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Umweltcampus Birkenfeld Wasserstoff Alternative Energie

Umweltcampus : Klimaneutral unterwegs dank Wasserstoff

Ab 2023 könnte ein Wasserstoffbus durch den Nationalpark Hunsrück-Hochwald rollen. Der Umwelt-Campus Birkenfeld spielt dabei eine entscheidende Rolle. Wie Wasserstoff den Bus zum Rollen bringt und wie gefährlich Wasserstoff betriebene Fahrzeuge wirklich sind.

  Auf dem Weg zur grünsten Hochschule Deutschlands: Schon die Hinfahrt stimmt auf den Besuch am Umwelt-Campus Birkenfeld (UCB) ein. Grüne Wiesen, grüne Wälder, wenige Häuser. Inmitten dieser Idylle im Nationalpark Hunsrück-Hochwald könnte bald ein Wasserstoffbus unterwegs sein. Der neue Linienbus soll Fahrgäste ab 2023 ganz ohne stinkende Abgase, CO2 oder Lärm ans Ziel bringen – und kommt sogar ohne Batterie aus. Wie funktioniert das? „Der Wasserstoffbus wird von einer Brennstoffzelle angetrieben. Die wandelt Wasserstoff und Sauerstoff in Strom um“, erklärt  Gregor Hoogers vom Kompetenzzentrum Brennstoffzelle Rheinland-Pfalz am UCB. Der Bus hat eine Reichweite von 300 Kilometern und kann in nur 15 Minuten betankt werden. Damit fährt er deutlich weiter als ein batteriebetriebener Bus, und sein Tank kann fast fünfmal so schnell gefüllt werden. Neben der großen Reichweite ist der Brennstoffzellenantrieb gerade für den Schwerlastverkehr auch noch aus einem anderen Grund interessant: Die Brennstoffzelle und Tanks wiegen zusammen nur wenige Hundert Kilogramm. „Ein LKW mit reinem Batterieantrieb mit einer Reichweite von 1000 Kilometern müsste hingegen viele Tonnen Batterien mitnehmen“, sagt der Professor für Wasserstofftechnologie und Brennstoffzellen sowie Erneuerbare Energien. Vor allem als Antrieb für schwere Fahrzeuge wie Busse und Lastkraftwagen könnte Wasserstoff laut Hoogers daher der Antrieb der Zukunft sein.

Wasserstoff-Autos haben aber auch Nachteile: Bislang gibt es in Rheinland-Pfalz nur eine einzige Wasserstoff-Tankstelle. H2-betriebene Fahrzeuge sind zudem verhältnismäßig teuer im Vergleich zu PKW mit gewöhnlichen Verbrennungsmotoren. Aber: Ein mittelklassiger Wasserstoff-PKW des Fahrzeugherstellers Toyota kostet ungefähr so viel wie ein Fahrzeug der Firma Tesla mit ähnlicher Reichweite.

Teuer ist vor allem die Herstellung der Brennstoffzelle. Für ihre Produktion werden spezielle chemische Stoffe und Edelmetalle wie zum Beispiel Platin benötigt. Professor Hoogers und andere Forscher arbeiten im Labor daher an Brennstoffzellen, die weniger teure Rohstoffe enthalten und gleichzeitig möglichst viel elektrische Energie erzeugen. Wenn Wasserstoffautos in Zukunft dann zusätzlich in größeren Mengen produziert werden, könnten die Preise sinken, meint der Physiko-Chemiker.

Gefährlicher als ein Benzin-, Diesel- oder Batterieantrieb sei Wasserstoff übrigens nicht, bestätigt der Professor. Wasserstoff ist zwar hochexplosiv. Sollte ein Leck im Wasserstofftank auftreten, entweicht das leichte Gas aber innerhalb weniger Sekunden nach oben und hinterlässt keine weiteren Schäden. Bei einer Explosion kommt es zu einer Stichflamme. Diese erlischt nach wenigen Sekunden von selbst, sobald der Wasserstoff entwichen ist. Nicht gefährlicher also als Fahrzeuge mit flüssigen Kraftstoffen, sagt Hoogers. Für ihn ist Wasserstoff daher vor allem eins: der Energieträger einer klimaneutralen Zukunft.

Wasserstoff sei aber nicht immer gleich klimaneutral, warnt der Studierende im siebten Semester Moritz Schweig. Denn das erste Element im Periodensystem kann man auch aus nicht erneuerbaren Energien wie zum Beispiel Erdgas gewinnen. Auch beim Transport von Wasserstoff wird unter Umständen CO2 ausgestoßen. „Was die Klimaneutralität von Wasserstoff betrifft, wird also manchmal geschummelt“, sagt der Student des Physik-Ingenieurwesens. Am Umwelt-Campus soll H2 aber aus erneuerbaren Energien hergestellt werden, nämlich aus Solarenergie. Der geplante Wasserstoff-Bus wäre also tatsächlich klimaneutral und könnte für andere Kommunen ein Vorbild für klimaneutralen öffentlichen Nahverkehr sein. Hat das Pilotprojekt Erfolg, sind laut Professor Hoogers weitere Wasserstoffbusse für den Nationalpark denkbar.

Es ist daher kaum zu glauben, dass der Wasserstoffbus für die Hochschule eigentlich nur das Nebenprodukt ist von einem noch größeren gemeinsamen Vorhaben des Kompetenzzentrums Brennstoffzelle und dem Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS): Die Institute wollen den Hochschulstandort Birkenfeld mit weiteren Photovoltaikanlagen ausstatten. Bereits jetzt stellt die „Null-Emissionen-Hochschule“ ihren Strom über eigene Solarzellen auf ihren Dächern her. Vor allem im Winter und generell bei wenig Sonneneinstrahlung kauft die Hochschule grünen Strom aus dem Stromnetz. Im Rahmen des Gemeinschaftsprojekts sollen jetzt weitere Parkplätze auf dem Hochschulgelände überdacht werden. Auf den Carports werden dann weitere Solarzellen installiert. Damit könnte sich der Campus in Zukunft völlig autark mit elektrischer Energie versorgen. Mehr noch: Bei viel Sonneneinstrahlung könnte die Hochschule mit ihrer vergrößerten Photovoltaikanlage zwei Megawatt elektrische Leistung erzeugen. „Solch eine Anlage deckt in der Bilanz den Jahresverbrauch von fast 1000 Haushalten in Deutschland“, erklärt Professor Hoogers. Im Sommer habe die Hochschule damit „mehr als genug“ Strom. Ein Teil der überschüssigen elektrischen Energie soll daher in noch zu erbauenden großen Batteriespeichern gelagert werden. Der restliche Strom soll in Wasserstoff umgewandelt werden und den neuen Bus antreiben. Außerdem kann überschüssiger Wasserstoff mit Hilfe einer fest installierten Brennstoffzelle wieder in Strom zurückverwandelt werden. Wenn alles gut läuft, könnte das 5,5 Millionen Euro schwere Vorhaben zu 100 Prozent vom Bund finanziert werden. Denn der Antragsteller ist die Verbandsgemeinde Birkenfeld. Die gilt als finanzschwach und ist damit förderfähig. Bisher liegt jedoch noch kein abschließender Förderbescheid vor.
„Wenn es uns gelingt, dieses Projekt umzusetzen, ist das nicht nur ein Musterbeispiel für CO2-Einsparung“, sagt  Hoogers. „Damit kann das Vorhaben als Vorbild für die notwendigen Schritte hin zur Energiewende dienen.“