Wenn es um die Ablösung von etablierten und bezahlbaren Technologien geht, will keiner den ersten Schritt machen, bevor nicht andere bewiesen haben, dass es sich lohnt. Das klassische «Huhn-Ei-Problem». Deshalb setzen sich etwa alternative Energien und Mobilitätskonzepte nur so schleppend durch.
Die Coop Mineraloel AG hat am 4. November 2016 mit der Eröffnung der ersten öffentlichen Wasserstofftankstelle in Hunzenschwil AG diese «Huhn-Ei-Blockade» elegant gelöst, indem sie gleich den ganzen «Hühnerstall» aufgestellt hat, wie Jörg Ackermann, Projektleiter H2 bei Coop, augenzwinkernd betont.
Coops alternative Mobilitätsstrategien
Coop, als grosser Detailhändler, ist auch ein Logistikunternehmen, welches umfassende Transportbedürfnisse befriedigen muss, welche Ressourcen verschlingen und Umweltbelastungen bewirken. Ein visionärer Ansatz des Basler Unternehmens zur Erreichung seiner Zielsetzung, im Jahr 2023 betrieblich CO2-neutral zu sein, ist der Aufbau eines vorausschauenden Mobilitätssystems.
Coop betreibt ja bereits mehrere elektrifizierte 18-t-Lastwagen zur Belieferung seiner Filialen. Transportlogistisch ist zwar ein 18-Tönner ohne Anhänger ineffizient, nur gibt es leider keine ausreichend kraftvollen Elektro-LW mit Anhänger. Die Lösung war die Entwicklung einer kompletten Kette, von der Erzeugung alternativer Energie, deren Transport zum Verteiler, bis zum Bau der 34-Tonnen-Fahrplattform zur Erbringung der benötigten Transportleistung.
«Coop ist gleichzeitig das Huhn und das Ei. Wir sind der ganze Hühnerstall.» Jörg Ackermann, Projektleiter H2 bei Coop
Mobilität im geschlossenen Wasserkreislauf
Wasserstoff (H2) stellt aktuell den idealen und vielseitigsten Energieträger dar. In der Schweiz, dem Wasserschloss Europas, lässt er sich umweltneutral aus erneuerbarem, aus Wasserkraft gewonnenem Strom erzeugen. Seine dauerhafte Lagerung ist unproblematisch und sein Einsatz kann auf zweierlei Arten erfolgen: durch Verbrennung zur Hitze- oder Antriebserzeugung in einem Ofen oder Motor oder, besser, seine (Rück-)Umwandlung in Strom mittels einer Brennstoffzelle. Solange die Akku-Technologie in den Kinderschuhen steckt, ist eine Speicherung grosser Mengen Stroms über längere Zeit nicht praktikabel. H2 jedoch kann in herkömmlichen Druckbehältern beliebig lange aufbewahrt und transportiert werden, bis zur örtlich und zeitlich optimalen Auslieferung an den Verbraucher.
Coop hat diesen gesamten Kreislauf nun aus einer Hand implementiert, indem er die «Mobilität im geschlossenen Wasserkreislauf» entwickelt hat (Kasten): Wasserkraft wird in Strom umgewandelt. Aus diesem wird H2-Gas erzeugt, welches zur Wasserstofftankstelle in Hunzenschwil AG transportiert und unter hohem Druck eingelagert wird. Dort wird der durch die Firma Esoro für Coop gebaute Brennstoffzellen-LW der 34-Tonnen-Klasse mit H2 betankt, um schliesslich die Coop-Filialen der Region zu beliefern. Zusätzlich stellt Coop seinen Mitarbeitenden zwölf Hyundai ix35 Fuel Cell zur Verfügung, welche ebenfalls die H2-Tankstelle anfahren. Bei der Umwandlung von H2 in Strom für die Elektromotoren der Fahrzeuge entsteht schliesslich wieder reiner Wasserdampf, welcher als Regen zurück auf die Erde gelangt. Wasserkreislauf geschlossen.
Visionär und effizient
Allein durch den Einsatz dieses ersten H2-LW spart Coop, bei einer Laufleistung von 80 000 km/Jahr, rund 80 t CO2 ein. Verbraucht werden dabei etwa 8 t H2, was bei einem Preis von 10 Fr./kg einen Betrag von 80 000 Fr. ausmacht und somit in etwa gleich teuer zu stehen kommt wie fossile Treibstoffe. Dank der Befreiung des H2-LW von der LSVA und der Mineralölsteuer können von diesen Betriebskosten noch rund 32 000 Fr. abgezogen werden.
Coop plant in einer nächsten Ausbaustufe die Errichtung weiterer H2-Tankstellen in Bern, Dietlikon ZH und Pratteln BS, in Kombination natürlich mit entsprechenden Brennstoffzellen-Fahrzeugen. Der Upgrade einer konventionellen Tankstelle mit einer H2-Zapfsäule schlägt mit etwa 1.5 Mio. Franken zu Buche.
Initialzündung
30 % der Treibhausgase entstehen durch den Verkehr, weshalb die Regierung eine Dekarbonisierung der Mobilität fordert. Mit ihrem Engagement in Richtung einer nachhaltigen und umweltneutralen Energiezukunft will Coop eine Initialzündung mit Signalwirkung geben, denn der Energiebedarf – speziell in der Mobilität – nimmt stetig zu, obwohl der Verbrauch/100 km an sich rückläufig ist.
In der Schweiz fallen pro Jahr 15 TWh Überschussstrom an, welche mit dem durch Coop erbrachten «Proof of Concept» bspw. in Form von H2 gespeichert und zeitlich, örtlich und einsatzmässig flexibel verbraucht werden könnten.
H2-Produktion für Coop
Elektrolyse ist die Zerlegung von Wasser (H2O) in Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2) mithilfe von – in diesem Falle erneuerbarem – Strom. Das «Abgas» dieses Prozesses ist reiner O2, welcher in die Atmosphäre abgegeben wird.
Diese weltweit erste direkt an ein Wasserkraftwerk angeschlossene Elektrolyseanlage besteht aus einem Spannungswandler, dem eigentlichen PEM-Elektrolyseur (PEM=Proton Exchange Membrane), einem Verdichtungskompressor und dem Transportanhänger, welcher gleichzeitig als Lagertank für den produzierten H2 dient. Der Elektrolyseur kann innert kurzer Zeit an Laständerungen der zur Verfügung stehenden Strommenge angepasst, schnell gestartet und wieder gestoppt werden.
Pro Stunde erzeugt die Anlage rund 2.7 kg H2 mit 30 bar Ausgangsdruck und verbraucht dafür 30 l Wasser. Der Wirkungsgrad zwischen eingespeister Strommenge und erzeugtem H2 beträgt etwa 50 %. Der 23 m³ fassende Trailer kann pro Fahrt 338 kg gasförmigen H2 unter 200 bar Druck vom Flussraftwerk zur H2-Tankstelle in Hunzenschwil transportieren.
