Sicher, schnell und einfach: Daimler Truck und Linde setzen neuen Standard bei der Flüssigwasserstoff-Tanktechnologie

Daimler Truck und Linde Engineering, zwei führende Industrieunternehmen, haben einen wichtigen infrastrukturellen Durchbruch auf dem Weg zur Dekarbonisierung des Verkehrs mit Wasserstoff erzielt. In den vergangenen Jahren haben Ingenieure beider Unternehmen gemeinsam sLH2 entwickelt, ein neues Verfahren zur Verarbeitung von unterkühltem Flüssigwasserstoff. Im Vergleich zu gasförmigem Wasserstoff bietet dieser innovative Ansatz eine höhere Speicherdichte, eine größere Reichweite, eine schnellere Betankung, niedrigere Kosten und eine bessere Energieeffizienz. Die Betankung eines 40 Tonnen schweren Lastkraftwagens mit 80 kg flüssigem Wasserstoff für eine Reichweite von 1.000 Kilometern und mehr dauert etwa 10 bis 15 Minuten. Gleichzeitig senkt die neue sLH2-Technologie die Investitionskosten für eine Wasserstofftankstelle um das Zwei- bis Dreifache und die Betriebskosten sind fünf- bis sechsmal niedriger. Heute kann Flüssigwasserstoff in ganz Europa zuverlässig bereitgestellt werden.

Im Vergleich zur herkömmlichen Flüssigwasserstoff (LH2)-Tanktechnologie wird bei dem neuen Verfahren eine neue innovative sLH2-Pumpe eingesetzt, um den Druck des flüssigen Wasserstoffs leicht zu erhöhen. Bei diesem Verfahren wird der Wasserstoff zu unterkühltem Flüssigwasserstoff (sLH2). Wasserstoff in diesem Zustand ermöglicht einen sehr robusten Betankungsprozess, der auch den Energieverlust beim Betanken minimiert. Außerdem ist keine Datenübertragung zwischen Tankstelle und Fahrzeug erforderlich, was die Komplexität der Lösung weiter reduziert. Gleichzeitig steigt die Betankungskapazität auf ein neues Niveau. Die Testtankstelle hat eine Kapazität von 400 kg Flüssigwasserstoff pro Stunde. Im Vergleich zu herkömmlichen Konzepten für die Betankung mit flüssigem oder gasförmigem Wasserstoff ist die sLH2 wesentlich einfacher und bietet gleichzeitig eine bessere Leistung.

Mit dem Ziel, einen gemeinsamen Betankungsstandard für wasserstoffbetriebene Lkw zu schaffen, wird die Technologie über eine ISO-Norm allen Beteiligten offen zugänglich gemacht. Im Beisein der rheinland-pfälzischen Wirtschaftsstaatssekretärin Petra Dick-Walther und internationaler Medien haben Andreas Gorbach, Mitglied des Vorstands von Daimler Truck, und Jürgen Nowicki, CEO von Linde Engineering, heute in Wörth am Rhein die erste öffentliche sLH2-Pilotstation zur Betankung eines Mercedes-Benz GenH2-Lkw-Prototyps eingeweiht.

Andreas Gorbach, Vorstandsmitglied der Daimler Truck AG, verantwortlich für das Ressort Lkw-Technik: "Der emissionsfreie Verkehr braucht drei Faktoren: die richtigen batterieelektrischen und Wasserstoff-Fahrzeuge, das notwendige Infrastrukturnetz und die Kostenersparnis der ZEVs gegenüber Diesel-Lkw. Bei den Fahrzeugen ist der Wandel in vollem Gange. In Bezug auf die Wasserstoffinfrastruktur erreichen wir heute einen wichtigen Meilenstein: Mit sLH2 wird das Tanken von Wasserstoff so bequem wie das Tanken von Diesel. Die Betankung unseres Mercedes-Benz GenH2 Trucks dauert etwa 10 bis 15 Minuten für eine Reichweite von mehr als 1.000 Kilometern. Wir rufen nun andere OEMs und Infrastrukturunternehmen auf, unserem Ansatz zu folgen und gemeinsam diese Technologie zum Industriestandard zu machen."

Jürgen Nowicki, Executive Vice President Linde plc und CEO von Linde Engineering: "Unterkühlter Flüssigwasserstoff erhöht die Effizienz von Wasserstofftanksystemen erheblich. Die erforderlichen Investitionen reduzieren sich um das Zwei- bis Dreifache und die Betriebskosten sind fünf- bis sechsmal niedriger. Diese und weitere Vorteile machen den sLH2 zu einem praktischen, CO₂-neutrale Alternative zum Diesel im Schwerlastbereich. Die Technologie, die wir gemeinsam mit Daimler Truck entwickelt haben, wird den Weg für die Entwicklung eines robusten Betankungsnetzes ebnen, das für die Aufrechterhaltung des Fahrzeugverkehrs und der Lieferketten unerlässlich ist."

Die sLH2-Tankstelle von Linde Engineering setzt Maßstäbe für Effizienz

Die neue öffentliche sLH2-Tankstelle in Wörth am Rhein, Deutschland, setzt neue Maßstäbe in Sachen Energieeffizienz und Leistung. Mit einem Energieverbrauch von nur 0,05 kWh/kg benötigt sie rund 30 Mal weniger Energie als herkömmliche Wasserstofftanks. Die Tankstelle hat eine kleine Grundfläche von nur 50 Quadratmetern (ohne Zapfsäule) und ermöglicht Konfigurationen, bei denen mehrere Zapfsäulen für die parallele Betankung von Lkw sowie eine Back-to-Back-Betankung möglich sind. Der Flüssigwasserstoffspeicher hat ein Fassungsvermögen von vier Tonnen, was für eine ununterbrochene Betankung von etwa 10 Stunden ausreicht. Inzwischen kann die Kapazität der sLH2-Tankstelle durch Nachfüllen auf mehr als acht Tonnen pro Tag erhöht werden. Niedrigere Erstinvestitions- und Betriebskosten für die sLH2-Technologie werden letztlich zu niedrigeren Gesamtbetriebskosten führen.

Ziel: Festlegung des Industriestandards für die Betankung mit flüssigem Wasserstoff

Daimler Truck und Linde Engineering haben das Ziel, sLH2 zur führenden Wasserstofftanktechnologie für schwere Lkw zu machen. Aus diesem Grund bieten beide Unternehmen ein hohes Maß an Transparenz und Offenheit rund um die relevanten Schnittstellen der gemeinsam entwickelten sLH2-Technologie. Die Technologie wurde in einem offenen ISO-Prozess standardisiert und ist für alle Beteiligten verfügbar. Nun rufen Daimler Truck und Linde Engineering andere OEMs, Infrastrukturunternehmen und Verbände auf, den neuen Standard für Flüssigwasserstoff zu übernehmen, um einen weltweiten Massenmarkt für das Verfahren zu schaffen.

Sichere, schnelle und einfache Wasserstoffbetankung

Im Gegensatz zur Betankung mit flüssigem Wasserstoff (LH2) ist das sLH2-Verfahren ähnlich komfortabel wie die derzeitige Dieseltanktechnik. Dank der robusten Isolierung des Tankschlauchs und der Konstruktion der Schnittstellen zwischen Einfüllstutzen und Kraftstofftank ist der Vorgang sicher, ohne dass es zu einem Auslaufen kommen kann. Daher sind die für die Betankung von sLH2 erforderlichen Schutzmaßnahmen mit denen für Diesel vergleichbar. Während des Betankungsvorgangs kann kryogener Flüssigwasserstoff bei minus 253 Grad Celsius in zwei miteinander verbundene 40-kg-Tanks gefüllt werden, die auf beiden Seiten des Lkw-Fahrgestells angebracht sind, ohne dass eine besondere Sicherheitsausrüstung erforderlich ist. Die sLH2-Technologie ermöglicht einen hohen Durchfluss von mehr als 400 kg Wasserstoff pro Stunde, und das Betanken von 80 kg Flüssigwasserstoff kann in zehn bis 15 Minuten abgeschlossen werden. Schließlich vermeidet das neue Verfahren so genannte Kühleffekte und "Rückgas" (Gas aus dem Fahrzeugtank, das zur Tankstelle zurückkehrt). Daher wird nur eine Zapfpistole zum Befüllen der Tanks benötigt, was die Handhabung der sLH2-Technologie erleichtert. Die neue Tankstelle in Wörth wird von Linde mit Flüssigwasserstoff versorgt. Linde verfügt über die weltweit größte Kapazität und das größte Verteilungssystem für Flüssigwasserstoff.

Flüssiger Wasserstoff ermöglicht eine Reichweite von 1.000 Kilometern und mehr

Daimler Truck bevorzugt bei der Entwicklung von wasserstoffbasierten Antrieben flüssigen Wasserstoff. In diesem Aggregatzustand hat der Energieträger eine wesentlich höhere Energiedichte im Verhältnis zum Volumen als gasförmiger Wasserstoff. Das macht die Tanks von Brennstoffzellen-Lkw, die mit flüssigem Wasserstoff betrieben werden, kostengünstiger als die für gasförmigen Wasserstoff verwendeten Kohlenstofftanks. Aufgrund des geringeren Drucks sind sie zudem deutlich leichter. So ermöglicht die Technologie eine höhere Nutzlast und gleichzeitig kann mehr Wasserstoff transportiert werden, was die Reichweite der Lkw deutlich erhöht. Damit eignet sich der Mercedes-Benz GenH2-Truck wie herkömmliche Diesel-Lkw für den flexiblen und anspruchsvollen Langstreckenverkehr. Dies zeigte sich im September 2023, als ein Prototyp des für den öffentlichen Straßenverkehr zugelassenen Mercedes-Benz GenH2 Truck den #HydrogenRecordRun von Daimler Truck absolvierte und mit einer 80 kg Flüssigwasserstofffüllung 1.047 km zurücklegte. Das Unternehmen will in der zweiten Hälfte des Jahrzehnts die Serienversion des Brennstoffzellen-Lkw einführen.

sLH2 wird in der Mercedes-Benz GenH2-Lkw-Testflotte eingesetzt

Ab Mitte 2024 werden voraussichtlich fünf Unternehmen an ersten Kundenversuchen teilnehmen, um erste Erfahrungen mit Mercedes-Benz GenH2-Lkw in CO₂-freien Fernverkehr. Die Sattelzugmaschinen werden im Fernverkehr auf bestimmten Strecken innerhalb Deutschlands eingesetzt und an der inzwischen öffentlichen sLH2-Tankstelle in Wörth am Rhein sowie an einer Tankstelle bei Duisburg betankt. Daimler Truck und seine Partnerunternehmen schaffen damit ein Leuchtturmprojekt, das zeigt, dass ein kohlenstoffarmer Verkehr mit wasserstoffbetriebenen Lkw schon heute möglich ist. Für eine erfolgreiche Transformation ist es jedoch notwendig, in den kommenden Jahren den Aufbau einer internationalen Betankungsinfrastruktur und eine ausreichende Versorgung mit grünem Flüssigwasserstoff sicherzustellen.