Energie der Zukunft? Nachhaltige Mobilität durch Brennstoffzelle und H2. Shell Wasserstoff-Studie

Energy of the future? Sustainable Mobility through Fuel Cells and H2. Shell hydrogen sudy

Das Element Wasserstoff gilt als Basis einer nachhaltigen Energiezukunft, konkurriert aber auch mit anderen Energien und ihren Nutzungstechnologien. Es stellt sich die Frage, ob Wasserstoff im globalen Energiesystem der Zukunft eine tragende Rolle spielen kann oder wird. In Zusammenarbeit mit dem Wuppertal Institut hat Shell eine Energieträger-Studie erstellt, die sich mit dem aktuellen Stand und den langfristigen Perspektiven der Wasserstoffnutzung, insbesondere für Energie- und Verkehrszwecke, befasst. Die Studie diskutiert zunächst natürliche Vorkommen, Eigenschaften sowie historische Sichtweisen des Elements Wasserstoff. Anschließend werden aktuelle sowie künftige Verfahren und Ausgangsstoffe zur Erzeugung von Wasserstoff untersucht; dabei werden die Herstellungspfade in puncto Energieaufwand, Treibhausgasemissionen sowie Bereitstellungskosten miteinander verglichen. Des Weiteren werden Fragen der Wasserstofflogistik untersucht. Dazu gehören zum einen heutige und künftige Speichermethoden, zum anderen die verschiedenen Transportoptionen und ihre jeweiligen Vorzüge einschließlich Fragen der Transportökonomie. Es folgt eine Darstellung der unterschiedlichen Nutzungsmöglichkeiten von Wasserstoff. Unterschieden wird zwischen stofflichen und energetischen Nutzungen. Die Analyse der energetischen Wasserstoffnutzung fokussiert auf die Brennstoffzelle – und nicht auf Wärmekraftprozesse. Auf der Anwenderseite werden energetische stationäre Anwendungen für die Back-up-Stromerzeugung sowie die Hausenergieversorgung – und diese einschließlich Wirtschaftlichkeit – untersucht. Den Schwerpunkt der Studie bilden (auto)mobile Wasserstoffanwendungen. Hierfür werden zunächst technologischer Stand und Perspektiven mobiler Anwendungen erörtert. Anschließend wird die Wirtschaftlichkeit von wasserstoff-betriebenen Brennstoffzellen-Pkw (FCEV) mit Hilfe eines vereinfachten Autokosten-Vergleichs analysiert. Es schließt sich eine Diskussion des Aufbaus einer Wasserstoff-Tankstelleninfrastruktur für den Straßenverkehr an. Abschließend werden in Anlehnung an das ambitionierte 2DS-Wasserstoffszenario der Internationalen Energieagentur mögliche Auswirkungen von Brennstoffzellen-Pkw auf Kraftstoffverbrauch und Treibhausgasemissionen in ausgewählten Regionen bis 2050 diskutiert. (A) ABSTRACT IN ENGLISH: The element hydrogen is considered to be the basis for a sustainable energy future. But hydrogen is not alone, since it competes with other energies and their application technologies. The question arises as to what extent hydrogen can or will play a leading role in the global energy system of the future. In cooperation with the Wuppertal Institute, Shell has now conducted an energy carrier study, which addresses the current status as well as the long-term prospects of the use of hydrogen, in particular for energy and transport purposes. The study discusses firstly the (natural) occurrence, properties, and historical perspectives of the element hydrogen. It then examines current as well as future technologies/ processes and source materials for the production of hydrogen, and it compares the energy requirements, greenhouse gas emissions and supply costs of the different production pathways. Furthermore, hydrogen logistics is investigated. That includes, on the one hand, current and future storage methods, and on the other, the various transport options and their respective benefits, including questions of transport economy. This is followed by a description of the different potential options for the use of hydrogen. A distinction is made between the use in materials or for energy purposes/ as an energy carrier. The analysis of hydrogen use for energy purposes focuses on the fuel cell – and not on the use in heat engines respectively combustion engines. On the user side, stationary energy applications for back-up electricity production as well as domestic energy supply – including their economics – are looked into. The main focus of the study is on mobile hydrogen applications. For this purpose, the technological status and prospects of mobile applications – from aerospace, via material handling, through to the passenger car – are discussed. This is followed by an analysis of the economics of hydrogen-powered fuel-cell cars (FCEV) based on a simplified car cost comparison. Subsequently, the construction of a hydrogen retail station infrastructure for road transport is discussed. Finally, the possible effects of fuel-cell cars on fuel consumption and greenhouse gas emissions in selected regions up to 2050 are discussed. This analysis is based on the ambitious 2DS hydrogen scenario from the International Energy Agency. (A)

Language

  • German
  • English

Media Info

  • Media Type: Web
  • Features: Figures; References;
  • Pagination: 37p&37p

Subject/Index Terms

Filing Info

  • Accession Number: 01742130
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
  • Files: ITRD
  • Created Date: Jun 8 2020 5:36PM