Grundsätzlich ist der Umgang
mit Wasserstoff nicht gefährlicher, sondern einfach anders als der mit Benzin.
Natürlich ist Wasserstoff, ebenso wie das heutige Benzin, unter gewissen
Bedingungen gefährlich. Um eine ebenso hohe Sicherheit für Wasserstoffspeicher zu
gewährleisten wie bei Benzintanks, wurden daher umfangreiche Tests
durchgeführt. In sorgfältigen sicherheitsanalytischen Studien, Labor-
und Feldexperimenten wurde vorweggenommen, was später im alltäglichen
Umgang mit dem Energieträger Wasserstoff passieren kann. Jedoch muss bei
den Sicherheitsaspekten zwischen den verschiedenen Speichermethoden für
Wasserstoff differenziert werden, da hier erhebliche Unterschiede vorliegen:
Druckgas-Wasserstoffspeicher: In Drucktanks liegt
Wasserstoff gasförmig vor, was sicherheitstechnisch gesehen die
gefährlichste Form von Wasserstoff ist. Im Vergleich mit Erdgas ist
Wasserstoff um ein vielfaches flüchtiger und dazu leichter als Luft. Im
Freien führt dies dazu, dass das Wasserstoffgas schnell entweicht und
sich nicht um das Fahrzeug ansammelt, sondern rasch nach oben steigt. In
geschlossenen Räumen kann es dagegen wie bei Erdgas zu einer Bildung und
Ansammlung eines explosiven Luft-Gas-Gemisches kommen. Die Automobilhersteller verbauen bei ihren Konzeptfahrzeugen aus diesem Grund Wasserstoffsensoren, die bei einer Leckage im Leitungssystem sofort sämtliche Ventile schließen und die Gaszufuhr unterbrechen. Dennoch werden wasserstoffbetriebene Fahrzeuge mit Drucktanks voraussichtlich den gleichen Sicherheitsvorlagen unterliegen wie erdgasbetriebene Fahrzeuge und nicht in geschlossenen Räumen geparkt werden dürfen. Um die Sicherheit der Drucktanks an sich zu untersuchen und mit heutigen Benzintanks vergleichen zu können, führte Dr. Michael Swain von der University of Miami in Florida einen Versuch mit jeweils einem wasserstoff- und einem benzinbetriebenen Fahrzeug durch: Bei beiden Fahrzeugen wurde eine Leckage am Tank verursacht (ein 1,6 mm Loch in der Benzinleitung, eine undichte Verbingungsstelle in der Wasserstoffleitung). Anschließend wurde in unmittelbarer Nähe ferngezündet. Die folgenden Ausschnitte der Videodokumentation verdeutlichen das Ergebnis der Studie:
Während beim benzinbetriebenen Fahrzeug ein kleines Loch ausschlaggebend für den Brand war, hätten zum Brand am wasserstoffbetriebenen Fahrzeug gleich 4 Sicherheitssysteme auf einmal ausfallen müssen! Crashtests an Fahrzeugen mit
Gasdrucktanks sind bisher noch nicht erfolgt. Da die Tanks jedoch in der
Regel wie auch Benzintanks im geschützten Bereich zwischen den
Hinterrädern liegen, muss ein Aufprall äußerst heftig und ungünstig
erfolgen, um die Tanks mechanisch zu beschädigen. Bei solch einem
Unfall, bei dem die Tanks mechanisch beschädigt würden, sind jedoch die
Überlebenschancen für die Insassen durch den starken Aufprall allein
schon äußerst gering, so dass bisher keine tiefgehenden Versuche
durchgeführt wurden.  In einem mehrjährigen Programm wurden
von
der BMW Group verschiedene schwere Unfälle nachgestellt und getestet, wie
sich der Flüssigwasserstoff-Tank dabei verhält. So wurden gefüllte
Tanks, deren Sicherheitsventile man absichtlich blockiert hatte, unter
hohem Druck zerstört. Die für diesen Extremfall vorgesehene
Sollbruchstelle im Innentank sorgte dafür, dass der gespeicherte
Wasserstoff dosiert abgeblasen wurde.In weiteren Tests wurden mit flüssigem Wasserstoff gefüllte Fahrzeugtanks auf einem Prüfstand Brandtests unterzogen. Über eine Stunde lang wurden die Tanks dabei vollständig von fast 1.000 Grad Celsius heißen Flammen umschlossen. Auch hier zeigten die Tanks ein gutmütiges Verhalten: Der verdampfte Wasserstoff entwich langsam und kaum wahrnehmbar über die Sicherheitsventile.  Im letzten Teil der
Worst-Case-Untersuchungen wurden Automobiltanks mit flüssigem Wasserstoff
durch massive Gegenstände deformiert und erheblich beschädigt. In keinem
Fall kam es zur Explosion des Tanks.Aber nicht nur die Tanks, auch komplette Fahrzeuge mussten sich bewähren. So wurden BMW Wasserstofffahrzeuge Crashtests nach aktuellen Normen unterzogen, bspw. dem Frontal-Crash nach US-Spezifikation mit vorgeschriebenen 56 km/h Aufprallgeschwindigkeit, dem Heck-Crash mit 100 und 40 Prozent Überdeckung sowie dem Seiten-Crash im verwundbarsten Bereich, am Einfüllstutzen zum Wasserstoff-Tank. Alle Anforderungen wurden dabei einwandfrei erfüllt und der Beweis erbracht, dass der Betrieb mit Wasserstoff genauso sicher ist wie mit Benzin. Metallhydrid-Speicher: Die
Metallhydrid-Speicherung bietet einen sehr hohen Sicherheitsstandard: Da
der Wasserstoff chemisch an das entsprechende Metall gebunden ist, kann
kein Gas aus dem Speicher entweichen, sich in geschlossenen Räumen -
bspw. Tiefgarage - ansammeln und somit ein explosives
Wasserstoff-Luft-Gemisch bilden. Denn nur bei Zuführung von Wärme wird das
Gas aus dem Metallhydrid gelöst und zu den Brennstoffzellen geleitet. Sollte das Fahrzeug im Falle eines Unfalles Feuer fangen und dadurch der Speicher großer Wärme ausgesetzt sein, so entweicht der Wasserstoff über Sicherheitsventile und brennt kontrolliert ab. Bei Bränden im Bereich der Gasleitungen oder der Brennstoffzelle ist der Speicher zudem durch Rückschlagventile geschützt. Methanol-Speicher: Methanol verhält sich
generell wie Benzin. Auch die Lagerung, Betankung und der Umgang mit Methanol
unterscheidet sich kaum von der Handhabung von Benzin. Methanol ist leicht entzündlich, Methanoldämpfe bilden zusammen mit Luft ein explosives Gemisch. Gefährlich ist zudem die kaum sichtbare bläuliche Flamme beim Verbrennen von Methanol, da Brände erst relativ spät bemerkt und schwer bekämpft werden können. Auch ist auslaufendes Methanol im Falle eines Unfalles äußerst umweltschädlich und gefährdet sehr stark das Grundwasser, was die Vorteile von Methanol bei der Handhabung und Infrastruktur aus umweltspezifischer Sicht wieder relativiert. GNF-Speicher: Da diese Art der
Speicherung bisher noch nicht realisiert wurde, sind genaue Aussagen
über die Sicherheit von GNF-Speichersystemen nicht möglich. Sollten die
Speicher allerdings in der geplanten Form von auswechselbaren Kartuschen
vorliegen, wäre diese Art der Wasserstoff-Speicherung sehr sicher: Ein
Freisetzen des Wasserstoffes würde nur durch kontrolliertes Erhöhen des
anliegenden Druckes erfolgen, eine mechanische Zerstörung des Speichers
hätte keine Folgen. Brandgefährdet wären hier nur die Teile des
Treibstoffsystems, die mit dem gasförmigen Wasserstoff in Verbindung
kommen, also hauptsächlich Treibstoffleitungen, die jedoch über Sensoren
und Rückschlagventile geschützt werden können. Natriumborhydrid-Speicher: Sowohl der Ausgangsstoff
Natriumborhydrid als auch das Endprodukt Natriummetaborat (vergleichbar
mit Borax) sind nicht entflammbar und ungiftig, so dass diese Art der
Wasserstoffspeicherung und -bereitstellung äußerst sicher ist. Eine
Freisetzung von Wasserstoffgas ist unkontrolliert nicht möglich - bspw.
bei Berührung des Natriumborhydrids mit Wasser - da zur Reaktion
zusätzlich das Katalysatormetall benötigt wird. Brandgefährdet wären
auch hier nur mit dem gasförmigem Wasserstoff in Kontakt stehende
Leitungen und Komponenten. zurück zum Kapitel Wasserstoff |
