Umwelt

Brennstoffzellentechnologie reduziert CO2 Ausstoß


Toyota Tochtergesellschaften setzen Wasserstofftechnologie zur Senkung von CO2-Emissionen ein

Projekt in Yokohama und Kawasaki
CO2-Emissionen sinken um mehr als 80 Prozent
Wasserstoff aus Windenergie für Brennstoffzellen-Gabelstapler

Köln, 14.07.2017.
Die in der Environmental Challenge 2050 manifestierten CO2 Reduktionsziele erhalten einen weiteren Meilenstein. Der Wandel von der Fossil- zu einer auf Wasserstoffnutzung basierenden Gesellschaft wird gemeinsam mit mehreren japanischen Projektpartnern im Alltag erprobt. Dabei wird mit erneuerbarer Energie produzierter Wasserstoff, durch eine intelligente Lieferkette an drei verschiedenen Einsatzorten, für den Betrieb von Gabelstaplern genutzt. An dem vom japanischen Umweltministerium initiierten Projekt sind neben der Toyota Motor Corporation mehrere Tochtergesellschaften von Toyota, weitere japanische Unternehmen sowie die Behörden der Städte Yokohama und Kawasaki beteiligt.

Ausgangspunkt der Lieferkette ist ein 2 MW Windrad in Yokohama. Das Unternehmen Toshiba hat dafür eine kompakte Systembaugruppe entwickelt und aufgestellt, das den erzeugten Strom nutzt, um Wasser per Elektrolyse in Wasserstoff aufzuspalten. Nach der nur 6m x 2,5m x 2,3m (l b h) großen Einheit wird er direkt komprimiert und bevorratet. Damit die Produktion auch bei Windstille nicht zum Erliegen kommt, sorgen ausgediente NI-MH Hybridbatterien in ihrem „zweiten Leben“ für eine kontinuierliche Spannungsversorgung. Zwei neuentwickelte Kleintransporter für Wasserstoff dienen zugleich auch als mobile Tankstellen. Sie versorgen so insgesamt zwölf Toyota Brennstoffzellen-Gabelstapler die sich in einer Lagerhalle, einem Obst und Gemüse Logistikunternehmen und einer Bierbrauerei im Einsatz befinden.

Nicht nur die Betankungs-Zeit reduziert sich auf drei Minuten- statt 6-8 Stunden, auch im Vergleich zu einer herkömmlichen Lieferkette, bei der batteriebetriebene Gabelstapler aus dem normalen Stromnetz geladen werden, senkt die neu etablierte Wasserstoff-Lieferkette die CO2-Emissionen um mehr als 80 Prozent.

Im Rahmen des dreijährigen Projekts werden vier Handlungsfelder analysiert:

lokale Erzeugung von Wasserstoff in einem Elektrolyseur unter Verwendung von Windkraft
System zur Lagerung, Transport und Betankung von Wasserstoff
Einsatz von Brennstoffzellen-Gabelstaplern im Alltagsbetrieb und deren „just in time“ Betankung
Machbarkeitsstudie für eine lokale Wasserstoff Versorgungskette









Toyota Brennstoffzellen zur stationären Stromerzeugung

Hochtemperatur Brennstoffzelle und Gasturbine produzieren Energie für Motomachi WerkZweistufiges Hybridsystem mit Kraft-Wärme-Kopplung

Senkung der CO2-Emissionen in der Automobilproduktion

Auf dem Weg in eine kohlenstoffarme GesellschaftKöln, 26.04.2017. Im Werk Motomachi im japanischen Toyota City hat Toyota mit dem Probebetrieb einer neuen Anlage zur Stromerzeugung begonnen. Dabei handelt es sich um ein Hybridsystem, das aus Festoxid-Brennstoffzellen (SOFC – Solid Oxide Fuel Cells) sowie aus Mikrogasturbinen besteht. Ziel des Testbetriebs ist es, Erkenntnisse zur Energieeffizienz, Leistung und Haltbarkeit der Anlage zu gewinnen.

Festoxid-Brennstoffzellen sind Hochtemperatur-Brennstoffzellen, deren Elektrolyt aus einem leitfähigen keramischen Material besteht und die im Temperaturbereich zwischen 700 und 1.000 Grad Celsius betrieben werden können. Sie eignen sich für eine Vielzahl unterschiedlicher Einsatzzwecke und können sowohl Haushalte als auch große Fabriken mit Strom versorgen. Bei Mikrogasturbinen handelt es sich um besonders kompakte Gasturbinen, die mit unterschiedlichen Brennstoffen betrieben werden können.

Das zweistufige Hybrid-Stromerzeugungssystem im Werk Motomachi produziert zunächst eine Leistung von 250 kW. Es nutzt Erdgas, das in der Brennstoffzelle in Wasserstoff und Kohlenmonoxid aufgespalten wird und anschließend mit dem Sauerstoff reagiert, der von den Mikrogasturbinen in verdichteter Luft bereitgestellt wird. Durch die chemische Reaktion entsteht Elektrizität. Überschüssiger Brennstoff (Wasserstoff und Kohlenmonoxid) wird in den Mikrogasturbinen verbrannt und erzeugt dadurch ebenfalls Strom. Eine zusätzliche Kraft-Wärme-Kopplung nutzt die bei der Stromerzeugung entstehende Abwärme.

Strom und Abwärme werden innerhalb des Motomachi-Werkes genutzt. Das zweistufige Hybridsystem erreicht einen hohen Wirkungsgrad von 55 Prozent, durch die zusätzliche Kraft-Wärme-Kopplung steigt die Gesamteffizienz auf 65 Prozent. Aufgrund dieser Werte eignet sich diese effektive Technologie zur Senkung der CO2-Emissionen in der Automobilproduktion. Somit zahlt es auf den Maßnahmenplan der Toyota Environmental Challenge 2050 ein.

http://www.toyota-media.de/challenge-2050

Entwickelt wurde das System von Toyota, der Tochtergesellschaft Toyota Turbine and Systems Inc. sowie von Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd. Die Einführung der Anlage ist Teil eines Projekts der „New Energy and Industrial Technology Development Organization„ (NEDO), mit der die Serienproduktion und Einführung solcher Systeme vorangetrieben werden soll.


(TE)



Toyota übergibt ersten Brennstoffzellenbus - Schadstofffrei im Großraum Tokio unterwegs

Köln, 07.03.2017. Die Toyota Motor Corporation (TMC) hat nun ihren ersten Brennstoffzellenbus ausgeliefert: Der sogenannte Toyota FC Bus, der jetzt an die Verkehrsbehörde der Metropolregierung Tokios überreicht wurde, stößt während der Fahrt weder CO2 noch andere Schadstoffe aus und kommt im Laufe des Monats erstmals im öffentlichen Nahverkehr der japanischen Hauptstadt zum Einsatz.

Die Übergabe läutet eine Brennstoffzellen-Offensive ein: Ein zweiter Toyota FC Bus wird noch im März ausgeliefert, zu den Olympischen und Paralympischen Spielen 2020 in Tokio sollen mehr als 100 dieser Fahrzeuge unterwegs sein. Der japanische Automobilhersteller will damit für alternative Antriebe im öffentlichen Personennahverkehr werben.

Der Toyota FC Bus ist nach den sogenannten „Non-Steps Standards“ konzipiert, die einen barrierefreien Zugang gewähren und älteren Fahrgästen und Kindern einen einfacheren Einstieg erlauben. Technisch greift das Modell auf das bewährte Brennstoffzellensystem der Limousine Mirai (Kraftstoffverbrauch (Wasserstoff) kombiniert 0,76 kg/100 km; Stromverbrauch kombiniert 0 kWh/100 km; CO2-Emissionen kombiniert 0 g/km) zurück. Mit einer Besonderheit: Damit die Fahrleistungen auch bei, mit maximal 77 Personen, vollbesetztem Bus auf dem Niveau konventionell angetriebener Busse bleibt, wird der Antrieb des Mirai zweimal verbaut. Jede Brennstoffzellen treibt dabei einen E-Motor an. emittiert dabei aber keinerlei schädliche Abgase. Denn egal ob Limousine oder Bus, beide stoßen während der Fahrt nur Wasser aus.

Die Brennstoffzelle lässt sich zudem auch als externe Energiequelle nutzen: Der Toyota FC Bus kann beispielsweise die Notstromversorgung von wichtigen Unterkünften und Behörden im Katastrophenfall übernehmen. Damit demonstriert der Toyota Konzern die Bedeutung von Wasserstoff als Energiequelle der Zukunft: Neben der Brennstoffzellenlimousine Mirai und dem FC Bus entwickelt der japanische Hersteller unter anderem auch Brennstoffzellen-Gabelstapler sowie stationäre Brennstoffzellen für den Hausgebrauch. Ziel ist die fossil basierte Epoche durch Schaffung einer wasserstoffbasierten Gesellschaft abzulösen.

Die Entwicklung und Testfahrten der Brennstoffzellenbusse werden unter anderem von den japanischen Ministerien für Wirtschaft, Umwelt und Verkehr unterstützt.

Technische Spezifikationen des Toyota Brennstoffzellen Bus:



Brennstoffzellen-Busse: Die Verkehrsunternehmen ESWE Verkehr, MVG und traffiQ stellen die Zukunft des emissionsfreien Nahverkehrs vor



Frankfurt, 09.09.2016. Die Fahrgastzahlen im öffentlichen Personennahverkehr (ÖPNV) steigen kontinuierlich an: So verzeichnete beispielsweise die ESWE Verkehrsgesellschaft, der kommunale ÖPNV-Dienstleister in Hessens Landeshauptstadt Wiesbaden, im Jahr 2015 ein 3,1-prozentiges Plus der Jahresgesamt-Fahrgastzahl im Vergleich zum Vorjahr. Jeder Zuwachs der Fahrgastzahlen bedeutet jedoch automatisch auch eine stetige Zunahme des Verkehrsaufkommens im Linienverkehr. Diesen Zuwachs umweltschonend zu gestalten, ist das erklärte Ziel des Projekts „H2Bus Rhein-Main – emissionsfreier Nahverkehr in der Metropolregion“, zu dem sich drei führende ÖPNV-Anbieter der Rhein-Main-Region vor Kurzem zusammengeschlossen haben: die ESWE Verkehrsgesellschaft (Wiesbaden), die Mainzer Verkehrsgesellschaft (MVG) und traffiQ, die städtische Nahverkehrsgesellschaft Frankfurt am Main.

Am Mittwoch, 7. September, präsentierten die städtischen ÖPNV-Unternehmen in Kooperation mit der Wasserstoff- und Brennstoffzellen-Initiative Hessen (H2BZ-Initiative Hessen) erstmals der Politik und den Medien auf dem Betriebshof der ESWE Verkehr in Wiesbaden zwei unterschiedliche Brennstoffzellenbusse. Neben führenden Repräsentanten der drei beteiligten Projektpartner ESWE Verkehr, MVG und traffiQ war auch Birgit Scheppat, Vorstandsmitglied der H2BZ-Initiative Hessen und Leiterin des Wasserstofflabors der Hochschule Rhein-Main in Rüsselsheim, zu Gast und erläuterte die ökologische Herstellung von Wasserstoff. Die Hochschule RheinMain gehört ebenfalls zu den Unterstützern des Projekts. Schließlich vermittelte eine kleine Rundtour den Teilnehmern einen ersten Eindruck vom Fahrgefühl in einem Brennstoffzellen-Bus.

Mit dem Projekt „H2Bus Rhein-Main – emissionsfreier Nahverkehr in der Metropolregion“ haben sich die drei Unternehmen aus dem Rhein-Main-Gebiet neben anderen Verkehrsbetrieben in Europa für die Teilnahme an einer Förderinitiative der Europäischen Union beworben, in deren Rahmen der Einsatz größerer Flotten von Brennstoffzellen-Bussen für den öffentlichen Nahverkehr europaweit demonstriert werden soll. Derartige Busse nutzen Wasserstoff (chemische Formel: H2) als umweltschonenden Energieträger, der von Brennstoffzellen in Strom und über Elektromotoren in Antriebsenergie für das Fahrzeug umgewandelt wird. Da die Emissionen eines solchen Busses ausschließlich aus völlig unschädlichem Wasserdampf bestehen, und da zudem der Elektroantrieb praktisch keinerlei Geräuschemissionen verursacht, gilt der Einsatz von Brennstoffzellen-Bussen als ein äußerst vielversprechendes Konzept für den klima- und umweltfreundlichen, weil emissionsfreien und ressourcenschonenden Nahverkehr der Zukunft. Neben diesen ökologischen Aspekten spricht auch die Praxistauglichkeit von Brennstoffzellen-Bussen für deren künftige Nutzung: Die Busse besitzen eine für den Einsatz im Linienverkehr vollkommen ausreichende Reichweite von gut 300 Kilometern und mehr, sie lassen sich in kurzer Zeit (nur etwa zehn Minuten) betanken, und sie unterliegen im Gegensatz zu reinen Batteriebetrieb-Bussen keinerlei operativen Einschränkungen im Verkehrsalltag.


(TE)


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