationäre Wasserstofftankstelle unterscheiden:
Konzept eins wird über druckbeaufschlagte oder kryogene Anhänger von einer zentraleren Wasserstoffproduktionsstätte geliefert. Nur der Kompressor, die Speicherung, die Kühlung (und eventuell die Regasifizierung für die Versorgung mit flüssigem Wasserstoff) sowie das Abgabe- und Bezahlsystem befinden sich vor Ort.
Konzept zwei wird aus einer Wasserstoffpipeline gespeist, wobei der Versorgungsdruck recht konstant ist und meist eine Wasserstoffreinigungsanlage benötigt wird, um die für Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge (FCEV) erforderliche Reinheit zu erreichen. Ansonsten sind die erforderlichen Elemente die gleichen.
Das dritte Konzept sieht die Erzeugung von Wasserstoff vor Ort vor, entweder durch Wasserelektrolyse oder durch Reformierung grüner Ausgangsstoffe wie Biomethan oder Bioethanol. Sowohl Elektrolyseure als auch Reformer gehören ebenfalls zu unserem Lösungsportfolio. Im Anschluss an die Produktionseinheit wird das Gas auf die erforderliche Reinheit aufbereitet und im Verdichter-, Speicher-, Kühl- und Abgabeteil der Tankstelle weiterverarbeitet. Manchmal wird dieser Stationstyp auch HPRS (Hydrogen Production and Refueling Station) abgekürzt.
Die Konzepte 2 und 3 können auch als Anhängertankstellen in einem so genannten Hub and Spoke- oder Mutter & Tochter-Konzept eingesetzt werden.
Alle diese Konfigurationen sind in unsere eigene Simulations- und Auslegungssoftware eingebunden, so dass schnell und einfach das am besten passende Konzept gefunden werden kann, das alle Kundenanforderungen erfüllt.
Darüber hinaus wird das NEA|XPLORE-Monitoring-System auf den gesamten H(P)RS-Umfang ausgeweitet und sammelt und sendet Daten für alle relevanten Anlagenkomponenten auf eine cloudbasierte Plattform. Dies ist die Basis sowohl für eine hohe Verfügbarkeit als auch für eine bessere Planung und Optimierung des Betriebs der FCEV-Flotte.
Im November 2022 haben wir unsere erste Wasserstoffproduktions- und Betankungsstation (englisch: Hydrogen Production Refueling Station HPRS) verkauft. Der Lieferumfang umfasst einen PEM-Elektrolyseur mit 300 kW, der Wasserstoff mit 30 bar produziert, einen NEA|HOFER MKZ Membrankompressor für 200 und 900 bar, Nieder- und Hochdruckspeicher, einen Dispenser für die Betankung von Fahrzeugen, einen Generator Set (GenSet) für die Energieumwandlung sowie die komplette Installation und Inbetriebnahme vor Ort. Diese schlüsselfertige Anlage wird in Brasilien in der Universität UNIFEI für den internen Bedarf an Wasserstoffmobilität installiert. Die Universität befindet sich selben Bundesstaat wie unser Büro in Belo Horizonte.
