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Okt
23

Brennstoffzellen an der Schwelle zum Markteintritt

Die f-cell Konferenz und Messe spiegelte vom 30. September bis 2. Oktober 2013 in Stuttgart mit einer Vielfalt an Initiativen, Projekten und Produkten eine neue Dynamik in der Wasserstoff- und Brennstoffzellenbranche. Unter dem Dach WORLD OF ENERGY SOLUTIONS fand die f-cell erneut im Verbund mit BATTERY+STORAGE sowie dem e-mobil BW TECHNOLOGIETAG statt.

Brennstoffzellen an der Schwelle zum Markteintritt

f-cell, Stuttgart: Ride and Drive

„Jetzt müssen wir die Weichen richtig stellen, damit Brennstoffzellenfahrzeuge sowie Brennstoffzellengeräte für die Gebäudeenergieversorgung und weitere stationäre Anwendungen im Markt erfolgreich sein können“: Das war eine zentrale Botschaft, die von der 13. f-cell, einer Messe- und Konferenzveranstaltung für Fachleute aus der Wasserstoff- und Brennstoffzellenbranche, ausging. Die Veranstaltung fand unter dem Dach WORLD OF ENERGY SOLUTIONS gemeinsam mit BATTERY+STORAGE, dem e-mobil BW TECHNOLOGIETAG sowie erstmals auch dem Konferenzteil Solar Energy Solutions vom 30. September bis 2. Oktober 2013 auf dem Stuttgarter Messegelände statt. Über 3.000 Gäste aus 29 Ländern besuchten die Messe mit 155 Ausstellern, die Konferenz mit 143 Fachvorträgen sowie die zahlreichen Begleitveranstaltungen des Verbundes. Die f-cell-Veranstalter Peter Sauber Agentur Messen und Kongresse sowie Wirtschaftsförderung Region Stuttgart sind erfreut: „Die f-cell gewinnt weiter – auch international – an Bedeutung. Der Zusammenschluss mit BATTERY+STORAGE und dem e-mobil BW TECHNOLOGIETAG fördert diese Entwicklung und war eine gute Entscheidung.“

Unterstützung für Wasserstoff und Brennstoffzellen in Baden-Württemberg
Baden Württembergs Umweltminister Franz Untersteller MdL formulierte zum Veranstaltungsauftakt ehrgeizige Energie- und Klimaziele. „50-80-90 lautet die Formel“, sagte er. „Bis 2050 möchten wir den Energieverbrauch in Baden-Württemberg um die Hälfte reduziert haben. 80 Prozent des verbleibenden Verbrauchs soll aus erneuerbaren Energien gedeckt werden. Gegenüber 1990 möchten wir so den Kohlendioxidausstoß um 90 Prozent verringern.“ Neben Strom benötige ein neues nachhaltiges Energiesystem einen chemischen Energieträger. „Er sollte transportabel, speicherfähig, nachhaltig, marktfähig und nicht gefährlicher als bisherige Energieträger sein“, erklärte Untersteller. „Das alles trifft auf Wasserstoff zu. Wasserstoff kann über Brennstoffzellen Gebäude mit Wärme und Strom versorgen und Brennstoffzellenfahrzeuge antreiben.“ Ein neu gegründeter Cluster Brennstoffzelle BW soll dafür Kompetenzen bündeln und die Zusammenarbeit zwischen Wirtschaft, Wissenschaft, Verbänden und Politik intensivieren.

Gute Rahmenbedingungen für Brennstoffzellenfahrzeuge schaffen
Brennstoffzellenfahrzeuge seien praxiserprobt und stünden vor der Markteinführung berichtete Prof. Dr. Herbert Kohler, Leiter Konzernforschung & Nachhaltigkeit sowie Umweltbevollmächtigter der Daimler AG. „Jetzt geht es darum, die Kommerzialisierung erfolgreich umzusetzen. Dazu ist intensives Teamwork gefragt. Politik, Energieversorger und Automobilhersteller müssen dafür im engen, auch internationalen, Dialog die entsprechenden Rahmenbedingungen schaffen“, sagte er auf der f-cell. Dr. Klaus Bonhoff, Geschäftsführer der Nationalen Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NOW GmbH) unterstrich: „Wir sind an einer entscheidenden Wegmarke angekommen. Die technische Marktvorbereitung ist soweit erfolgreich abgeschlossen. In den kommenden Jahren wird sich entscheiden, ob der sehr guten aber noch zu teuren Brennstoffzellentechnologie der Weg in den Markt gelingt. Nicht zuletzt über hohe Stückzahlen werden dann die Preise fallen. Damit es dazu kommen kann, benötigt die Branche die Unterstützung der Politik.“ Bonhoff warb daher dafür, das bestehende Nationale Innovationsprogramm Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NIP) über 2016 hinaus zu verlängern und so auszugestalten, dass einerseits durch die Förderung von Forschung und Entwicklung die Technologiebasis abgesichert wird sowie andererseits Instrumente geschaffen werden, die die technisch marktreifen Produkte in der Phase des Markthochlaufs unterstützen. Letzteres gilt insbesondere für den Wasserstoff-Infrastrukturaufbau zur Betankung von Brennstoffzellenfahrzeugen und Brennstoffzellengeräte zur Strom- und Wärmeerzeugung. Der NOW-Beirat unter Leitung von Prof. Werner Tillmetz vom Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) hat hierzu ein Strategiepapier entwickelt. Es zeigt, wie bis 2025 ein selbsttragender Markt erreichbar ist.

Deutschland: 400 Wasserstofftankstellen bis 2023
Eine der wichtigsten Voraussetzungen dafür, dass Brennstoffzellenfahrzeuge von den Kunden künftig angenommen werden, ist eine ausreichende Anzahl von Wasserstofftankstellen. Wie Dr. Klaus Bonhoff auf der f-cell bekannt gab, unterzeichnete die Initiative „H2 Mobility“ aus Air Liquide, Daimler, Linde, OMV, Shell und Total eine Grundsatzvereinbarung über den Aufbau und Betrieb von 400 Wasserstofftankstellen bis 2023. Die Zahl schließt die im Rahmen des NIP bis 2015 geplanten 50 Stationen ein. 2017 soll es nach den Plänen der Partner bereits 100 Wasserstofftankstellen in Deutschland geben. Die insgesamt benötigten 350 Millionen Euro sollen gemeinsam mit der öffentlichen Hand aufgebracht werden. In Baden-Württemberg unterstützt das Innovationsprogramm Wasserstoffinfrastruktur H2BW des Ministeriums für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft. Bis 2015 stehen dort vier Millionen Euro für den Infrastrukturausbau zur Verfügung.

Unterstützung für H2-Tankstellenbetreiber in Kalifornien
Catherine Dunwoody von der California Fuel Cell Partnership (CFCP) berichtete, dass der US-Bundesstaat Kalifornien bis 2023 rund 100 Wasserstofftankstellen plant. Zu diesem Zeitpunkt – so die vorsichtige Schätzung – werden rund 12.000 Brennstoffzellenfahrzeuge auf kalifornischen Straßen unterwegs sein. „Eine Tankstelle lässt sich dann nach drei bis vier Jahren gewinnbringend unterhalten“, prognostizierte die Expertin. Anders als in Deutschland betreiben jedoch in den USA nicht große Mineralölkonzerne, sondern viele kleine Anbieter die Tankstellen. Der Einstieg in den Verkauf von Wasserstoff wäre für sie ein großes Risiko. Zöge sich der Markterfolg von Brennstoffzellenfahrzeugen länger als erwartet hin, müssten sie ihr Geschäft schließen. „Die kalifornische Regierung stellt daher jetzt bis zu 20 Millionen Dollar jährlich für die Unterstützung von Wasserstofftankstellen zur Verfügung. Das ist eine Art Versicherung für die Betriebe, die verlässlich und langfristig festgeschrieben ist.“

Japan: Wirtschaftsministerium bezuschusst Investition in Wasserstofftankstellen
Tetsufumi Ikeda von der japanische Initiative HySUT (The Research Association of Hydrogen Supply / Utilization Technology) berichtete, dass in Japan derzeit 17 Wasserstofftankstellen im Rahmen des Japan Hydrogen & Fuel Cell Demonstration Project (JHFC) in Betrieb seien. 2015, wenn japanische Autohersteller mit Brennstoffzellenfahrzeugen auf den Markt kommen, sollen bereits 100 Wasserstofftankstellen im Land zur Verfügung stehen. Erst ab etwa 2025 wäre der Betrieb der Tankstellen nach Schätzungen von HySUT jedoch wirtschaftlich. Für den Aufbau kommerzieller Wasserstofftankstellen verabschiedete das Wirtschaftsministerium (METI, Ministry of Economy, Trade and Industry) daher ein Subventionsprogramm, das die Hälfte der Investitionskosten übernimmt.

Korea: Pläne für den Übergang zur Wasserstoffwirtschaft
Über die Pläne Koreas, langfristig eine Wasserstoffwirtschaft umzusetzen, referierte Prof. Yongsug Tak von der Inha Universität. Er berichtete unter anderem, dass es in seinem Land momentan 15 Wasserstofftankstellen sowie rund 500 Brennstoffzellenfahrzeuge gäbe. Der Autohersteller Hyundai habe jetzt eine Anlage zur Serienfertigung in Betrieb genommen und plane bis 2015 1.000 Brennstoffzellenautos zu verkauften. Bis 2015 sei der Aufbau von 43, bis 2030 von rund 500 H2-Tankstellen vorgesehen. Im stationären Bereich seien bereits 15 Schmelzkarbonatbrennstoffzellen-Kraftwerke mit einer Leistung von insgesamt 50 Megawatt installiert. Das größte gegenwärtig im Bau befindliche Brennstoffzellenkraftwerk wird 58,8 Megawatt haben, wobei bereits 40 Megawatt in Betrieb genommen wurden.

FuelCell Energy Solutions: Brennstoffzellenkraftwerke der Megawattklasse
Die FuelCell Energy Solutions GmbH mit Sitz in Dresden ist ein Anbieter sauberer, effizienter und zuverlässiger Brennstoffzellenkraftwerke, der als Joint Venture der US-amerikanischen FuelCell Energy Inc. und dem Fraunhofer IKTS den Vertriebs-, Produktions- und Servicebetrieb für Europa übernimmt. Eine Anlage des Unternehmens wird künftig beispielsweise den 2. Amtssitz des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) in Berlin mit Strom und Wärme versorgen. „Brennstoffzellenkraftwerke sind leise, vibrationsfrei, sowie nahezu emissionsfrei und daher optimal für innerstädtische Lagen geeignet“, berichtet Klaus Ullrich, Direktor Business Development bei FuelCell Energy Solutions auf der f-cell. „Eine 1,4 Megawatt-Anlage spart zudem gegenüber dem aktuellen deutschen Verdrängungsmix über eine Tonne CO2 pro Stunde ein. Damit stellt diese umweltfreundliche und bereits praxiserprobte Technologie eine echte Alternative zur klassischen dezentralen Energieversorgung dar.“

Hausenergieversorgung: Viessmann-Gruppe startet mit zwei Brennstoffzellen-Heizgeräten
Der Heiztechnik-Systemhersteller Viessmann startet auf breiter Front in den Markt mit Brennstoffzellen-Heizgeräten für Einfamilienhäuser. „Im April 2014 wird unser Gerät Vitovalor 300-P (1 kW thermisch, 750 W elektrisch) auf den Markt kommen“, berichtete Bram Peters, Produktmanager neue Technologien bei Viessmann. Viessmann kooperiert dabei mit Panasonic, deren Brennstoffzellenheizgerät in Japan bereits mehr als 30.000 mal verkauft wurde. Vitovalor eignet sich für Neubauten mit einem geringen Wärmebedarf zwischen 5.000 und 10.000 Kilowattstunden pro Jahr. Hexis, ein Unternehmen, an dem Viessmann seit 2012 beteiligt ist, entwickelte ein Brennstoffzellenheizgerät, das sich mit einer Leistung von 1,8 Kilowatt thermisch und ein Kilowatt elektrisch gut für Bestandsbauten mit einem mittleren Wärmebedarf zwischen 12.000 und 35.000 Kilowattstunden pro Jahr eignet. „Wir befinden uns mit unserem Gerät Galileo in der Phase der Pilot-Markteinführung“, sagte Andre Vollmer, Produkt-Manager bei Hexis. „2016 wird das Gerät dann in großen Stückzahlen im Markt verfügbar sein.“

Baxi Innotech: Markteinführung im Frühjahr 2015 geplant
Baxi Innotech plant die Kommerzialisierung seines Gerätes Gamma Premio (1,87 kW thermisch, 1 kW elektrisch) für das Frühjahr 2015. „Wer mit einem Brennstoffzellenheizgerät seinen eigenen Strom produziert und nutzt, spart rund 20 Cent pro Kilowattstunde. Das kann sich auf eine Ersparnis von jährlich 1.400 Euro summieren“, wirbt Jan Hendrik Dujesiefken aus dem Baxi Innotech-Vertrieb. Die Anschaffung der neuen Geräte sei allerdings noch recht teuer, räumten die Hersteller ein. Als erstes Bundesland bezuschusst Nordrhein-Westfalen daher den Kauf eines Brennstoffzellenheizgeräts. In Baden-Württemberg soll es künftig ebenfalls eine Förderung geben, wie Umweltminister Franz Untersteller auf der f-cell ankündigte. Mit der Konzeption des Programms werde noch in diesem Jahr begonnen. „Wir wollen einen weiteren Baustein für die Wärmewende im Heizungskeller hier im Ländle entwickeln.“ Es gehe darum, eine geeignete Konstellation von Energieversorgern, Technologieanbietern und Heizkunden für den Einstieg in den Markt zu ermitteln. Auch in Hessen und Sachsen sei eine Förderung in der Diskussion, hieß es.

Spezielle Märkte: Brennstoffzellen in Flurförderzeugen und Robotern
In speziellen Märkten sind Brennstoffzellen durch ihre spezifischen Vorteile auch ohne Förderung für Kunden interessant. Hubert Landinger von der Ludwig-Bölkow-Systemtechnik und Dr. Ewald Wahlmüller von der Fronius International GmbH berichteten in ihren Vorträgen zum Beispiel über Projekte mit Flurförderzeugen (Material Handling). Das Forschungszentrum Jülich zeigte an seinem Stand einen Serviceroboter mit integrierter Direktmethanol-Brennstoffzelle (DMFC). „Bislang sind solche kleinen Transportgeräte mit Batterien ausgestattet. Diese können nur für einige Stunden betrieben werden und stehen, wenn diese aufgeladen werden müssen, notgedrungen stundenlang still“, berichtet Nicola Kimiaie vom Forschungszentrum Jülich. „Mit unserer Brennstoffzelle, die wir den Abmessungen des bisherigen Batterieraums angepasst haben, kann der Roboter 24 Stunden in Betrieb sein. Der Wechsel der Methanol-Kartusche dauert anschließend nur wenige Minuten und das Fahrzeug ist dann sofort wieder einsatzbereit.“

Forschungsthema Elektrolyse
In einem von Dr. Christopher Hebling vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) moderierten Forum berichteten Experten vom Forschungszentrum Jülich, von Proton Energy Systems, der Siemens AG, dem National Renewable Energy Laboratory aus den USA sowie vom Max-Planck Institut über Neuigkeiten bei der Weiterentwicklung der Elektrolyse, die unter Einsatz von Strom aus Wasser Wasserstoff herstellt. Auch auf der f-cell-Messe war das Thema umfangreich vertreten. „Elektrolyse in großem Maßstab zu betreiben, um zum Beispiel überschüssigen Windstrom zu nutzen, ist kein Problem. Dafür steht uns die bewährte alkalische Elektrolyse zur Verfügung. Dass solche Systeme nicht flexibel genug für den Einsatz im Zusammenhang mit erneuerbaren Energien seien, ist ein Mythos“, stellte Prof. Dr. Andreas Friedrich vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt DLR klar. Die neuere PEM-Elektrolyse verfüge jedoch über eine höhere Leistungsdichte und produziere reineres Gas. Daher habe sie gute Zukunftsaussichten und ein hohes Potenzial zur Kostenreduktion. „PEM-Elektrolyseure sind aufgrund kostspieliger Materialien jedoch noch sehr teuer“, sagte Friedrich. „Wir lassen uns jetzt ein Verfahren zur Beschichtung von Bipolarplatten patentieren, das die Korrosion vollständig unterbindet. Dadurch können sie statt aus teurem Titan aus Edelstahl bestehen und korrodieren trotzdem nicht.“

Großer PEM-Elektrolyseur für Hamburg
Eine großer 1 MWPEM-Elektrolyseur soll demnächst in Hamburg zum Einsatz kommen, berichtete Martin Tröger von Hydrogenics, einem Unternehmen mit Hauptsitz in Kanada sowie Standorten in Deutschland und Belgien, am kanadischen Gemeinschaftsstand auf der f-cell-Messe. „Ein solcher PEM-Elektrolyseur ist rund zwölf mal kleiner als ein alkalischer Elektrolyseur mit gleicher Leistung“, sagte Tröger. An dem Projekt von E.ON, Hydrogenics und SolviCore, das durch das NIP gefördert wird, sind außerdem das DLR und das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) beteiligt.

Synthetisches Erdgas durch Methanisierung
Auch das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) forscht im Bereich der Elektrolyse und setzt auf eine anschließende Methanisierung des Wasserstoffs. Dieses Langzeitspeicherverfahren ist unter dem Begriff Power-to-Gas (P2G) bekannt. „Unter Einsatz von biogenem Kohlendioxid entsteht Methan, der Hauptbestandteil von Erdgas. Dieses Gas weist eine dreimal höhere Energiedichte als Wasserstoff auf. Es kann anschließend in großen Mengen ins Erdgasnetz eingespeist und darin über Monate verlustfrei gespeichert werden. Neben den üblichen Verwendungszwecken von Erdgas kann man damit dann auch Erdgasfahrzeuge CO2-neutral antreiben. Zudem kann das Gas in Zeiten von Stromknappheit wieder rückverstromt werden“, berichtete Bastian Feigl vom ZSW. Das ZSW betreibt eine entsprechende Forschungsanlage in Stuttgart. Auch an der industriellen Power-to-Gas-Anlage von Audi im niedersächsischen Werlte, die jährlich 1.000 Tonnen Methan produzieren soll, ist das ZSW mit seinem Know-how beteiligt.

Zulieferer bringen Know-how ein – Beispiel: MANN+HUMMEL
Wie in den vergangenen Jahren auch waren unter den 91 f-cell-Ausstellern wieder zahlreiche Maschinenbau- und Zulieferunternehmen vertreten – darunter auch neue „Player“ wie die MANN+HUMMEL GmbH aus Ludwigsburg bei Stuttgart. Das Unternehmen ist auf Fahrzeugfilter spezialisiert und entwickelte einen Luftfilter für Brennstoffzellenanwendungen. „Eine Brennstoffzelle bezieht den benötigten Sauerstoff aus der Umgebungsluft. Ist diese mit schädlichen Partikeln und Gasen beladen, gelangen die Stoffe an den sensiblen Katalysator und senken die Lebensdauer der Brennstoffzelle. Unser Filter vermeidet das“, berichtet Dr. Michael Harenbrock von MANN+HUMMEL. „Den Filter gibt es mit zylindrischer oder quaderförmiger Geometrie. Das genaue Filterdesign passen wir jeweils an die Anforderungen der Auftraggeber an.“ Für diese Innovation, die sowohl in Fahrzeugen als auch in stationären Brennstoffzellen-Anlagen zum Einsatz kommen kann, nahm Harenbrock während der f-cell-Abendveranstaltung einen der begehrten f-cell awards entgegen, die vom Umweltministerium Baden-Württemberg und der Wirtschaftsförderung Region Stuttgart für wegweisende Neuerungen im Bereich der Brennstoffzellentechnik vergeben werden.

Festliche Abendveranstaltung mit Verleihung der f-cell Awards
MANN+HUMMEL erhielt für seinen Luftfilter den f-cell award und 8.000 Euro in der Kategorie Classic. Der ebenfalls mit 8.000 Euro dotierte Wissenschaftspreis (f-cell Science) ging an das Dresdner Fraunhofer-Institut IFAM. Die Jury zeichnete deren Energiespeicher auf Metallbasis aus, der im Kontakt mit Wasser gasförmigen Wasserstoff mit hoher Speicherdichte erzeugt. Einen Sonderpreis in der Kategorie Start-up sowie 5.000 Euro nahm Dr. Sascha Kühn, Geschäftsführer der eZelleron GmbH aus Dresden, für die Entwicklung einer völlig neuartigen Brennstoffzelle entgegen. Die Neuentwicklung besteht aus kleinen Metallröhrchen und ist gleichzeitig leicht, robust, kostengünstig sowie hoch effizient.

Energiewende geht alle an
Einigkeit herrschte auf der WORLD OF ENERGY SOLUTIONS vor allem zu einem Thema: Die neuen Batterie- und Brennstoffzellentechnologien müssen sichtbarer und für Endverbraucher erfahrbar werden. Eine ganze Flotte von Batterie- und Brennstoffzellenfahrzeugen vor der Stuttgarter Messe, mit denen Besucher während der drei Veranstaltungstage zu über dreihundert Probefahrten aufbrachen, trugen dazu bei. Franz Loogen, Geschäftsführer der e-mobil BW, fasste es so zusammen: „Es gibt quasi niemanden, den der Wandel hin zu einem neuen strombasierten Energieversorgungssystem und zum elektrischen Fahren nicht in irgendeiner Weise betrifft. Wir müssen alle mitnehmen.“

Die nächste WORLD OF ENERGY SOLUTIONS findet vom 6. bis 8.10. 2014 auf dem Stuttgarter Messegelände statt.

Link:
www.f-cell.de

Bildrechte: Peter Sauber Agentur / KD Busch

WORLD OF ENERGY SOLUTIONS

BATTERY+STORAGE, f-cell und e-mobil BW TECHNOLOGIETAG präsentieren sich 2013 zum zweiten Mal unter einem Dach – und erstmals unter dem gemeinsamen Motto WORLD OF ENERGY SOLUTIONS. Der Claim WORLD OF ENERGY SOLUTIONS reflektiert das umfassende Angebotsportfolio, das im Rahmen der Messe und Konferenz geboten wird. Die Plattform soll in Zukunft verstärkt als zentraler Marktplatz, Industriemotor und Think Tank für die Weiterentwicklung von Batterie- und Energiespeicher-Technologien, Wasserstoff- und Brennstoffzellen-Anwendungen sowie Innovationen aus dem Bereich der E-Mobilität etabliert werden. Ergänzt wird die Veranstaltung im Jahr 2013 durch den Konferenzteil Solar Energy Solutions.

Kontakt
Peter Sauber Agentur Messen und Kongresse GmbH
Lena Jauernig
Wankelstraße 1
70563 Stuttgart
0711-656960-56
f-cell@messe-sauber.de
http://www.messe-sauber.de

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