Gronau - Der Druck ist groß. Der Druck der auf dem Wasserstoff im großen Behälter unterhalb der Tankstelle lastet. Den Brennstoff in den Tank eines Lastwagens oder Autos zu bekommen, ist gar nicht so einfach. Zumal es nicht nur um den Druck geht: Der Wasserstoff muss auch während des Tankens auf eisige minus 40 Grad heruntergekühlt werden, damit der Tankvorgang schnell vonstattengehen kann und zugleich der Fahrzeugtank geschont wird. Hierfür Lösungen zu finden, ist dem Land Niedersachsen ein größeres Forschungsprojekt wert – und das steht unter Federführung des Gronauer Wärmetauscher-Herstellers Funke jetzt kurz vor dem Abschluss. Im nächsten Jahr, so hofft das Unternehmen, verkauft es die ersten im Zuge einer Kooperation mit der Leibniz-Universität Hannover entwickelten Wärmetauscher für Wasserstoff-Tankstellen. Erste Anfragen liegen schon vor.
Die Enge in der Zapfsäule
Das Land hatte das Vorhaben vor gut drei Jahren angestoßen. Mit im Boot: die Institute für Thermodynamik sowie für Produktentwicklung und Gerätebau der Uni Hannover. Deren Verantwortliche wandten sich auf der Suche nach einem Partner in der Industrie an die Firma Funke.
Deren Verantwortliche waren schnell interessiert. Sie hatten in der Vergangenheit bereits Anfragen zu Komponenten für Wasserstoff-Tankstellen ablehnen müssen. Denn neben Plattenwärmetauschern für Anwendungen mit niedrigeren Drücken baut Funke vor allem sogenannte Rohrbündel-Wärmetauscher. Doch die ließen sich nicht in der durch den Aufbau einer Zapfsäule begrenzten Größe realisieren, wie sich Funke-Ingenieur René Stuke erinnert.“ Konkurrenten boten nach dem Diffusionsschweiß-Verfahren gefertigte Wärmetauscher an, die in die Zapfsäule passen – allerdings auch recht schwer und teuer sind.
Kooperation mit Universität
In der Anfrage aus Hannover vor rund drei Jahren sah Funke die Chance, einen passenden Wärmetauscher nach einem dritten Verfahren zu entwickeln. „Die finanzielle Förderung und die Zusammenarbeit mit der Universität machten das sehr attraktiv für uns“, sagt der Technische Leiter Julian Peschel. Bei Funke übernahm Ruben Steinhoff die Projektleitung und damit auch viel Detailarbeit bei der Entwicklung.
Beim erwähnten Diffusionsschweiß-Verfahren entstehen die nötigen Röhren im Wärmetauscher dadurch, dass Material aus einer Stahlplatte herausgeätzt wird. Durch diese Technik lassen sich auch extrem kleine Zwischenräume erzeugen und der Wärmetauscher so gestalten, dass er in eine Zapfsäule passt.
Erste Anfragen gibt es schon
Die Funke-Ingenieure und ihre Hochschulpartner kamen auf die Idee, mit einer anderen Technologie ein ähnliches Resultat zu erzielen. Sie wählten das sogenannte Pulverbett-Verfahren – einen additiven Fertigungsprozess, umgangssprachlich 3D-Druck genannt. Dabei wird ein beliebig zu formendes Bauteil dadurch aufgebaut, dass Metallpulver per Laser punktgenau „aufgeschweißt“ wird. So entsteht Schicht für Schicht langsam die gewünschte Form, ohne dass Material verloren geht wie bei der anderen Vorgehensweise.
„Inzwischen sind wir mit der Produktentwicklung fast am Ziel“, stellt Julian Peschel fest. Es gehe nun vor allem noch um Abnahme und Zulassung des neuen Produkts. Diese erwarte das Unternehmen in den ersten drei Monaten des nächsten Jahres und hoffe, auch bald die ersten Wärmetauscher für Wasserstoff-Tankstellen zu verkaufen. „Erste Anfragen gibt es schon“, berichtet Peschel.
Option für die Müllabfuhr?
Ob Wasserstoff wirklich eine wichtige Rolle bei der Abkehr von Benzin und Diesel im Straßenverkehr spielt, ist indes mittlerweile zweifelhafter als zu Beginn des Projektes vor knapp drei Jahren. Fachleute gehen zunehmend davon aus, dass der Brennstoff in erster Linie in der Industrie zum Einsatz kommen wird und im Bereich der Mobilität, wenn überhaupt, vor allem bei Bussen, Lastwagen und Nutzfahrzeugen. Aber auch hier scheint langfristig eher der Elektroantrieb das Rennen zu machen.
Julian Peschel sieht trotzdem einen Markt. Mit Blick auf Niedersachsen verweist er unter anderem auf die Faun-Gruppe aus Osterholz-Scharmbeck, die inzwischen serienmäßig Abfallsammelfahrzeuge mit Wasserstoffantrieb herstellt. „Das ist zum Beispiel eine mögliche Anwendung“, sagt der Ingenieur. „Die Fahrzeuge fahren täglich, aber eher kurze Strecken, eine Wasserstoff-Tankstelle auf dem Betriebshof könnte sich lohnen.
Zulassung für die ganze EU
Doch sein Blick geht über Deutschland hinaus. Bekommt Funke seine Zulassung, gilt die in der gesamten Europäischen Union und wird auch von vielen Ländern außerhalb der EU akzeptiert. Hinzu kommt, dass er Anwendungsmöglichkeiten für das neue Produkt nicht nur in der Mobilität, sondern auch in industriellen Fertigungsprozessen sieht. Und René Stuke verweist darauf, dass die Erfahrungen mit der genutzten Technologie auch bei der Herstellung von Bauteilen in anderen Bereichen hilfreich sein könnten.
Die aus Hildesheimer Sicht derzeit nächste Wasserstoff-Zapfsäule steht an der Tankstelle Messe/Laatzen an der Bundesstraße 6. Ein Kilogramm Wasserstoff kostet dort derzeit 19,25 Euro. Für 100 Kilometer braucht ein 40-Tonner rund sieben Kilogramm. Zum Vergleich: Für die gleiche Strecke wären 30 bis 40 Liter Diesel nötig – der noch deutlich günstiger ist.