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Duisburg: Das bundesweit erste kommunale Wasserstoff-Abfallsammelfahrzeug im Einsatz

Foto: Wirtschaftsbetriebe Duisburg

Die Wirtschaftsbetriebe Duisburg haben 2020 das bundesweit erste kommunale wasserstoffangetriebene Abfallsammelfahrzeug in Betrieb genommen. Im Rahmen des europäischen Projekts HECTOR wurde es gefördert und als eines von sieben Müllfahrzeugen im Alltag eingesetzt. Die Erfahrungen damit sind durchweg positiv, so dass mittlerweile zwei weitere H2-Abfallsammelfahrzeuge bestellt wurden und ab Ende 2021 bei den Wirtschaftsbetrieben Duisburg zum Fuhrpark gehören. Weitere Nutzfahrzeuge mit Wasserstoffantrieb sind zusätzlich geplant.

  • Partner
    FAUN Umwelttechnik GmbH & Co. KG
  • Förderung
    INTERREG, BMVI
  • Fahrzeuge
    Ein H2-Abfallsammelfahrzeug ist im Einsatz und sechs weitere sind in der Beschaffung.
  • Kontakt
    Wirtschaftsbetriebe Duisburg - AöR
    Silke Kersken
    Unternehmenskommunikation

    Schifferstr. 190
    47059 Duisburg

    Tel. +49 203 283 - 2995
    Mail: s.kersken@wb-duisburg.de
    Web: www.wb-duisburg.de

    Twitter: twitter.com/WBD_AoeR_News

Das Fahrzeug

Das erste H2-Abfallsammelfahrzeug der Wirtschaftsbetriebe Duisburg basiert auf einem Fahrgestell von Mercedes-Benz, der Wasserstoffantrieb wurde von der Firma Faun verbaut.

Drei Brennstoffzellen sorgen für eine Leistung von insgesamt 90 Kilowattstunden. Die 700-bar-Drucktanks mit einer Kapazität von insgesamt 16,4 kg (4 Tanks à 4,1kg) ermöglichen dem Fahrzeug eine Reichweite von bis zu 285 Kilometern.

Zusätzlich verfügt das Fahrzeug über eine Batterie mit einer Kapazität von ca. 100 kWh. Diese wird automatisch zugeschaltet, wenn im Betrieb Leistungsspitzen auftreten, z.B. bei starker Beschleunigung oder bei Steigungen.

Die Zuladung des Fahrzeugs beträgt insgesamt ca. 10 Tonnen bei einem zulässigen Gesamtgewicht von 27 Tonnen. Pro Tag werden auf zwei Touren insgesamt rund 16 Tonnen Müll eingesammelt.

Mit seinen Leistungsdaten befindet sich das H2-Abfallsammelfahrzeug auf Augenhöhe mit den konventionell angetriebenen Fahrzeugen und kann ohne Einschränkung auf den regulären Routen im Alltagsbetrieb eingesetzt werden.

Vorgehen

Im April 2019 haben sich die Wirtschaftsbetriebe Duisburg für die europäische Förderung des INTERREG-Programms beworben. Nach der Förderzusage war eine Auslieferung des Müllfahrzeugs ursprünglich für August 2020 geplant. Tatsächlich verfügbar war es am Ende des Jahres – wobei in den ersten Monaten noch einige Anpassungen vom Hersteller vorgenommen werden mussten. Der alltägliche Einsatz konnte somit im Mai 2021 beginnen.

Die Verzögerung ist unter anderem Lieferengpässen durch die Corona-Krise geschuldet, aber auch der notwendigen Zulassung von Einzelteilen und Baugruppen wie z.B. aus dem Bereich der Ventiltechnik. Diese haben oftmals nur eine Zulassung für den stationären Einsatz, jedoch nicht für den mobilen Einsatz an einem Fahrzeug. Zudem hat der Hersteller des Fahrgestells das gesamte Fahrzeug noch einmal einer ausführlichen und zeitintensiven Qualitätskontrolle unterzogen.

Tankinfrastruktur

Da es aktuell nur eine Tankstelle im Aktionsradius des Fahrzeugs gibt, wurden die Fahrzeugtanks bewusst größer gewählt, so dass eine Betankung nur alle zwei Tage notwendig ist. Eventuelle Störungen an der Tankinfrastruktur können so ggf. abgefedert werden. Betankt wird das Fahrzeug an einer bereits bestehenden Tankstelle von H2 Mobility in Duisburg.

Perspektivisch arbeiten die Wirtschaftsbetriebe Duisburg an einer mobilen Lösung für die Tankinfrastruktur auf den eigenen Betriebshöfen, um bei einer Vergrößerung der Flotte möglichst unabhängig zu bleiben. Im Fokus ist eine Containerlösung, bei der Zapfanlage und Tank in zwei separaten Containern untergebracht sind. Der Tank-Container ist dabei als Auflieger konzipiert, so dass eine Anlieferung des Wasserstoffs problemlos per LKW möglich ist. Diese Lösung ist gegenüber einer stationären Variante einfacher zu realisieren, da es deutlich weniger Auflagen zu beachten gibt.

Die Wirtschaftsbetriebe Duisburg setzen auf eine 700-bar-Technik der Fahrzeuge und der Tankinfrastruktur. Der Vorteil dabei liegt u. a. in der Kompatibilität zu 350-bar-Systemen. Ein 700-bar-Tank kann durch eine 350-bar- Tankanlage immer noch zu 60-65% befüllt werden.

Die Batterie des Fahrzeugs wird einerseits durch die Energie der Bremskraft geladen (Rekuperation). Dadurch kann ca. ein Drittel der benötigten Energie während der Fahrt zurückgewonnen werden. Zusätzlich wird die Batterie über Nacht auf dem Betriebshof geladen.

Förderung

Die Gesamtkosten für die Beschaffung des ersten H2-Abfallsammelfahrzeugs belaufen sich auf 870.000 Euro. Gefördert wurden durch das Projekt HECTOR 60 % der Gesamtsumme zzgl. den Verbrauchs- und Wartungskosten für einen Zeitraum von zwei Jahren. Nicht gefördert wurde die Errichtung einer Tankinfrastruktur.

Das INTERREG-Programm HECTOR steht für den Einsatz von „Wasserstoff-Entsorgungsfahrzeuge in Nord-West-Europa“. Im Rahmen dieses Projektes wurden sieben Abfallsammelfahrzeuge mit Brennstoffzellenantrieb in verschiedenen Ländern eingesetzt. Es soll aufzeigen, dass Brennstoffzellen-Fahrzeuge eine effektive Lösung zur Reduzierung der Emissionen des Straßenverkehrs sein können. Dementsprechend sollten die Fahrzeuge im realen Betrieb getestet werden und praktische Erfahrungen sammeln.

Im Jahr 2020 konnten die Wirtschaftsbetriebe Duisburg Fördermittel für weitere Müllfahrzeuge auf Bundes- und europäischer Ebene akquirieren. Gefördert wurden dadurch ein batterieelektrisch betriebenes Abfallsammelfahrzeug (geliefert im Herbst 2020) und ein weiteres H2-Abfallsammelfahrzeug (geliefert im Dezember 2020).

Im März 2021 hat das BMVI eine Fördersumme von 4,8 Millionen Euro bewilligt. Damit sollen in 2021/22 weitere sechs Abfallsammelfahrzeuge mit Brennstoffzellenantrieb hinzukommen.

Vorteile der H2-Antriebstechnologie

  • Kurze Tankzeiten im Gegensatz zu batterieelektrischen Fahrzeugen
  • Weniger Schadstoff- und Lärmemissionen als bei Verbrenner-Motoren (Geräusche nur durch Müllladeeinrichtung und Reifen, was Fahrpersonal und Anwohner*innen zugutekommt.)
  • Beim aktuell festgesetzten Wasserstoffpreis liegen die Kraftstoffkosten ca. 25 % unter denen der konventionellen Fahrzeuge.

Erfahrungen im operativen Betrieb

  • In den ersten Wochen ist eine der drei Brennstoffzellen wegen einem Mangel an Kühlmittel kaputt gegangen. Der Tausch war jedoch unkompliziert und konnte innerhalb von 4 Tagen im Rahmen der Garantie durchgeführt werden.
  • Die Resonanz beim Fahrpersonal auf das Fahrzeug ist positiv, da es hinsichtlich der Leistungsfähigkeit keine Veränderung gegenüber den Bestandsfahrzeugen gibt. Insbesondere der geringere Lärm beim Arbeiten und die ausbleibenden Emissionen (Abgase) sorgen für große Beliebtheit.
  • Hinsichtlich der Wartung und Reparaturen ist das Fahrzeug nach den ersten Monaten unauffällig und stabil im Einsatz. Für Aussagen zum langfristigen Einsatz fehlen noch Erfahrungswerte.

Learnings

  • Die Reichweite eines Fahrzeugs hängt stark von den jeweiligen Streckenanforderungen (z.B. der Topografie) ab. Vor der Beschaffung sollte daher eine Energiebedarfsermittlung durchgeführt werden. Dabei ist es ratsam, dass der Hersteller ein Testfahrzeug zur Verfügung stellt. So kann im praktischen Versuch erprobt werden, wie hoch der Kraftstoff-Verbrauch (= Energiebedarf) des Fahrzeugs auf den tatsächlich zu fahrenden Strecken ausfällt. Auf diese Weise kann die benötigte Tank-Kapazität realistisch eingeschätzt werden.
  • Förderungen sind ein entscheidender Faktor für die Anschaffung von H2-Abfallsammelfahrzeugen. Denn aktuell kosten sie noch ca. das 3-fache gegenüber den konventionellen Alternativen. Für die Recherche und Inanspruchnahme passender Förderprogramme sollte ausreichend Zeit eingeplant werden.
  • Aktuell ist der Markt für mobile H2-Tankanlagen noch sehr übersichtlich. Mobile Anlagen mit 700-bar-Technik sind sehr aufwendig und wirtschaftlich derzeit kaum darstellbar. Erste Erprobungen und Testanlagen finden aktuell im Bereich der 350-bar-Technologie statt.

Ausblick

Die Wirtschaftsbetriebe Duisburg sind von Wasserstoff-Technologie überzeugt. Die schnelle Betankung, die geringen Lärm- und Schadstoffemissionen bei gleicher Leistungsfähigkeit sind klare Vorteile gegenüber den bestehenden Fahrzeugen mit konventionellem Antrieb.

Für die nähere Zukunft setzen die Wirtschaftsbetriebe Duisburg noch auf einen Mix von konventionell-, batterieelektrisch- und wasserstoffangetriebenen Fahrzeugen. Mittelfristig rechnen sie damit, dass es kaum noch Verbrenner im Fuhrpark geben wird und diese sukzessive durch batterieelektrische sowie Wasserstofffahrzeuge ersetzt werden.