H2Rhein-Neckar

Die Metropolregion Rhein-Neckar ist mit ihrem Projekt „H2Rhein-Neckar“ Pilotregion beim Thema Wasserstoff. Vorreiter sind Rhein-Neckar-Verkehr (rnv), Daimler Buses, BASF und Fuchs.

Von Ulla Cramer und Gabriele Koch-Weithofer

Es war ein weiterer Meilenstein auf dem Weg zur klimaneutralen Mobilität: Am 22. April 2025 nahmen 13 eCitaro fuel cell-Busse nach ausgiebigen Tests und Optimierungen in Mannheim den Regelbetrieb auf. Im Rahmen des Projekts „H2Rhein-Neckar“­ hatte Rhein-Neckar-Verkehr bereits im Oktober 2022 40 dieser Fahrzeuge beim Hersteller Daimler Buses für rund 36 Millionen Euro bestellt. Die restlichen Busse kommen in Heidelberg zum Einsatz. Weitere acht dieser wasserstoffbetriebenen Fahrzeuge wurden für die Stadt Ludwigshafen in Auftrag gegeben, die notwendige Wasserstofftankstelle auf dem rnv-Betriebshof in Mannheim wurde im Oktober 2024 in Betrieb genommen. Diese kann auch von Fahrzeugen der Stadt Mannheim sowie Privatpersonen genutzt werden. Die neuen eCitaro fuel cell-Busse kombinieren einen batterieelektrischen Antrieb mit einer Brennstoffzelle, die aus der Reaktion von Wasserstoff und Luftsauerstoff Strom produziert. Auf diese Weise erhöht sich die Reichweite der Gelenkbusse auf über 400 Kilometer, ohne dass nachgeladen werden muss. Außerdem ist das Fahrzeug besonders für Strecken mit anspruchsvoller Topologie geeignet.

Dem Wasserstoff wird eine Schlüsselrolle bei der Energiewende zugesprochen – neben erneuerbaren Energien und der Steigerung der Energieeffizienz. Er soll als Energiespeicher für Ökostrom-Überschüsse dienen und überall dort eingesetzt werden, wo Elektroantriebe nicht ausreichen, denn Wasserstoff gilt als „klimaneutral“: Er verbrennt sauber, weil als Restprodukt ausschließlich Wasser entsteht und weder Ruß noch klimaschädliches CO2 ausgestoßen werden. Bis zum Jahr 2030 will die rnv 90 Prozent ihres Fuhrparks auf lokal emissionsfreie Antriebe umstellen. Der für die neuen jetzt im Regelbetrieb eingesetzten Busse benötigte Wasserstoff wird von der BASF bereitgestellt.

Mitte März 2025 hat am Standort der BASF in Ludwigshafen Deutschlands größter Protonenaustausch-Membran-Elektrolyseur, kurz: PEM, den Betrieb aufgenommen. Mit einer Leistung von 54 Megawatt kann die Anlage stündlich bis zu einer Tonne CO2-freien Wasserstoff produzieren; pro Jahr kommt sie auf bis zu 8.000 Tonnen. BASF hat den PEM zusammen mit Siemens Energy in rund zwei Jahren errichtet. Insgesamt wurden 72 sogenannte Stacks verbaut. In diesen Modulen findet der eigentliche Elektrolysevorgang statt.

Der Elektrolyseur ist in die Produktions- und Infrastruktur des Werks in Ludwigshafen integriert. Wasserstoff wird unter anderem bei der Herstellung von Ammoniak und Methanol sowie von Vitaminen gebraucht. Bislang wurde Wasserstoff am Standort vorrangig per Dampfreformierung aus Erdgas gewonnen. Teils fällt er auch als Kopplungs- und Nebenprodukt an. Mit dem Elektrolyseur geht BASF nun einen wichtigen Schritt bei der Technologieumstellung der H2-Produktion. Sie soll die Treibhausgasemissionen am Stammwerk der BASF um bis zu 72.000 Tonnen pro Jahr senken.

Die direkte Einbindung der Anlage in eine Chemiefabrik ist weltweit einzigartig. BASF unterstütze durch Einsatz von grünem Wasserstoff nicht nur die eigenen Klimaziele, sondern auch die der Kunden, so Katja Scharpwinkel, Vorstandsmitglied und Standortleiterin von BASF. Der Konzern will bis 2050 netto mit Null CO2-Emissionen auskommen. Die Wasserelektrolyse ist ein wichtiger Schritt auf diesem Weg, neben anderen Maßnahmen wie etwa einer Testanlage für elektrisch beheizte Steamcracker.

Mit dem Projekt Hy4Chem demonstriere das Unternehmen „eindrucksvoll, wie die Transformation der energieintensiven chemischen Industrie gelingen kann“, betonte Alexander Schweitzer, Ministerpräsident von Rheinland-Pfalz, zur Einweihung am 17. März 2025. Bund und Land haben den Bau mit insgesamt 124,3 Millionen Euro gefördert. Schweitzer zeigte sich überzeugt, „dass Wasserstoff eine Schlüsselrolle für die Dekarbonisierung und die Sicherung unserer Industriearbeitsplätze spielt“.

Darüber hinaus kommt der Wasserstoff auch der Mobilität der Metropolregion zugute – wie durch den Einsatz bei der Rhein-Neckar-Verkehr. Hergestellt werden die eCitaro fuel cell-Busse der rnv im Werk von Daimler Buses in Mannheim, wo ihre Produktion seit 2023 läuft. Sie sind mit einer 60-kW-Brennstoffzelle auf dem Dach ausgestattet, die jedoch nicht als Hauptenergiequelle, sondern als sogenannter Range Extender zur Verlängerung der Reichweite dient. Hauptenergiequelle im eCitaro fuel cell ist die Batterie mit mindestens 295 kWh Kapazität. Die Ladung erfolgt per Stecker im Depot.

Einzelne Verkehrsbetriebe bevorzugen jedoch­ den Einsatz von grünem Wasserstoff statt Netzstrom als Energiequelle für ihren Zero-Emission-Vehicle-Fuhrpark, beispielsweise­ weil sie über eine sehr günstige H2-Quelle verfügen oder weil sie im 24-Stunden-Betrieb auf lange Ladezeiten verzichten und stattdessen die Vorteile sehr kurzer Tankzeiten, wie sie mit Wasserstoff möglich sind, nutzen wollen.

Für diese Kunden bietet Daimler Buses mit dem eCitaro fuel cell ebenfalls eine Lösung an: die neue Betriebsstrategie „H2-Mode“. Hier sind zwar auch die Batterie und die Brennstoffzelle die Energiequelle für den Antrieb. Ein Nachladen mit Netzstrom an einer Ladesäule kann allerdings entfallen, weil die Brennstoffzelle, intelligent gesteuert, immer so viel Energie in den Antrieb und die Batterien einspeist, dass der Ladestand der Batterien nie unter ein definiertes Niveau sinkt.

Im Lkw-Bereich setzt Daimler Truck ebenfalls auf die Brennstoffzelle. Der Bund sowie die Bundesländer Baden-Württemberg und Rheinland-Pfalz haben im Herbst 2024 Daimler Truck Fördermittel in Höhe von 226 Millionen Euro zugesagt, die für die Entwicklung, Kleinserienproduktion und den Kundeneinsatz von 100 Brennstoffzellen-Lkw vorgesehen sind. Die Sattelzugmaschinen werden im Mercedes-Benz Werk Wörth gebaut und sollen ab Ende 2026 bei verschiedenen Kunden in den Praxisbetrieb gehen. Die Erprobung startete im Juli 2024. Der sogenannte Tech Tower, in dem die Hochvolt- und Niederspannungskomponenten gebündelt werden, soll am Standort Mannheim produziert werden.

Wenn von Wasserstoff als Alternativkraftstoff gesprochen wird, steht zumeist die Brennstoffzelle im Fokus. Ein anderer Weg führt über die thermische Umsetzung des Wasserstoffs im Verbrennungsmotor, was eine hohe Reichweite, eine kurze Tankdauer und eine nahezu schadstofffreie Verbrennung verspricht. Der Wasserstoffmotor eignet sich insbesondere für Fahrzeuge mit hoher Dauerbelastung. Er bietet eine Diesel-ähnliche Leistung, ist jedoch CO2-neutral. Über 90 Prozent der bestehenden Entwicklungskapazitäten und Fertigungstechnologien in der Industrie können weiterverwendet werden, was einen schnellen und kostengünstigen Einstieg in die mobile Wasserstoffnutzung und nachhaltige Mobilität ermöglicht.

Anfang 2025 gaben die Mannheimer Fuchs-Gruppe und die belgische Dumarey Group, Weltmarktführer für Antriebslösungen in der Automobilindustrie, die erfolgreiche Entwicklung eines marktreifen Schmierstoffs für Wasserstoffverbrennungsmotoren bekannt – als Erfolg einer strategischen Partnerschaft, die 2021 begann. Auch mit weiteren Herstellern, unter anderem der Firma Liebherr, kooperiert Fuchs in diesem Bereich, wobei es nicht nur um Trucks oder Busse, sondern auch um Off-Highway-Anwendungen beispielsweise bei Baumaschinen oder bei der Stromerzeugung geht. „Alle global aktiven Nutzfahrzeughersteller und Hersteller von Off-Highway-Fahrzeugen arbeiten an der Entwicklung von Wasserstoffmotoren“, so Frank Finzenhagen, Head of Global Business Segments OEM – Drivelines/­Engines/Commercial Vehicles bei Fuchs. „Bis heute gibt es jedoch nur sehr wenige Serienanwendungen. Eine entsprechende Produktion ist nach aktueller Planung in Europa, den USA, Indien, Japan und China Ende der 2020er-Jahre zu erwarten.“

Die Anforderungen an Motorenöle für Wasserstoffverbrennungsmotoren unterscheiden sich dabei deutlich von Motorenölen für Verbrennungsmotoren, die mit Dieselkraftstoff betrieben werden und sind zusätzlich von den unterschiedlichen Anwendungen abhängig. Der Fokus liegt hier auf den besonderen Vorgängen bei einer Wasserstoffverbrennung. Zu beachten ist beispielsweise die Vorentflammung, eine unkontrollierte vorzeitige Selbstzündung des Kraftstoff-Luft-Gemischs in dem Verbrennungsmotor, die vor der eigentlichen Zündung auftritt. Auch ein erhöhter Wassereintrag ins Motorenöl stellt ein Risiko dar. Dieser kann ernsthafte Motorschäden verursachen, da Wasser die Schmierfähigkeit des Öls beeinträchtigt und zu Verschleiß, Korrosion und Überhitzung des Motors führen kann. Das neue Produkt Fuchs BluEV H2 ICE ist speziell auf diese Anforderungen abgestimmt und wird in die Produktlinie Fuchs BluEV eingegliedert, die für neue CO2-neutrale Antriebstechnologien entwickelt wurde.