Studien & Analysen

Diese Kurzstudie zeigt die zukünftige Rolle von Wasserstoff als Energieträger und Rohstoff in einer
nachhaltigen Wirtschaft auf. Wasserstofftechnologien und damit zusammenhängende Dienstleistungen
sind für die Unternehmen im Bodenseeraum spannende Produkte, die sie im In- und
Ausland absetzen können. Die globale Nachfrage nach Produkten im Zusammenhang mit Wasserstoff
nimmt aktuell stark zu. Der Bericht zeigt auf, dass eine große Zahl an Informationen
zum Thema Wasserstoff verfügbar ist. Ein Teil davon wird in dieser Kurzstudie in Bezug auf seine
Bedeutung für die Bodenseeregion eingeordnet.

Verfasser:
Prof. Dr. M. Friedl (OST – Ostschweizer Fachhochschule | IET Institut für Energietechnik)
Auftraggeber:
Vereinigung der Bodensee Industrie- und -Handelskammern (B-IHK)
Veröffentlichung:
Dezember 2023

Wasserstoff ist für das Erreichen der Klimaneutralität ein wichtiger Energieträger. Um die richtigen Weichen stellen zu können, stellt sich die Frage: Wie viel Wasserstoff benötigen Unternehmen, Stadtwerke und sonstige große Gas-Verbraucher in Zukunft in Baden-Württemberg? Eine möglichst große und belastbare Datenbasis ist die entscheidende Grundlage für eine zukunftsfeste Wasserstoffinfrastrukturplanung. Das Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg hat deshalb gemeinsam mit vielen Partnern eine landesweite konzertierte Kampagne zur Ermittlung der Wasserstoffbedarfe in Baden-Württemberg initiiert. In deren Zentrum stand die Bedarfsabfrage der Initiative „Wasserstoff für Baden-Württemberg“. Begleitet wurde die Abfrage von vielen Informationsveranstaltungen und einer wissenschaftlichen Auswertung durch das ZSW Baden-Württemberg.

Verfasser:
Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW)
Auftraggeber:
Initiative „Wasserstoff für Baden-Württemberg“ (u.a. Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg)
Veröffentlichung:
Dezember 2023

Ziel der Studie war es die Nutzungs- und Erzeugungspotenziale von Wasserstoff in Baden-Württemberg bis zum Jahr 2035 zu ermitteln. Es wird aufgezeigt, wie viel Wasserstoff aktuell und zukünftig in Baden-Württemberg benötigt wird, welche Anteile davon nachhaltig vor Ort erzeugt werden können und was innerhalb des Landes umgesetzt werden muss, bis die Versorgung durch Leitungen oder andere Transportoptionen gewährleistet werden kann. 

Verfasser:
Prognos AG und Sphera GmbH
Auftraggeber:
e-mobil BW GmbH – Landesagentur für neue Mobilitätslösungen und Automotive Baden-Württemberg
Veröffentlichung:
Januar 2022

Das Ziel der Studie ist die Erstellung einer vergleichenden Metastudie zur zukünftigen potentiellen Nachfrage nach Wasserstoff und Syntheseprodukten auf Basis von Wasserstoff bis 2050. Diese erfolgt durch die Auswertung von aktuellen Systemstudien im geographischen Raum der Europäischen Union mit Fokus auf Deutschland. Die ausgewählten Studien haben eine stark techno-ökonomische Energiesystemperspektive. Nicht alle Aspekte eines Transformationspfades, wie z. B. heimische Arbeitsplätze oder der Einfluss von aktuellen Politikmaßnahmen, sind dort enthalten. Weiterhin arbeiten die Studien mit Szenarien. Szenarien sind keine Vorhersage der Zukunft. Sie bilden mögliche Entwicklungen und techno-ökonomische Pfade unter verschiedenen Annahmen und Unsicherheiten ab. 

Verfasser:
Fraunhofer ISI, Fraunhofer ISE, Fraunhofer IEG
Auftraggeber:
Nationaler Wasserstoffrat
Veröffentlichung:
Juni 2021

Das Umweltministerium Baden-Württemberg hatte die Roland Berger GmbH Mitte 2019 beauftragt, eine Studie über die Potenziale der Wasserstoff- und Brennstoffzellen-Industrie in Baden-Württemberg zu erstellen. Die Studie wurde im Februar 2020 veröffentlicht. Sie hat die Zukunftspotenziale für die regionale Wirtschaft vor dem Hintergrund der sich wandelnden Energiesysteme, aktueller Markthochlaufprognosen und der derzeitigen Positionierung wesentlicher Akteure aus dem Land bewertet. Außerdem hat sie einen aktuellen Überblick über die Situation im Land geliefert. Dabei hat die Roland Berger GmbH die Einschätzungen der lokalen Akteure in einer Online-Umfrage und zahlreichen Interviews mit einbezogen.

Verfasser:
Roland Berger GmbH
Auftraggeber:
Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg
Veröffentlichung:
Februar 2020

Wasserstoff wird als vielversprechender Kraftstoff zur Dekarbonisierung von Nutzfahrzeugen im Fernverkehr gesehen. Aktuell in der Markteinführung befindliche Lkw mit Wasserstoff-Brennstoffzellen nutzen zur Kraftstoffspeicherung überwiegend die Druckspeichertechnologie mit 35 Megapascal (MPa), die ursprünglich für Busanwendungen im öffentlichen Personennahverkehr (ÖPNV) konzipiert wurde. Diese Speichertechnologie ist dadurch bereits weitgehend erprobt und einsatzbereit. Der begrenzte Bauraum, der zur Kraftstoffspeicherung im Lkw zur Verfügung steht, erlaubt mit der durch die 35-MPaTechnologie erzielbaren Energiedichte ohne Einschränkungen des Ladevolumens Fahrzeugreichweiten von etwa 400 km. Dies ist zum Beispiel für Einsatzfälle im Verteilverkehr ausreichend. Anwendungen mit höheren Reichweitenanforderungen, zum Beispiel im Bereich des Straßengüterfernverkehrs, erfordern H2-Kraftstoffoptionen mit höheren Energiespeicherdichten. Die Studie befasst sich mit Aspekten der Betankung und der zugehörigen Betankungsinfrastruktur der drei Kraftstoffoptionen (Druckwasserstoff bei 70 MPa, tiefkaltem Flüssigwasserstoff (sLH2) und tiefkaltem Druckwasserstoff (CcH2)). Die Fahrzeuge selbst stehen dabei nicht im Fokus.

Verfasser:
Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH (LBST) und
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR)
Auftraggeber:
e-mobil BW GmbH – Landesagentur für neue Mobilitätslösungen und Automotive Baden-Württemberg
Veröffentlichung:
März 2023

Wasserstoff kann als Kraftstoff in Verbrennungsmotoren oder mittels Brennstoffzellen zur On-board-Stromerzeugung in Elektrofahrzeugen genutzt werden. Für PKW gibt es einen international akzeptierten, bis 10 kg Befüllmenge gültigen Betankungsstandard (SAE J2601 und die ISO-19880-Reihe), wobei im Fahrzeug typischerweise 5–6 kg Wasserstoff bei einem Druck von bis zu 70 MPa vorgehalten werden. Für Nutzfahrzeuge wie LKW im Verteilverkehr, Busse und Züge sind Drucktanks mit einem Speicherdruck bis 35 MPa verbreitet. Für schwere Nutzfahrzeuge werden Reichweiten von 800 bis 1.000 km und damit Tankinhalte um 80 kg gefordert. Dies kann nur durch eine Erhöhung des Betankungsdrucks für komprimierten gasförmigen Wasserstoff (Compressed Gaseous Hydrogen, CGH2) von heute 35 auf 70 MPa, durch Flüssigwasserstoffspeicherung (LH2) oder durch Druckspeicherung unter KryoBedingungen (CcH2) erreicht werden.

Verfasser:
Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) und
IGT Industrie Gase Technik GmbH
Auftraggeber:
e-mobil BW GmbH – Landesagentur für neue Mobilitätslösungen und Automotive Baden-Württemberg
Veröffentlichung:
Juni 2022

Die Studie vergleicht explizit zwei wasserstoffbetriebene Antriebsarten für schwere Nutzfahrzeuge: Den Wasserstoffmotor, einen 6-Zylinder-Reihenmotor basierend auf dem Hubkolbenmotorprinzip (H2-Motor), und die Wasserstoff-Brennstoffzelle (H2-BZ) als Optionen für einen langfristig klimaneutralen Schwerlastverkehr. Für beide Alternativen wurden dabei mögliche technische Auslegungen identifiziert, die das Einsatzspektrum des Diesel-Fernverkehrsfahrzeugs abdecken. Der Vergleich berücksichtigt verschiedene Zeithorizonte: ab 2025 und über 2030 hinaus (2030+), um sowohl kurzfristige als auch längerfristige Entwicklungsrisiken und -potenziale abzubilden. Er basiert auf klar definierten Kriterien wie der technischen Realisierbarkeit, der möglichen Emissionsminderung, den Gesamtbetriebskosten (Total Cost of Ownership, TCO) und dem Änderungsbedarf gegenüber bestehenden Fahrzeugkonzepten.

Verfasser:
AVL Deutschland GmbH und
Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW)
Auftraggeber:
e-mobil BW GmbH – Landesagentur für neue Mobilitätslösungen und Automotive Baden-Württemberg
Veröffentlichung:
Juli 2021