Der Transport von Wasserstoff (H2) per Wasserstoffpipeline ist im Vergleich zum Transport per Lkw besonders dann wirtschaftlich, wenn große Mengen Wasserstoff transportiert werden sollen. Bei kleinen Mengen hat der Lkw Kostenvorteile.
Zur Einschätzung der Kosten können Diagramme genutzt werden, die der obigen Darstellung gleichen1. Hier werden zwei Wasserstofftransportvarianten in verschiedenen Ausführungen verglichen: der Wasserstofftransport per Lkw-Trailer (350 und 540 bar) sowie der Transport per Pipeline (100, 150 und 200 mm Rohrdurchmesser).
Auf der „Hydrogen Demand“-Achse ist der Wasserstoffdurchsatz von 0 bis 100 Tonnen pro Tag dargestellt. Die „Transport Distance“-Achse bildet die Transportdistanz in Kilometern ab. Die „LCOHT“-Achse zeigt die Transportkosten in € pro Kilogramm Wasserstoff. Man erkennt, wie sich die Transportkosten bei unterschiedlichen Distanzen und Durchsätzen ändern. Zu beachten ist, dass die Grafik jeweils die Transportvariante darstellt, welche die niedrigsten Transportkosten für die jeweiligen Werte erzielt.
Transportkapazitäten von Lkw und Wasserstoffpipeline
In der Studie werden Trailer mit den Druckniveaus 350 und 540 bar zugrundgelegt. Ein solcher Lkw für den Transport von gasförmigem Wasserstoff besitzt heute eine Kapazität von bis zu 900 kg bei 350 bar Nenndruck, und bis zu 1330 kg bei 540 bar Nenndruck. Vergleichbare, handelsübliche Größen in Deutschland liegen bei 200-300 bar und 500 bar, und besitzen eine Kapazität von 400 bzw. 1100 kg. Neben gasförmigem Wasserstoff kann auch flüssiger Wasserstoff per Lkw transportiert werden, diese Möglichkeit wird in der Grafik jedoch nicht dargestellt. Im tiefkalten Zustand bei unter -253 °C ist so eine Zuladung von ca. 4.000 kg Wasserstoff möglich. Also etwa der vierfachen Kapazität von modernen 500 bar Druckgas-Trailern. Wasserstoffpipelines bieten – ähnlich wie beim Erdgasnetz – eine kontinuierliche Versorgung der Verbraucher. Allerdings ist der deutlich höhere planerische und bauliche Aufwand gegenüber einem Wasserstoff-Lkw zu berücksichtigen.
Transportkosten von Lkw und Wasserstoffpipeline
Im Beispieldiagramm zeigt sich, dass der Wasserstofftransport günstiger wird, je mehr Wasserstoff über geringere Distanzen transportiert wird. Bei einer Distanz von beispielsweise unter ca. 150 km liegt der Preis zwischen 0,50 € und 1,50 € pro Kilogramm, wobei die Wasserstoffpipeline ab einem Durchsatz von ca. 15 Tonnen Wasserstoff pro Tag einen deutlichen Kostenvorteil bietet. Bei kleineren Durchsatzmengen ist hingegen der Transport per LKW auch über größere Entfernungen am kostengünstigsten, die Kosten steigen allerdings bei großen Distanzen auf bis zu ca. 3,30 €/kg. Ab einem Durchsatz von ca. 50 Tonnen Wasserstoff pro Tag ist in jedem Fall die Pipeline günstiger, mit steigendem Durchsatz lohnt sich außerdem der Einsatz größerer Rohrdurchmesser.
Eine weitere Möglichkeit ist der Transport von Flüssigwasserstoff (LH2) per Lkw, diese wird in der Grafik jedoch nicht dargestellt. Andere Quellen sprechen bei LH2 von Kosten von ca. 1,50 €/kg ab 20 Tonnen pro Tag, auch bei großen Transportdistanzen. LH2 bietet den Vorteil, große Mengen Wasserstoff mobil transportieren zu können, und wird insbesondere beim Transport per Schiff genutzt.
In Kostenberechnungen dieser Art können neben der Transportdistanz und dem Wasserstoffdurchsatz weitere Aspekte betrachtete werden. So kann für die individuelle Betrachtung eines bestimmten Projektes beispielsweise auch der Nenndruck oder die Anzahl der Wasserstoff-Entnahmepunkte variiert werden.
1 Die Grafik ist dem Artikel „Cost Optimization of Compressed Hydrogen Gas Transport via Trucks and Pipelines“ entnommen und wurde angepasst. Die Datenbasis bezieht sich auf europäische Rahmenbedingungen.
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