Startschuss für weniger Emissionen im Straßenverkehr

Das Einsparpotenzial für CO2 im Güterverkehr ist hoch. Da immer mehr LKW auf den Straßen unterwegs sind, steigen auch die Emissionen immer weiter an. Mit den Projekten „H2Cool Prelude“, „KuPoB“ und „H2BPMM“ begeben sich Forschende des Smart Mobility Institutes der Hochschule Bremerhaven daher auf die Suche nach nachhaltigen Alternativen zu fossilen Energieträgern.

„Cooler“ Transport mit Wasserstoff

Ein LKW der Firma Brüssel und Maass
Werden bald Tiefkühlwaren mithilfe von Wasserstofftechnik gekühlt?
Quelle: Brüssel&Maass GmbH

Ein möglicher Treibstoff der Zukunft ist Wasserstoff. Mit der innovativen Antriebstechnik beschäftigen sich gleich mehrere Projekte der Hochschule. Eines davon ist „H2Cool Prelude“. Gemeinsam mit dem Institut für Seeverkehrswirtschaft und Logistik (ISL) und die akquinet port consulting GmbH untersuchen Forschende, wie Wasserstoff bei LKW-Tiefkühltransporten zum Einsatz kommen kann. Dabei arbeiten sie eng mit den Unternehmen Brüssel & Maass Logistik GmbH, FRoSTA AG, Clean Logistics GmbH sowie mit dem Verein „Wasserstoff für die Region Bremerhaven e.V.“ – H2BX zusammen, damit diese die Umsetzbarkeit der Ideen überprüfen können.

Ziel des Projektes ist es, Konzepte für die Vermeidung fossiler Treibstoffe sowie die Verminderung schädlicher Emissionen wie Treibhausgase, Luftschadstoffe und Lärm zu entwickeln. Dabei werden viele Aspekte, die für die Entwicklung und erfolgreiche Umsetzung von Wasserstofftechnologie bei Tiefkühltransporten wichtig sind, untersucht. Die Besonderheit: Nicht nur die Zugmaschine soll mit Wasserstoff betrieben werden, sondern auch die Stromversorgung des Kühlaggregats. Diese muss auch dann sichergestellt sein, wenn der Auflieger abgestellt wurde, damit die Waren nicht verderben. 

Technisch umsetzbar und sicher?

Als Professor für IuK-Technologien in Transport und Logistik beschäftigt sich Dr.-Ing. Benjamin Wagner vom Berg im Projekt mit der technischen Umsetzbarkeit und der Abschätzung von Umweltentlastungen. „Eines der Hauptprobleme ist derzeit das mangelnde Fahrzeugangebot für die unterschiedlichen Anforderungen der Unternehmen.  Ein wichtiger Schritt ist daher, mögliche Anbieter mit dem notwendigen Knowhow und bestenfalls auch mit Entwicklungspotential für den anspruchsvollen Bau geeigneter Zugmaschinen und angeschlossener Kühlaggregate auf Basis der zukunftsträchtigen Wasserstofftechnologie zu finden“, beschreibt er eines der Projektziele.

Ebenfalls an der Hochschule lehrt und forscht Prof. Dr.-Ing. Uwe Arens. Er ist Professor für Sicherheit in der Logistik und beschäftigt sich im Projekt mit den technischen und organisatorischen Risiken sowie den Anforderungen an Feuerwehr, Rettungsdienste und Pannendienste. „Aber auch die subjektive Risikowahrnehmung durch Fahrer und Kunden muss berücksichtigt werden. Nicht selten wird der Einsatz von Wasserstoff durch die Anwender argwöhnisch betrachtet“, ergänzt Prof. Arens. Wer das klimafreundliche Gas aus der Knallgasprobe im Chemieunterricht kennt, ist häufig wegen der Explosionsgefahr besorgt. Allerdings geht von Wasserstoff nur dann eine Gefahr aus, wenn eine Zündquelle und ein Oxidator, beispielsweise Sauerstoff oder Chlor, hinzukommen. Expert:innen zufolge ist Wasserstoff an sich nicht gefährlicher als herkömmliche Energieträger wie Erdgas oder Erdöl. Dennoch wird bei der Entwicklung von Brennstoffzellenantrieben Sicherheitsaspekten besondere Aufmerksamkeit geschenkt, um die Gefahr noch weiter zu minimieren.

Die Polizei kommt mit Brennstoffzellenantrieb

Nicht nur für den Güterverkehr ist Wasserstoffantrieb interessant. Auch die Polizei lässt überprüfen, ob Einsatzfahrzeuge künftig mit Wasserstoff betrieben werden können. Dabei müssen besondere Anforderungen an die Einsatzbereitschaft, die Sicherheit und die Multifunktionalität des Fahrzeuges beachtet werden. Im Projekt "KuPoB - H2-betriebener Polizei-Kleingruppenwagen Prelude" arbeiten Prof. Wagner vom Berg und Projektmitarbeiter Senad Hasanspahic an einem entsprechenden Konzept. Darüber hinaus wird der Einsatz von Fahrzeug-Prototypen in der Testregion Bremerhaven vorbereitet und das Einsparpotenzial von Ressourcen, Energie, Emissionen, sowie Betriebs- und Investitionskosten ermittelt. Das Projekt ist Teil des Gesamtprojekts "Testregion für mobile Wasserstoffanwendungen in Bremerhaven", das von der Bremerhavener Gesellschaft für Investitionsförderung und Stadtentwicklung (BIS) koordiniert wird.

Antragsverfahren für Wasserstofftankstellen erleichtern

Wenn sich Wasserstoffantriebe künftig stärker durchsetzen sollen, braucht es eine entsprechende Infrastruktur. Ganz wichtig: Tankstellen. Das Antragsverfahren für diese ist derzeit aber noch sehr aufwendig. Zwar gibt es bereits eine Vielzahl an etablierten Genehmigungsprozessen für Anlagen, allerdings nicht für diese noch sehr neue Technologie. Das Projekt „Wasserstofftechnologie Business Process Management Modeling“ (H2BPMM) möchte das ändern. Am Beispiel der Planung, Genehmigung, Errichtung, Inbetriebnahme und des Betriebs von stationären und mobilen Wasserstofftankstellen untersuchen die Forschenden, wie sich die Prozesse vereinfachen und digitalisieren lassen. Entstehen soll eine Art „Blaupause“, die den Antragstellenden und Behörden die Arbeit erleichtert. „Antriebstechnik auf Basis von Wasserstoff stellt eine der zentralen Möglichkeiten dar, Mobilitäts- und Logistikprozesse nachhaltig zu gestalten. Die Digitalisierung bietet die Chance, diese Prozesse effizient zu halten und damit die Einführung bzw. Umgestaltung zu H2-basierten Prozessen zu unterstützen", erklärt Prof. Dr. Miriam O`Shea,

Studierende forschen mit

Neben Prof. Dr. Miriam O'Shea und Prof. Dr.-Ing. Benjamin Wagner vom Berg sowie der wissenschaftlichen Mitarbeiterin Dipl.-Ing. Uta Kühne arbeiten auch Studierende intensiv an dem Projekt. Sie lesen bereits existierende Leitfäden, die noch nicht auf H2-Tankstellen zugeschnitten sind und modellieren entsprechende Prozesse. Die benötigten Grundlagen für diese Aufgabenfelder konnten sie bereits in verschiedenen Modulen ihres Studiums erwerben. Im Forschungsprojekt H2BPMM wenden sie nun die Theorie in der Praxis an. „Das gibt dem Studium einen neuen Aufschwung, man ist dadurch motivierter, weil man das Gelernte anwenden kann, das ist ein schönes Gefühl. Dass man auch noch die Nachhaltigkeit fördern kann, ist so ein bisschen die Sahnehaube.", so Student Lars Wöltjen, der mit dem Projekt "NaCl - Nachhaltige Crowdlogistik" ein ebenfalls nachhaltiges Forschungsprojekt unterstützt hat. Auch Mattes Leibenath freut sich über die Möglichkeit, an dem Projekt mitzuwirken: „Man hat nicht nur das Gefühl man lernt für die Klausuren, sondern es hat auch einen Nutzen für die Realität, man kann relevante Dinge tun, man kann sich über das Studium hinaus weiterentwickeln.“

Ihr Kommilitone Jan Lanfermann schreibt seine Bachelorarbeit in dem Projekt. Auch diese Form der Mitarbeit an einem Forschungsprojekt ist möglich. In seiner Abschlussarbeit verfolgt er das Ziel, die technische Ausgestaltung einer Tankstelle auszuarbeiten und in Gesprächen mit Unternehmen herauszufinden, welche Ausprägungen in der Praxis vertreten sind. „Ich wollte meine Bachelorarbeit über etwas zum Thema Nachhaltigkeit schreiben, denn das liegt mir am Herzen und ist zukunftsrelevant. Deshalb habe ich die Chance genutzt, meine Abschlussarbeit in diesem Projekt zu schreiben.", so Lanfermann. Die Erkenntnisse seiner Arbeit werden ebenfalls mit in das Forschungsprojekt einfließen und zum Erreichen der Zielsetzung beitragen. „Gerade auch bei Nachhaltigkeitsthemen merkt man, dass die heutige Generation diese Themen als essentiell ansieht und sich hochmotiviert einbringt", freut sich Prof. Wagner vom Berg.

Die Möglichkeit neben ihrem Studium an einem Forschungsprojekt mitzuarbeiten finden die Studierenden toll. "Unser Studium hat uns perfekt auf dieses Projekt vorbereitet. Durch die Querschnittskompetenzen lernt man sich schnell einzuarbeiten und offen gegenüber neuen Projekten und Zukunftstechnologien zu sein", so Leibenath. Projektmitarbeiterin Uta Kühne, die seit 17 Jahren an der Hochschule Bremerhaven im Bereich Forschung und Entwicklung tätig ist, schätzt die Zusammenarbeit mit den Studierenden. „Für meine Arbeit ist es unheimlich wichtig, mit Studierenden zusammenzuarbeiten. Es ist kaum möglich, Projekte wie diese ohne die Studierenden zu bearbeiten. Mir hat das immer sehr viel Spaß gemacht. So fließen kreative Ideen und neue Blickwinkel mit in die Projekte ein", so Uta Kühne.

Förderhinweise

Das Projekt „H2Cool Prelude“ wird gefördert im Förderprogramm Angewandte Umweltforschung (AUF) der Bremischen Senatorin für Klimaschutz, Umwelt, Mobilität, Stadtentwicklung und Wohnungsbau aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE).

Das Projekt „Wasserstofftechnologie Business Process Management Modeling“ (H2BPMM) wird gefördert im Call „Digitalisierung“ der Metropolregion Nordwest.

Das Projekt "KuPoB - H2-betriebener Polizei-Kleingruppenwagen Prelude" wird über den Bremen Fonds finanziert.