Hydrogen Bus

Case

Mit Wasserstoff in die Zukunft des Überlandverkehrs

Bei Zukunftsfragen werden Metropolen gerne zuerst gesehen. Wie steht es um die Potenziale der Energiewende auf dem Land? Eine Machbarkeitsstudie

Burgdorf – ein altdeutscher Postkartentraum. Dicht an dicht reihen sich die Fachwerkgiebel mit den Häusern in der Marktstraße.

Das ehemalige Dorf ist seit 1279 zu einer geschäftigen Mittelstadt herangewachsen. Über 30.000 Menschen leben und arbeiten hier. Die Bewohner könnten ihre Pendelstrecken schon bald mithilfe von Wasserstoffantrieben zurücklegen und Burgdorf damit zur Modellregion für emissionsfreien ÖPNV im ländlichen Raum machen.

Um die Klimawende zu schaffen, müssen auch regionalen Akteure ihren Beitrag leisten und auf umweltfreundliche Technologien umsteigen. Die Potenziale und Hürden sind überall anders. Im Auftrag der Clean H2 GmbH – eine Gesellschaft, die sich auf den Bau, Kauf, Verkauf und Betrieb von Wasserstoffkraftwerken spezialisiert hat – schauten sich Experten von umlaut die Standortfaktoren von Burgdorf an, um mit regionalen Partnern eine lokale Wasserstoff-Wertschöpfungskette zu knüpfen. Neben der Clean H2 GmbH sind an der Wasserstoff-Initiative H2 Burgdorf auch die Stadtwerke Burgdorf und der lokale Busbetreiber eingebunden.

Durch die Sektorenkopplung – in diesem Fall die Vernetzung von Sektoren Energiewirtschaft und Mobilität– über so genannte Power-to-Gas Anlagen (PtG) werden gleich mehrere Herausforderungen der Energiewende gelöst. Zum einen kann regional erzeugter, erneuerbarer Strom gespeichert werden, der für eine bessere Ausnutzung der Erneuerbaren-Energie-Anlagen sorgt. Zum anderen kann der Strom in einen Brennstoff für Mobilitäts- und Wärmeanwendungen umgewandelt werden, was den Ausstoß von Kohlendioxid reduziert.

Zwei Szenarien für den Wasserstoffbus

Um Fehlinvestitionen zu vermeiden, ging die Initiative H2 Burgdorf dabei insbesondere der Frage nach, ob in der Region gewinnbringend „grüner“– also aus erneuerbaren Energien mittels Elektrolyse erzeugter – Wasserstoff gewonnen werden kann. Für die Einschätzung des Potenzials wurden neben den Wasserstoffgestehungskosten auch die möglichen regionalen Absatzmärkte betrachtet. Als Erlösquellen kommen in Burgdorf eine direkte Einspeisung von Wasserstoff in das Erdgasnetz, der Absatz über den öffentlichen Busbetrieb im Überlandverkehr, der Verkauf an ein nahegelegenes Logistikdepot sowie der Aufbau einer H2-Tankstelle für LKW mit Autobahnanschluss in Frage.

Aufgrund der Nähe des Busdepots und der dringenden Anforderungen zur Dekarbonisierung der öffentlichen Mobilität, fokussierte sich das Expertenteam modellhaft auf den Absatz an den regionalen Busbetreiber. Für die Versorgung des Busdepots mit Wasserstoff ergeben sich zwei Möglichkeiten: Der Errichtung einer Tankstelle auf dem Depot und deren Anbindung durch eine H2-Pipeline oder eine direkte Kombination einer Tankstelle mit einer PtG-Anlage. Durch eine Tankstelle direkt auf dem Gelände des Depots könnten Busse ohne Änderungen im Betriebsablauf betankt werden. Der Aufbau einer externen regionalen H2-Tankstelle ermöglicht indes zukünftig die Versorgung von weiteren Fahrzeugen des Individualverkehrs oder der Logistik und eine entsprechende Skalierung.

Weichenstellung auf Bundesebene

Der Markt für Wasserstofftechnologien ist noch relativ jung und entsprechend intransparent. Die Produktionsfortschritte und Preise der Hersteller entwickeln sich dynamisch mit der Anzahl der abgeschlossenen Projekte. Für eine realistische Machbarkeitsstudie war es deshalb nicht ausreichend, die Kosten für die PtG-Technologie allein aus der Literatur zu beziehen. Über die Jahre konnte umlaut ein vielschichtiges und erfahrenes Experten-Netzwerk zum Thema Wasserstoff aufbauen, wodurch schnell konkrete Preise für die Wasserstofferzeugung, den Speicher und Tankstellen bei den Herstellern ermittelt werden.

Um eine Dekarbonisierung und damit den Erfolg der Sektorenkopplung nachzuweisen, müssen die gesetzlichen Anforderungen des Bundes erfüllt werden. Das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) sieht für die Produktion von grünem Wasserstoff technische, regionale und zeitliche Einschränkungen für den Energiebezug vor. Beispielsweise dürfen ausschließlich neue, ungeförderte Anlagen aber aller Voraussicht nach keine Ex-EEG Windenergieanlagen (WEA) Anlagen genutzt werden. Hieraus ergibt sich insbesondere für den Energieversorger die Herausforderung, ein passendes Stromlieferangebot zusammenzustellen. In Burgdorf kommen dafür vor allem Power Purchase Agreements (PPAs) mit neuen WEA sowie die energiemarktoptimierte Beschaffung in Kombination mit regionalen Herkunftsnachweisen in Frage.

Die Förderlandschaft für Wasserstoffprojekte und nachhaltige Mobilität erstreckt sich über europäische, bundes- und landeseigene Programme. umlaut sichtet die Fördermöglichkeiten fortlaufend und ist in engem Austausch mit den Geldgebern. So konnten auch für Burgdorf direkt mögliche Fördermittel aufgezeigt und in die Analyse integriert werden.

umlaut Hydrogen Services DE

Regionales Engagement ist der Schlüssel

Die techno-ökonomischen Parameter wie Strombezugskosten, Investitionskosten und Finanzierungskosten stellte umlaut mit einem standardisierten Tool zur Abschätzung der Wirtschaftlichkeit bereit.

Mit der Analyse ist klar geworden, dass die Sektorenkopplung auf kommunaler Ebene maßgeblich vom Strompreis abhängt. Eine weitreichende Recherche ergab realistische Stromkosten in Höhe von 8ct/kWh für die Wasserstofferzeugung. Für die Pipeline-Variante führt dies zu einem Absatzpreis von 7 EUR/kg Wasserstoff, um die Wirtschaftlichkeit der PtG-Anlage zu erreichen. Als Einkaufspreis für Tankstellenbetreiber erscheint dies relativ hoch. Für Variante 2, also dem gemeinsamen Betrieb von PtG-Anlage und Tankstelle, wurde ein Absatzpreis von 8 EUR/kg Wasserstoff ermittelt. Dies entspricht dem an Tankstellen heute schon üblichen Nettopreis für den grünen Brennstoff.

Die kommunale Energiewende mit Wasserstoff zu realisieren bedeutet eine regionale Wasserstoff-Wertschöpfungskette zu etablieren. Burgdorf hat eine reelle Chance zur Wasserstoff-Modellregion zu werden, wenn die Integration des Wissens und Engagements der regionalen Partner gelingt. So muss die räumliche Nähe und zeitliche Parallelität der Stromerzeugung durch den Energieversorger sicher gestellt werden. Außerdem muss bei solchen Pilot-Projekten die Wasserstoff-Erzeugung und der Verbrauch eng aufeinander abgestimmt sein, um das Geschäftsmodell nachhaltig zu sichern.

Die Ergebnisse der Analyse und die Roadmap dienen nun als Diskussionsgrundlage für die strategische Partnersuche und als Basis für die Beantragung von Fördermitteln.