SKA: Wasserstofftechnologie in der FHH - Sachstand

Was ist bis jetzt aus den intensiven Überlegungen zum Einsatz von Wasserstoff als alternativem Energieträger geworden?

3. Juli 2018

Schriftliche Kleine Anfrage
des Abgeordneten Stephan Jersch (DIE LINKE) vom 25.06.2018
und Antwort des Senats
- Drucksache 21/13564 -

Betr.:  Wasserstofftechnologie in der FHH - Sachstand

Seit den ersten systematisch erhobenen Messergebnissen zur Luftbelastung ist klar, dass die Bewohnerinnen und Bewohner der Hansestadt durch die stark belastete Atemluft in ihrer Gesundheit beeinträchtigt werden.

Die Notwendigkeit der Energiewende, die damit unmittelbar verbundene Reduktion der Luftschadstoffe aus fossilen Energieträgern, ist für die Erreichung der Klimaziele einerseits und die Einhaltung der Schadstoffgrenzwerte andererseits 'alternativlos'.
Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie wird bei der Energiewende das Potenzial, ein leistungsfähiger, umweltverträglicher und nachhaltiger Lieferant von Energie zu sein, nachgesagt. Seine Anwendung als Speichermedium ist technisch angedacht.

In der Bürgerschaftsdrucksache 21/12182 teilte der Senat am 06.03.18 auf Anfrage hin mit: „ Die Metropolregion Hamburg gehört zu den Regionen in Europa, die sich bereits früh und intensiv mit der Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie beschäftigt und Anwendungen in verschiedenen Bereichen aktiv umgesetzt haben.“ Allerdings folgten dann eher allgemeine Aussagen, konkrete Vorhaben wurden ausgespart.

Niedersachsen hat mitteilen lassen, man wolle sich um diese Technologie kümmern. In Mecklenburg wurde bei einem Windpark gerade ein Wasserstoffspeicher eingerichtet.

Vor diesem Hintergrund frage ich den Senat:

 
Der Senat beantwortet die Fragen auf der Grundlage von Auskünften der Hamburger Hochbahn AG (Hochbahn), der Hamburg Port Authority AöR (HPA), der Flughafen Hamburg GmbH, der Stromnetz Hamburg GmbH und der hySOLUTIONS GmbH wie folgt:

1. Welche Projekte existieren bzw. existierten in Hamburg seit wann zur Erprobung der Wasserstofftechnologie? Bitte mit Beginn und (ggf.) vorgesehenem Projektende auflisten.

2. Wie viel Mittel der Stadt Hamburg wurden in den letzten 12 Jahren in Projekte zur Erprobung der Wasserstofftechnologie investiert  und aus welchen Haushaltstiteln finanziert? Bitte jeweils pro Jahr angeben, getrennt für den Kernhaushalt und die städtischen Unternehmen.

Siehe Anlage 1.

ZEMSHIPS: Entwicklung des ersten mit Wasserstoff und Brennstoffzelle betriebenen Fahrgastschiffes für mehr als 100 Personen: Das Projekt wurde zum größten Teil aus dem LIFE Förderprogramm der EU und Beiträgen der Projektpartner finanziert. Ab dem Jahr 2007 wurden aus Mitteln der Freien und Hansestadt Hamburg (FHH) aus dem Haushalt der Behörde für Umwelt und Energie (BUE) bis zu 400.000 € an Komplementärmitteln bereitgestellt. In den Jahren 2009 und 2012 wurde darüber hinaus der Betrieb des Schiffes mit 54.000 € und 88.622 € unterstützt.

Bau einer Proton Exchange Membrane (PEM) Elektrolyse-Anlage der H&R Ölwerke Schindler GmbH: Seit November des Jahres 2017 betreibt die H&R Ölwerke Schindler GmbH eine PEM Elektrolyse-Anlage zur Produktion von Wasserstoff, der als Prozessstoff im Raffineriebetrieb genutzt wird. Es handelt sich hier aber nicht um eine „Erprobung“, sondern um eine reguläre betriebstechnische Einrichtung, somit werden in diesem Sinne auch keine Ergebnisse gesammelt. Das o.g. Projekt wurde mit 2.437.000 € aus dem BUE-Förderprogramm „Energiewende in Unternehmen“ gefördert. Die Fördermittel sind keine Hamburger Landesmittel und stammen aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE). Das Projekt wurde nicht als Erprobungsvorhaben der Wasserstofftechnologie gefördert, sondern als einzelbetriebliche Investitionsmaßnahme, die CO2-Emissionen vermeidet und einen Beitrag zur Stabilisierung des Stromnetzes leistet. Im Übrigen siehe: www.hamburg.de/energieflexibel/10275880/pem/  

Zuwendung Brennstoffzellen-Heizgerät in Rahmen der Gewerbeförderung der Handwerkskammer Hamburg: Aus Haushaltsmitteln der BUE erfolgte im Jahr 2008 eine Zuwendung in Höhe von  35.195,77 €.

Aus Mitteln des Hamburger Klimaschutzes der BUE wurden zur Erprobung von wasserstoffbetriebenen Brennstoffzellen-Fahrzeugen in Flotten und einer Evaluation des Einsatzes der Fahrzeuge 476.000 € im Jahr 2015 bereitgestellt.

Die Hochschule für angewandte Wissenschaften Hamburg (HAW) hat in den letzten 12 Jahren aus Zuweisungen des Kernhaushaltes in Höhe von 92 Tsd. € für das Institut für Energiesysteme und Brennstofftechnik erhalten.

Die Universität Hamburg (UHH) hat folgende Projekte in den letzten 12 Jahren durchgeführt:

Darüber hinaus liegen keine Informationen zur Finanzierung von Wasserstoffprojekten durch die Stadt Hamburg vor.

3. Welche Ergebnisse bzw. Zwischenergebnisse aus Projekten liegen vor und wo sind sie ggf. veröffentlicht worden? Bitte genaue Fundstellen benennen und bei Nichtveröffentlichung begründen warum.

Auf u.a. folgenden Websites können mehrere Projekt- und Abschlussberichte sowie Präsentationen relevanter europäischer Wasserstoffprojekte (siehe Antwort zu 1.) eingesehen werden:

New Bus Fuel     http://newbusfuel.eu/publications/
CHIC        http://chic-project.eu/info-centre/publications
E4Ships        http://www.e4ships.de/presse.html
NaBuZ-Demo    http://edok01.tib.uni-hannover.de/edoks/e01fb16/874861276.pdf
CEP        https://cleanenergypartnership.de/h2-mediathek/publikationen/?scroll=true
ChemCoast        http://www.chemcoast.de/windwasserstoff

Für die HAW wird auf eine Pressemeldung der Behörde für Stadtentwicklung und Umwelt vom 20. April 2010 verwiesen, die über das erfolgreiche Projekt FCS-Alsterwasser, dem ersten brennstoffzellengetriebenen Fahrgastschiff, berichtet. Die HAW hatte dieses Projekt wissenschaftlich begleitet.

Die UHH meldet die folgenden Veröffentlichungen:
Aufgrund der für die Beantwortung einer parlamentarischen Anfrage zur Verfügung stehenden Zeit kann hier nur eine unvollständige beispielhafte Auswahl an Publikationen (chronologisch sortiert) zum Thema Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie dargestellt werden, die jedoch nicht ausschließlich aus den unter der Antwort zu 2. genannten Projekten entstammen.

• Analysis of ceramic layers for solid oxide fuel cells by laser ablation inductively coupled plasma mass spectroscopy; Jochen Th. Westheide, J. Sabine Becker, Ralf Jäger, Hans-Joachim Dietze, José A. C. Broekaert; Journal of Analytical Atomic Spectrometry 11, 661-666 (1996).
• Mechanistische Untersuchung und Modellierung der Kathodenreaktion in Karbonatbrennstoffzellen (MCFC), Marc Bednarz, Dissertation, Hamburg (2002), Betreuer: Horst Weller.
• Tuning the redox potentials of dinuclear tungsten oxo complexes [(Cp*W(4,4'-R,R-2,2'-bpy)(μ-O))2][PF6]2 toward photochemical water splitting; C. Cremer, P. Burger; Chemistry - A European Journal 9, 3583-3596 (2003).
• Chemie im Kontext: Zusammenarbeit im Schulset Berlin - Erstellung einer Unterrichtseinheit zum Thema Brennstoffzelle, Jürgen Menthe, M. Winterhalter -/- Herausgeber: Anja Pitton, Chemie- und physikdidaktische Forschung und naturwissenschaftliche Bildung. Jahrestagung der GDCP in Berlin 2003, 132-134 (2004), ISBN 978-3-8258-7760-6; 3-8258-7760-4, Verlag: Lit Verlag, Berlin.
• Organic-inorganic hybrid membranes with heteropolyacids for DMFC applications; M. L. Ponce, Dissertation, Hamburg (2004), Betreuer: D. Paul, H.-U. Moritz.
• Polyetherketones for fuel cell application; Serge Vetter, Volker Abetz, Günter Goerigk, Irmgard Buder, Suzana Pereira Nunes; Desalination 199, 289-290 (2006).
• Production of a functionalized polytriazole polymer for use as membranes in fuel cells; Mariela Leticia Ponce, Dominique de Figueiredo Gomes, Suzana Pereira Nunes, Volker Abetz; Patent: US 7989579 (A1) 2008-07-31.
• Fuel cell membrane based on polymer electrolyte comprising coordination polymer; Dominique de Figueiredo Gomes, Suzana Pereira Nunes, Klaus-Viktor Peinemann, Stefan Kaskel, Volker Abetz -/- Anmelder: GKSS-Forschungszentrum Geesthacht GmbH, Technische Universität Dresden; Patent: WO 2007059815 (A1) 2007-05-31; DE 102005056564 (B4) 2009-11-12.
• Highly Porous Metal-Organic Framework Containing a Novel Organosilicon Linker - A Promising Material for Hydrogen Storage; Stephanie E. Wenzel, Michael Fischer, Frank Hoffmann, Michael Fröba; Inorganic Chemistry 48, 6559-6565 (2009).
• Platinum Complex Catalyzed Decomposition of Formic Acid; Timo Paul Rieckborn, Elvira Huber, Emine Karakoc, Marc-Heinrich Prosenc; European Journal of Inorganic Chemistry 4757-4761 (2010).
• Mikroporöse Anorganisch-Organische Hybridmaterialien. Synthese, Charakterisierung und Anwendung als Wasserstoffspeicher; Stephanie E. Wenzel, Dissertation, Hamburg (2010); Betreuer: Michael Fröba.
• An Interpenetrated Metal-Organic Framework and Its Gas Storage Behavior: Simulation and Experiment; Daniela Frahm, Michael Fischer, Frank Hoffmann, Michael Fröba; Inorganic Chemistry 50, 11055-11063 (2011).
• Tuning metal-organic frameworks for hydrogen storage applications; Stephanie E. Wenzel, Daniela Frahm, Michael Fischer, Frank Hoffmann, Michael Fröba; Preprints of Symposia - American Chemical Society, Division of Fuel Chemistry 56 (2) 171-171 (2011).
• Synthese von Hydrido-Platin-Komplexen und deren Anwendung in der C1-Chemie, Timo Paul Rieckborn, Dissertation, Hamburg (2011), Betreuer: Marc-Heinrich Prosenc.
• Molecular Simulations of Hydrogen Storage and Gas Separation in Metal-Organic Frameworks, Michael Fischer, Dissertation, Hamburg (2011), Betreuer: Michael Fröba.
• Large area Cl9+ irradiated PET membranes for hydrogen separation; Kamlendra Awasthi, Manfred Stamm, Volker Abetz, Yogesh K. Vijay; International Journal of Hydrogen Energy 36, 9374-9381 (2011).
• Metal-organic frameworks and related materials for hydrogen purification: Interplay of pore size and pore wall polarity; Michael Fischer, Frank Hoffmann, Michael Fröba; RSC Advances 2, 4382-4396 (2012).
• Synthese und Charakterisierung naoporöser organisch-anorganischer Hybridmaterialien für den Einsatz in der Gasspeicherung, Daniela Frahm, Dissertation, Hamburg (2013), Betreuer: Michael Fröba.
• Aktueller Entwicklungsstand der Wasserstoff- und Brennstoffzellen-Technologie, Michael Fröba, Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie für eine nachhaltige Zukunft. Kompendium zum 25-jährigen Jubiläum der Wasserstoff-Gesellschaft Hamburg e. V., 51-66 (2014), ISBN 978-3-937863-44-3, Verlag: Hydrogeit Verlag, Oberkrämer.
• PECVD-Synthese von Kohlenstoffnanostrukturen und ihre Verwendung als Katalysatorträgermaterial für Direkt-Ethanol-Brennstoffzellen; Michael Höltig, Dissertation, Hamburg (2015), ISBN 978-3-8439-2232-6, Verlag: Dr. Hut, München; Betreuer: Alf Mews.
• Highly Efficient Fuel Cell Electrodes from Few-Layer Graphene Sheets and Electrochemically Deposited Palladium Nanoparticles; Michael Höltig, Charlotte Ruhmlieb, Tobias Kipp, Alf Mews; Journal of Physical Chemistry C 120, 7476-7481 (2016).

4. Welche Modellrechnungen sind in den letzten 12 Jahren innerhalb der BUE und ihrer Vorgängerbehörden wann angestellt bzw. beauftragt worden, um die Möglichkeiten und Folgen des Einsatzes der Wasserstoff-/Brennstoffzellen- Technologie zu umreißen? Bitte auflisten und genaue Fundstellen angeben

Seitens der BUE wurden dazu keine Modellrechnungen erstellt.

5. Wie ist der Stand des Vattenfall-Tankstellenprojektes in der Speicherstadt? Bitte für die Zeit seit der Eröffnung auflisten: Wer sind die Nutzer und wie viele Tankvorgänge durch wie viele Nutzer sind jährlich zu verzeichnen?

Die Betriebsgenehmigung der Tankstelle läuft zeitnah aus, eine Verlängerung wird aktuell in Abstimmung mit HafenCity Hamburg (HCH), BUE und dem Denkmalschutzamt angestrebt. Seit Eröffnung der Tankstelle im Februar des Jahres 2012 haben ca. 6.100 Pkw-Betankungen und 5.200 Bus-Betankungen stattgefunden. Insgesamt wurden dadurch ca. 28 Tonnen Wasserstoff an Fahrzeuge vertankt. In den letzten 12 Monaten fanden ca. 300 Betankungen pro Monat statt, ca. 30 % davon sind Busbetankungen. Durch unter anderem den Einsatz von Toyota Mirais beim Ride Sharing Anbieter Clever Shuttle ist die Tendenz bei den PKW-Betankungen steigend.
 
6. In Beantwortung der Drs. 21/12182 teilte der Senat im März mit,  zum Ausbau der Tankstelleninfrastruktur  stehe die Eröffnung einer weiteren Tankstelle mit Wasserstoff im Sommer 2018 an. Wie ist der Stand dieses Projektes aktuell? Wo ist ihr Standort, wer ist der Betreiber, wer sind die Nutzer und wie viele Tankvorgänge durch wie viele Nutzer sind ggf. bisher zu verzeichnen?

Die Multienergietankstelle Moorfleet, an der auch Wasserstoff getankt werden kann, wird von TOTAL betrieben. Sie befindet sich in der Andreas-Meyer-Straße 63 in 22113 Hamburg und wird voraussichtlich im August des Jahres 2018 eröffnet. Es wurden bisher keine Fahrzeuge betankt, da die Inbetriebnahme noch aussteht.

7. Wie viele Fahrzeuge mit Brennstoffzellen-Technologie sind bei den Raum Hamburg  bedienenden ÖPNV-Unternehmen im Einsatz? Bitte die jeweiligen Unternehmen mit Anzahl und Typ der Fahrzeuge, Motortyp, Datum der Indienststellung, der bisherigen Betriebsstundenzahl/Kilometerleistung tabellarisch auflisten.

Bei der Hochbahn sind aktuell folgende Fahrzeuge mit Brennstofftechnologien im Einsatz:

8. Wieviel Fahrzeuge des Fuhrparks der FHH nutzen Wasserstofftechnologie? Bitte mit Anzahl und Typ der Fahrzeuge in Relation zur Gesamtfahrzeugzahl, Datum der Indienststellung, der bisherigen Betriebsstundenzahl/Kilometerleistung tabellarisch auflisten.

Im Fuhrpark der FHH werden bisher keine Fahrzeuge mit Brennstoffzellen eingesetzt. Darüber hinaus sind aber bei den folgenden öffentlichen Unternehmen Brennstoffzellen-Pkw im Einsatz:

Flughafen:            1 Toyota Mirai
Stromnetz Hamburg     2 Toyota Mirai
Hochbahn             1 Hyundai IX35
Stadtreinigung         1 Toyota Mirai

9. Welche stationären Wasserstoff-/Brennstoffzellen-Anwendungen  werden im Bereich der FHH und ihrer Beteiligungsunternehmen wo, zu welchem Zweck, seit wann, welchen Typs und mit welcher Betriebsstundenzahl eigesetzt? Bitte tabellarisch auflisten.

Siehe Anlage 2.

10. Wo wurden die Erfahrungswerte und die daraus abgeleiteten Handlungskonsequenzen veröffentlicht? Bitte genaue Fundstelle benennen.

Zu den Ergebnissen der einzelnen Projekte siehe Antwort zu 3 und 4. Informationen zu darüber hinaus gehenden Veröffentlichungen sind der zuständigen Behörde nicht bekannt.