- Im Hafen von Oakland eröffnet FirstElement Fuel die sogenannte „weltweit erste kommerzielle Lkw-Haltestelle für Wasserstofffahrzeuge mit der zehnfachen Kapazität aller bisherigen Tankstellen“.
- Hyundai XCIENT-Brennstoffzellentraktoren, die jeweils 68,6 Kilogramm Wasserstoff für eine Reichweite von 450 Meilen befördern, wurden der Station für den „Drayage“-Dienst zur Verfügung gestellt. Wasserstoff-Lkw von Nikola werden ebenfalls von Oakland aus verkehren und Kraftstoff von FirstElement kaufen.
- Zu den weiteren Unternehmen, die sich dem Bau von Brennstoffzellen-Wasserstoff-Lastkraftwagen oder -Antriebssträngen verschrieben haben, gehören Cummins, Bosch, Daimler, Toyota, Volvo und Quantron, ein deutsches Unternehmen, das eine Absichtserklärung mit FEF unterzeichnet hat.
Der Hafen von Oakland ist ein großer Verursacher von Umweltverschmutzung. Die höchsten Werte an krebserregendem Dieselpartikeln in der Bay Area werden in West Oakland gefunden, in der Nähe des Hafens, wo starker und ständiger LKW-Verkehr Container ein- und ausfährt.
Die Diesel-Lastkraftwagen, die dieser Pflicht unterliegen, sind häufig schlecht gewartete, große Umweltverschmutzer – ebenso wie die Megaschiffe selbst, die minderwertigen „Bunkertreibstoff“ verbrennen. Bei einer Geschwindigkeit von 24 Knoten verbrennen sie jeden Tag 225 Tonnen davon, aber selbst wenn sie am Dock sitzen, halten sie oft die Motoren am Laufen.
Initiativen haben versucht, den Leerlauf von Schiffen zu reduzieren (durch den Anschluss an Landstrom), ältere Lkw zu ersetzen und Dieselemissionen durch Partikelfilter zu reduzieren. Ein Maersk-Containerschiff fährt jetzt mit Methanol, eine Verbesserung.
Und im Jahr 2021 begann Shippers Transport Express mit dem Einsatz einer Elektroflotte von 10 Lkw im Hafen von Oakland, wofür 1,7 Millionen US-Dollar für Ladestationen ausgegeben wurden. Durch Programme wie diese sind die Dieselemissionen im Hafen zwischen 2005 und 2017 um 98 % zurückgegangen, aber es liegt noch ein langer Weg vor uns.
Einen anderen Ansatz verfolgt FirstElement Fuel (FEF), das das eröffnet hat, was Shane Stephens, Mitbegründer und Chief Development Officer von FEF, „die weltweit erste kommerzielle Raststätte für Wasserstofffahrzeuge mit der zehnfachen Kapazität aller bisherigen Tankstellen“ nennt.
Eine Flotte von 30 Hyundai XCIENT 6×4-Frontlenker-Zugmaschinen mit Brennstoffzellenantrieb und 350-kW-Motoren, die jeweils 68,6 Kilogramm Wasserstoff für eine Reichweite von 450 Meilen befördern, wurde der Station für den „Drayage“-Einsatz zur Verfügung gestellt.
Das bedeutet, dass beladene Schiffscontainer 50 bis 60 Meilen zu Distributionszentren transportiert werden. Wasserstoff-Lkw von Nikola werden ebenfalls von Oakland aus verkehren und Kraftstoff von FirstElement kaufen.
„Hyundai ist stolz, Teil des größten Einsatzes von schweren Wasserstoff-Lkw in Nordamerika zu sein“, sagte Eugene Litvinov, Direktor für Wasserstoff und Nutzfahrzeuge bei Hyundai, während einer Zeremonie am Bahnhof. „Häfen können die größten Umweltverschmutzer der lokalen Gemeinschaften sein. Ich habe mich freiwillig für diese Stelle gemeldet, weil ich wirklich an die Zukunft der Brennstoffzellen glaube. Wir brauchen mehr Projekte wie dieses, um eine Größenordnung zu erreichen.“
Wasserstoff ist immer noch sehr teuer und liegt auf Stationsebene bei etwa 15 US-Dollar pro Kilogramm, sobald er kommerziell genutzt wird. Ein Kilo hat ungefähr das Energieäquivalent einer Gallone Benzin. Doch Brennstoffzellen sind deutlich effizienter als Dieselmotoren. Und sie verzichten auch auf das Endrohr; Der Wasserstoff wird an Bord genutzt, um Strom für einen elektrischen Antriebsstrang zu erzeugen.
Die Wasserstoffstation in Oakland wird mit Staatsgeldern subventioniert, unter anderem unter der Schirmherrschaft der California Energy Commission (CEC) und des California Air Resources Board (CARB).
Liane Randolph, CARB-Vorsitzende, sagte bei der Einweihungszeremonie, dass „eine Reihe von Technologien“, darunter sowohl batterieelektrische als auch wasserstoffbetriebene Fahrzeuge, erforderlich seien, um die Luft des Staates zu reinigen und die globale Erwärmung zu bekämpfen. „Es ist kein Entweder-Oder“, sagte sie. „Wir haben einige erstaunliche Batterie-Lkw gesehen, die im Return-to-Base-Modus betrieben werden können. Es gibt Platz für beides.“
Plug In America, das sich für batterieelektrische Fahrzeuge einsetzt, lehnte eine Stellungnahme zur neuen Wasserstofftankstelle ab. Oliver Dixon, ein leitender Analyst bei Guidehouse Insights, sagte, dass die kurzen Entfernungen bei Abladevorgängen den Reichweitenvorteil von Brennstoffzellenfahrzeugen gegenüber Elektrofahrzeugen nicht voll ausnutzen. Und „der Tarif für die Drayage liegt am unteren Ende einer ohnehin schon margenschwachen Branche“, sagte er.
Dixon fügte jedoch hinzu: „Wenn die Reedereien die Dekarbonisierung ernst nehmen, ist es nicht unmöglich, dass die Transportunternehmen diesem Beispiel in einer für diese Reedereien akzeptablen Weise folgen müssen.“ Von da an ist es ein großer Schritt zu einem kohärenten Geschäftsmodell für Brennstoffzellen-Lkw, aber es sind noch seltsamere Dinge passiert. Und da mehr als 50 % der weltweiten Containerkapazität von in der EU ansässigen Spediteuren kontrolliert werden, möchte ich nicht an der endgültigen Reiserichtung zweifeln.“
Mit staatlichen Krediten könnte FEF bei der derzeitigen Größe möglicherweise die Gewinnschwelle erreichen, indem es Wasserstoff für 15 US-Dollar pro Kilo verkauft, sagte Stephens. Das Unternehmen hat einen Marktanteil von mehr als 80 % im Wasserstoffverkauf in Kalifornien und hat 6,8 Millionen Kilogramm Wasserstoff abgegeben, muss aber noch wachsen.
Joel Ewanick, FEF-Gründer und Vorstandsvorsitzender, sagte, dass das Unternehmen etwa 70 Stationen benötige, um aus eigener Kraft Rentabilität zu erreichen. „Wir brauchen ein solches Ausmaß, um einen Wendepunkt zu erreichen“, sagte er.
Die Station in Oakland, die unter der Marke True Zero betrieben wird, kann täglich 18.000 Kilogramm Wasserstoff liefern – viel mehr als die 41 leichteren Tankstellen, die FEF in Kalifornien betreibt. Täglich können rund 200 große Lkw betankt werden, jeweils zwei auf einmal. Mehr als ein Dutzend weitere Autohöfe sind geplant.
FEF ist seit 2013 im Geschäft und betankt hauptsächlich die mit Wasserstoff betriebenen Personenkraftwagen (derzeit 16.000) von Autoherstellern wie Hyundai, Honda und Toyota. Stephens räumte ein, dass in jenen frühen Tagen viele Infrastrukturfehler gemacht wurden: Brennstoffzellenautos standen Schlange und warteten oft 45 Minuten auf Treibstoff. Frühe Stationen konnten nur 200 Kilogramm pro Tag abgeben.
Oakland erreicht mit zwei Innovationen schnellere Befüllungen – weniger als 10 Minuten sind möglich: Der Wasserstoff in seinen Tanks befindet sich in einem flüssigen Zustand hoher Dichte, der durch Abkühlung auf -423 Grad Fahrenheit erreicht wird. Der Wasserstoff wird an einer Air Liquide-Station nördlich von Las Vegas produziert und per Lkw nach Oakland transportiert, wobei jeder 48-Fuß-Lkw 4.000 Kilogramm transportieren kann.
Vor Ort wird es in einem Kryotank gelagert. Beim Transport in die LKWs wird die Flüssigkeit wieder in Gas umgewandelt. Aber dank der zweiten Innovation – einer von Bosch Rexroth entwickelten kryogenen „Kryopumpe“ – könnte die Station tatsächlich Lastwagen mit flüssigem Wasserstoff betanken (sofern es Flotten gibt, die damit umgehen können).
FEF ist bereit für Kritiker, die sagen, dass die Herstellung von Wasserstoff aus Erdgas, wie es Air Liquide und andere Anbieter tun, nicht ganz so grün sei.
Das Unternehmen gleicht die Umweltauswirkungen der Wasserstoffproduktion aus, indem es Methanbiogas (einen großen Emittenten der globalen Erwärmung) aus Ernteabfällen, Mülldeponien und Milchviehbetrieben kauft, das dann über den Energiehändler Matsui in den Erdgasstrom eingespeist wird. Aus diesem Grund wurde der Wasserstoff von FEF von CARB als kohlenstofffrei auf Well-to-Wheel-Basis zertifiziert.
Die zweistufige Kryopumpe von Bosch Rexroth, die in Zusammenarbeit mit FEF entwickelt wurde, ermöglicht einen viel schnelleren (700 bar), einfacheren und direkteren Wasserstofffluss und macht außerdem den Bedarf an umfangreicher Backup-Infrastruktur – dem riesigen Netzwerk aus Rohren, Messgeräten usw. – überflüssig Tanks, die man normalerweise in der Nähe einer Tankstelle sieht.
Es benötige ein Dreißigstel des Platzes, sagte das Unternehmen, und könne 2.400 Kilo Wasserstoff pro Stunde liefern. David Hull, regionaler Vizepräsident von Bosch Rexroth, sagte bei einer Rede im FEF-Logistikzentrum und Testgelände in Livermore, dass die Kryopumpe Anfang 2025 auf den Markt kommen werde. „Wir befinden uns in einem einzigartigen Moment“, sagte er. „Das macht es machbar.“
Das große Problem bei flüssigem Wasserstoff ist das „Boil-Off“. Um flüssig zu bleiben, müssen kryogene Temperaturen aufrechterhalten und eine starke Isolierung angebracht werden, sonst beginnt der teure Wasserstoff mit einer beunruhigenden Geschwindigkeit von 1 % pro Tag in die Atmosphäre zu entweichen. Hull von Bosch sagte, die Kryopumpe erhitze den Wasserstoff nicht, was dieses Problem verringere.
Flüssiger Wasserstoff funktioniert am besten in Fahrzeugen, die ihn sofort nutzen werden, was ihn ideal für schwere Lkw macht und weniger nützlich für Autos und Pickups, die beispielsweise eine Woche lang auf einem Flughafen stehen und langsam Wasserstoff austreten lassen.
Die Wasserstofftankstellen von FEF, darunter auch in Oakland, betreiben eine leichte Wasserstoffbetankung für kleinere Fahrzeuge, allerdings handelt es sich ausschließlich um komprimierten gasförmigen Wasserstoff.
Der ursprüngliche Gedanke war, dass die Wasserstoffbetankung in Kalifornien über Kalifornien hinausgehen und den Verkauf von Brennstoffzellenautos landesweit rentabel machen würde, aber bisher ist das noch nicht geschehen. Südkalifornien verfügt über das größte Netzwerk des Landes, das anderswo in Amerika nicht vergleichbar ist.
Die Hyundai-Lkw werden von Global Expedited Transportation betrieben. Während einer Fahrt durch den Hafen sagte Fahrer Quentin Sten, dass die Wasserstoff-Lastwagen eine erhebliche Verbesserung in Bezug auf Laufruhe und Manövrierfähigkeit darstellen. „Sie sind wirklich schwer, aber man spürt das Gewicht nicht“, sagte er. „Und es dauert eine Weile, bis man sich daran gewöhnt, wie leise sie sind.“
In Oakland war neben einem Nikola-Brennstoffzellen-Traktor auch ein Cummins-Brennstoffzellen-Lastwagen als Hilfsunterstützung im Einsatz. Es handelt sich derzeit um ein Demonstrationsgerät, aber es kann 90 Meilen zu einem Katastrophenort zurücklegen, im hinteren Teil ein taktisches Hauptquartier bereitstellen und dann 72 Stunden Notstrom für den Betrieb exportieren, sagte Gerardo Zarate vom Unternehmen.
Tom Swenson, Global Regulatory Affairs Director bei Cummins, sagte, das Unternehmen arbeite auch an einer Reihe von Verbrennungsmotoren, die Wasserstoff verbrennen. „Wir arbeiten an beiden Technologien – Brennstoffzellen und Verbrennung“, sagte er.
„Wir denken, dass sie synergetisch sind. Wenn wir vorhandene Motoren nutzen können, können wir die Einführungsrate von Wasserstoff beschleunigen“, sagte er. „Cummins verfügt über umfassende Erfahrung im Erdgasbereich und weiß, wie man mit den Tanks umgeht.“ Als Kommerzialisierungstermin wird das Jahr 2028 angestrebt.
Bosch arbeitet auch an einem Wasserstoff-Verbrennungsmotor, und auf der Consumer Electronics Show wurde dieses Jahr ein Jeep Cherokee von 1976 ausgestellt, der Wasserstoff verbrennt.
Zu den weiteren Unternehmen, die sich dem Bau von Brennstoffzellen-Wasserstoff-Lkw verschrieben haben, gehören Daimler, Toyota, Volvo und Quantron, ein deutsches Unternehmen, das eine Absichtserklärung mit FEF unterzeichnet hat.
„Elektroautos sind zunächst einfach. Aber da man größere Transformatoren und ein erweitertes Netz braucht, wird es schwieriger“, sagte Stephens. „Wasserstoff ist zunächst schwieriger, aber mit der Skalierung wird es einfacher.“
Sollten Autohersteller den Traum von wasserstoffbetriebenen Personenkraftwagen aufgeben und sich stattdessen auf kommerzielle Lkw-Unternehmungen wie diese konzentrieren? Bitte kommentieren Sie unten.
Jim Motavalli ist ein Autoautor und Autor (neun Bücher), der für Autoweek und Barron's Penta schreibt. Er hat zwei Bücher über Elektroautos geschrieben, Forward Drive (2000) und High Voltage (2010), und moderiert den Plugging In-Podcast.
Motavallis Texte sind in der New York Times, CBS Moneywatch, Car Talk at NPR, Forbes, US News and World Report, Sierra Magazine, Audubon und vielen anderen erschienen. In seiner Freizeit rezensiert er Bücher und Jazz.