Die Suche nach dem idealen H2-Speicher

Die Suche nach dem idealen H2-Speicher

Interview mit Thomas Korn, CEO von water stuff & sun

Das Start-up water stuff & sun hat eine neue Technologie entwickelt, die eine sichere und einfache Speicherung von Wasserstoff ermöglichen soll. Kernkomponente ist dabei ein Mikroventilsystem. Ein Druckregler steuert die Wasserstoffabgabe schrittweise von 1.000 bis hinunter zu wenigen bar. Über die Funktionsweise und die Herausforderungen hat HZwei mit Thomas Korn, dem CEO von water stuff & sun, gesprochen.

HZwei: Herr Korn, das Speichern und Betanken von Wasserstoff ist ein anspruchsvolles Thema. Wie lösen Sie das Problem?

Korn: Die Speicherung von Wasserstoff in konventionellen Druckgasspeichern ist heute kompliziert und teuer. Es gibt einen Zielkonflikt zwischen Performance, Sicherheit und Kosten. Wir lösen den Zielkonflikt auf eine überraschende Weise: Anstelle weniger, großer und zylindrischer Behälter sind wir mit unserer Technologie in der Lage, die identische Wasserstoffmenge in vielen, tennisballgroßen, runden Druckbehältern aus Kohlefaser zu speichern. Durch das Mikroventilsystem aus Silizium, das in jeder Druckspeicherkugel verbaut ist, agieren alle identisch und zeitgleich, wie ein großer Tank. Der Aufwand für die Sicherheit von Wasserstoffspeichern kann signifikant reduziert werden, wenn die Energiemenge in vielen kleinen Behältern aufgeteilt ist. So sparen wir im Verhältnis zu einem Standarddrucktank fast die Hälfte des Kohlefasermaterials ein. Diese kugelförmigen Hochdruckspeicher nennen wir Sfeers.

So werden Wasserstoffzellen beliebig skalierbar und in Wasserstoffbatterien flexibler Bauform integriert. Grüner Wasserstoff wird so für eine Vielzahl von mobilen und stationären Anwendungen wie Lkw, Drohnen und Flugzeugen nutzbar. Die nächste Generation dieser Energiespeicher wird im Vergleich zur Lithium-Ionen-Batterie um 95 Prozent leichter und bis zu 30-mal günstiger sein – und das bei gleicher Energiemenge, die transportiert werden kann.


Eine runde Sache: eine Sfeer-Kugel auf der EES-Fachmesse in München

Wie funktioniert die Wasserstoffbatterie?

Wasserstoffbatterien sind Niederdruck-Wasserstoffspeicher, in denen die mit bis zu 1.000 bar befüllten Sfeers integriert sind. Die Gehäuse der Wasserstoffbatterien sind für niedrige Drücke ausgelegt und können somit ideal auf vorhandene Bauräume unterschiedlichster Mobilitätsprodukte angepasst werden. Bei Wasserstoffentnahme sinkt der Druck im Gehäuse der Wasserstoffbatterie ab und aktiviert das Mikroventilsystem aller Sfeers, nachdem ein mechanisch programmierter Umgebungsdruckbereich unterschritten wird. Diese geben nun Wasserstoff frei und stellen zusammen die benötige Energiemenge eines Wasserstoffmotors oder einer Brennstoffzelle bereit.

Der Druck in der Wasserstoffbatterie steigt wieder über den Aktivierungsdrucklevel an, der durch den Fertigungsprozess der mikromechanischen Komponenten festgelegt wird. Nach dem Erreichen des Drucklevels schließen alle Mikroventile. Der Druck in der Batterie bleib konstant oder reduziert sich wieder, falls der Verbraucher weiterhin Wasserstoff entnimmt. Der Aktivierungsdruck ist auf den Versorgungsdruck der Verbraucher eingestellt. Die Wasserstoffbatterie ist quasi ein Niederdruckspeicher, jedoch mit der Kapazität eines Hochdruckspeichers.

Das Konzept erhöht die Sicherheit und reduziert gleichzeitig den Materialaufwand. Nachdem vorhandene Bauräume durch die Freiformfähigkeit ideal genutzt werden, übertreffen Wasserstoffbatterien konventionell Drucktanks hinsichtlich volumetrischer und gravimetrischer Energiespeicherdichte.

Die Mikroventiltechnik kommt aus der Satellitentechnik. Wie werden diese hergestellt?

Satelliten haben einen Gasantrieb, der die Position im Kommunikationsfenster sicherstellt. Aufgrund des wirtschaftlichen Drucks, Satelliten zunehmend kleiner und leichter zu bauen, hat man in der Industrie bereits in frühen Jahren Mikrosystemtechnik zur Steuerung von Gasen zum Einsatz gebracht. Unsere Innovation liegt in der Entwicklung von mikromechanischen Schaltelementen, die keine elektrische Energie zur Steuerung benötigen, sondern passiv durch den Umgebungsdruck gesteuert werden. Wie in der Halbleitertechnik werden hochindustrialisierte Fertigungsprozesse genutzt, die auf großen Silizium-Wafern Tausende identische Bauteile hervorbringen können. Ventile, Gaskanäle und der fünfstufige Druckregler werden in vier Schichten Silizium hergestellt und zusammengefügt. Alle Bauteile des Chips werden in eine Größe von 4 x 4 x 2,5 mm integriert.

Wie sind Sie auf die Idee der kugelförmigen Hochdruckbehälter gekommen?

Die Erfindung der Technologie stammt von Prof. Lars Stenmark, der im Ångström Labaratory der Universität Uppsala Mikrosystemtechnik unterrichtet hat und bereits frühere Erfindungen in der Luft- und Weltraumindustrie zur Anwendung brachte. Als er mir von seiner Erfindung zur Wasserstoffspeicherung erzählte, war ich Feuer und Flamme. Ein physikalischer Wasserstoffspeicher, der zwei vorhandene Technologien kombiniert und den Zielkonflikt zwischen Sicherheit, Kosten und Performance von Wasserstoffspeichern löst – da konnten wir nicht widerstehen und haben im Januar 2017 die Firma water stuff & sun gegründet.


Ein Blick ins Labor zeigt den Testaufbau zur Evaluierung des Mikrochips

Gibt es schon einen Prototyp?

Im Clean Room im Ångström-Labor in Uppsala haben wir bereits Prototypen von Schaltventilen und das Kernelement des Ventilsystems, den Druckregler, hergestellt und getestet. Wir haben ebenfalls einen Sfeers-Protoyp aus Kohlefaser in einem Berstversuch untersucht und unser Simulationsmodell mit den Ergebnissen validiert. Aktuell bauen wir den ersten Systemprototyp einer Wasserstoffbatterie mit drei Sfeer-Zellen auf. Mit dem Prototyp und dessen Einsatz in einer Mikro-Mobility-Anwendung werden wir im ersten Halbjahr 2024 den technischen Reifegrad 5 erreichen. Ab diesem Zeitpunkt beginnen wir mit mehreren Herstellern, Wasserstoffbatterien für spezifische Mobilitätsprodukte zu entwickeln und im nächsten Schritt zu industrialisieren. Das Interesse in der Industrie ist groß. So konnten wir bereits mit einem Flugzeughersteller und dem DLR ein gemeinsames Förderprojekt einreichen. Gemeinsam mit dem Partnerunternehmen Keyou entwickeln wir Wasserstoffbatterien zur Um- und Nachrüstung von Lkw und Bussen. Auch das Interesse eines Minenmaschinenherstellers und eines Lkw-OEM konnten wir bereits erregen.

Nochmals zurück zum Tankvorgang. Sie planen, die Speicher auszutauschen?

Wasserstoffbatterien müssen nicht im Fahrzeug betankt werden, sie werden an Wechselstationen oder bei kleinen Anwendungen auch mit der Hand getauscht. Entsprechend schnell und kosteneffizient kann so die Betankung stattfinden. Die leeren Wasserstoffbatterien werden an zentralen Kompressorstationen wiederbefüllt und zurück an die Wechselstationen gebracht. Das einfache Handling wird durch den niedrigen Betriebsdruck und die begrenzte Menge von H2 im Gehäuse der Wasserstoffbatterie ermöglicht. Im Vergleich zu konventionellen Hochdruck- oder Flüssigwasserstofftankstellen ist der Aufwand und die Komplexität deutlich reduziert, was die Investitions- und Betriebskosten verringert und somit auch den Wasserstoffpreis. Beispielsweise bei schweren Nutzfahrzeugen müssen einige Hundert Liter Kraftsoff-Energieäquivalent mit Wasserstoff komprimiert, gekühlt und transferiert werden. Der Vorgang kann mit der Wasserstoffbatterie mit einem einfachen Tausch innerhalb von wenigen Minuten erledigt werden.

Sie müssen einiges finanzieren. Wie sehen die nächsten Schritte für Ihre Firma aus?

Der Kapitalbedarf ist bei einem Tech-Start-up immer ein Thema, das ist ein kontinuierlicher Prozess. Gerade haben wir eine neue Finanzierungsrunde gestartet, in der unsere bereits investierenden Partner wie die Kapitalgesellschaft der Kreissparkasse Esslingen-Nürtingen, kurz ES Kapital, das Family Office Besto der Unternehmerfamilien Beyer und Stoll oder die Maschinen- und Werkzeugfabrik Nagel Interesse angemeldet haben. Ich würde von relativ bodenständigen Investoren mit regionalem Bezug sprechen, die schon seit einer frühen Phase mit dabei sind. Das frische Geld soll unter anderem in die schon angesprochene Entwicklung eines Prototyps in der mobilen Anwendung fließen. Die Rohstoffe für die Produktion wie Halbleiterchips sind alle erschwinglich. Kohlefaser und Silizium sind gut auf dem Markt zu bekommen. Das ist ein Vorteil bei der weiteren Skalierung. Wenn alles funktioniert, sehen wir bis 2025 die erste unserer Batterien in einem Fahrzeug oder Flugzeug.


Die H2-Batterie soll im Lkw einfach und schnell getauscht werden

Wann und wie wird sich der Markt für Ihre Lösung entwickeln?

Die Transformation der Energiesysteme ist im vollen Gange. Infrastruktur für erdgas- und ölbasierte Kraftstoffe und Brennstoffe wird durch Wasserstoff und flüssige Wasserstoffderivate wie Ammoniak, Methanol oder synthetische Kraftstoffe ersetzt. Der Wettlauf um die Technologieführerschaft und letztendlich Energieführerschaft hat längst begonnen. In China und den USA werden aktuell viele Milliarden Euro in Wasserstofftechnologien und deren Infrastruktur investiert, wir Europäer versuchen mit dem Green Deal dagegenzuhalten. Wasserstoffprojekte schießen wie Pilze aus dem Boden. Für uns hat der Markt bereits begonnen, wir schließen aktuell Kooperationsverträge mit ersten Herstellern von Fahrzeugen und Maschinen.

Wo sehen Sie den ersten Markt, der sich entwickeln könnte?

Wir müssen da mehrgleisig fahren und schauen deshalb auch in die USA und in den arabischen Raum. Das Land, das durch Investition die niedrigsten Wasserstoffpreise ermöglichen kann, wird viele Unternehmen und Investments anziehen. Ich hoffe, dass wir in der EU und in Deutschland mit der Greenhouse Gas Quota ein Instrument erhalten, das wettbewerbsfähig ist.

Sie haben eine Auszeichnung bei den World CleanTech StartUPs Awards, kurz WCSA 2023, gewonnen. Was hat die Jury besonders überzeugt?

Erst einmal ist der Award als Plattform ein sehr interessantes Netzwerk. Der WCSA 2023 wurde unter anderem von ACWA Power in strategischer Partnerschaft mit Dii Desert Energy und dem französischen Institut für Solarenergie CEA-INES ausgeschrieben. Die Jury hat das transformative Potenzial der Wasserstoffbatterie gesehen. Die Innovation könnte eine effiziente und flexible Infrastruktur für H2 aufbauen. Die Stromkosten zur Wasserstofferzeugung aus erneuerbaren Energien sind in Dubai sehr gering. Auch deshalb hat uns ACWA nun Ende des Jahres 2023 noch mal eingeladen, unsere Lösung vor Ort zu präsentieren. Das wird sehr spannend.

Im November wurden wir zudem bei den Global EnergyTech Awards gleich zweimal ausgezeichnet: mit dem „Best CleanTech Solution for Energy“ und zusätzlich dem Sonderpreis „Best Stand Out Performer“. Wir waren die einzigen Gewinner aus Deutschland. Das hilft.

Interviewer: Niels Hendrik Petersen


Thomas Korn

Thomas Korn arbeitet bereits seit 1998 an dem Thema Wasserstoff. Der Ingenieur hat unter anderem bei BMW an der Entwicklung der Brennstoffzelle gearbeitet. 2015 war er Mitgründer des Wasserstoff- Start-ups Keyou in München. Das Start-up water stuff & sun wurde 2017 im oberbayerischen Unterschleißheim gegründet. Die junge Firma hat derzeit 15 MitarbeiterInnen sowie eine Zweigstelle in Uppsala, Schweden.

Verzögert sich das exponentielle Wachstum weiter?

Verzögert sich das exponentielle Wachstum weiter?

Fuel Cell Industry Review 2022

Die Zahl der Brennstoffzellenlieferungen hat sich im Jahr 2022 nur mäßig gegenüber 2021 erhöht, obwohl letzteres ein bemerkenswertes Jahr war: Als die Megawatt-Zahlen von 2021 die von 2020 um mehr als 70 Prozent übertrafen, glaubten wir endlich den erwarteten Aufschwung zu sehen – ganz im Sinne des sogenannten Hockeyschläger-Musters, bei dem der Anstieg erst moderat, dann aber exponentiell verläuft. Doch die Struktur der Branche – und ihre Abhängigkeit von einigen wenigen Akteuren für den Großteil der Lieferungen – führt vielmehr zu einem Wachstum in Schüben.

Der achte Jahresbericht von E4tech über die Brennstoffzellenindustrie zeigt, dass im Jahr 2021 knapp 86.000 Einheiten oder etwas mehr als 2.300 MW ausgeliefert wurden, obwohl die COVID-Pandemie immer noch über den Märkten schwebte. Dieses rasante Wachstum war jedoch größtenteils auf die Aktivitäten der beiden Fahrzeughersteller Hyundai und Toyota zurückzuführen, auf die zusammen über 70 Prozent der Leistung entfielen. Ohne Berücksichtigung dieser beiden Hersteller ging das Wachstum nur langsam, aber sicher weiter.

E4tech ist jetzt Teil von ERM, und das Team recherchiert und schreibt weiterhin seinen Lagebericht. Der neunte Brennstoffzellenindustrie-Überblick (Fuel Cell Industry Review – FCIR) zeigt, dass die Zahl der Auslieferungen im Jahr 2022 ähnlich hoch war wie im Vorjahr – wobei das anhaltende, aber langsame Wachstum weiterhin von Hyundai und Toyota angeführt wurde, die immer noch für mehr als 60 Prozent der MW-Lieferungen verantwortlich waren, sowie von Brennstoffzellenbussen und -lastwagen in China. Wir schätzen, dass im Jahr 2022 fast 89.200 Brennstoffzellen ausgeliefert wurden, was einer Leistung von fast 2.500 MW entspricht.

Analyse nach Regionen

Bei den Fahrzeugen (die mit 85 % aller Lieferungen nach Megawatt bei weitem den größten Anteil ausmachten) war ein Großteil der Nachfrage auf China und Südkorea beschränkt. In China wurden über 4.150 Einheiten für alle Mobilitätsarten ausgeliefert (einschließlich Gabelstapler, die in dem Land langsam in Fahrt kommen), während in Südkorea fast 10.400 Einheiten in Betrieb genommen wurden, vor allem der Nexo von Hyundai. Zusammen mit den 831 Toyota Mirai, die in den japanischen Heimatmarkt geliefert wurden, entfielen auf Asien nun rund 15.600 Einheiten für den Transportmarkt, was 17 Prozent der weltweiten Brennstoffzellenlieferungen entsprach. Aber noch beeindruckender ist, dass rund 1.500 MW (60 %) der gelieferten Leistung auf Asien entfielen.

Hyundai profitiert insbesondere von der 50-prozentigen Subventionierung von Brennstoffzellenfahrzeugen in Südkorea. Südkorea ist jetzt auch der größte Einzelmarkt für große stationäre Anlagen in KWK- und Grundlastbetrieb. Die Lieferungen von stationären Anlagen in das Land stiegen von 147 MW im Jahr 2021 auf 196 MW im Jahr 2022 (8 % der weltweiten MW-Zahl). Diese Zahlen verdeutlichen die Bedeutung Südkoreas für den Absatz von Brennstoffzellen – und darüber hinaus die Schlüsselrolle einer nachhaltigen Politik sowie von Subventionen, die den Brennstoffzellenunternehmen und OEMs helfen, ihr Volumen zu steigern.

Unter Berücksichtigung des Ene-Farm-Programms entfielen auf Asien in allen Märkten (stationär, mobil und tragbar) 60.850 Einheiten (zwei Drittel der weltweiten Lieferungen) und 1.770 MW (71 % der weltweiten Lieferungen). Hinter Asien lag Nordamerika mit etwa 14.550 Brennstoffzellenlieferungen (fast 485 MW oder 19 % der weltweiten Lieferungen in Megawatt), angeführt von Toyota und Bloom Energy, die in die Vereinigten Staaten liefern. Auf Europa entfielen im Jahr 2022 etwa 13.250 Brennstoffzellenlieferungen, gegenüber knapp über 14.000 Einheiten im Jahr 2021.

Der Rückgang der Stückzahlen ist auf das Auslaufen des PACE-Projekts und die unmittelbar bevorstehende Einstellung der KfW-433-Förderung in Deutschland zurückzuführen. In Megawatt stieg die Zahl leicht an, von korrigierten 204 MW im Jahr 2021 auf 228 MW im Jahr 2022, was etwa neun Prozent des Weltmarktes entspricht. Die Lieferungen von Brennstoffzellenfahrzeugen nach Europa sind aufgrund der geringen Subventionen der nationalen Regierungen niedriger als in Asien und den USA.

Analyse nach Anwendungsbereichen

Brennstoffzellen für die Mobilität, vor allem für Autos, dominieren weiterhin die Gesamtzahl. Über alle Mobilitätsarten (einschließlich Gabelstapler) hinweg fielen 2022 85 Prozent der Lieferungen (2.100 MW) in diese Kategorie, 150 MW mehr als 2021. Bei den Einheiten entfielen 35 Prozent der Lieferungen im Jahr 2022 auf die Mobilität, was einen leichten Rückgang gegenüber 2021 bedeutet. Die Botschaft lautet also, dass der Transportsektor wächst, aber auch andere Brennstoffzellenmärkte wachsen.

Der nächstgrößere Beitrag zu den Fahrzeugauslieferungen kommt aus China, wo 2022 ein Rekordwert von 3.789 Einheiten (Busse und Lkw) ausgeliefert wurde. Zusammen steuerten diese schätzungsweise 387 MW zur Gesamtzahl im Jahr 2022 bei.

Während im Jahr 2022 fast 1.000 Brennstoffzellenbusse nach China geliefert wurden, kamen in Europa nur 99 Zulassungen hinzu. Nach Angaben von Calstart wurden 2022 in den USA 82 neue Brennstoffzellenbusse in Betrieb genommen, hauptsächlich in Kalifornien. Außerhalb Chinas waren die Auslieferungen von Brennstoffzellen-Lkw im Jahr 2022 weltweit noch sehr gering. Das könnte sich angesichts der Geschäftspläne von cellcentric, Plastic Omnium, Hyzon und anderen ändern.

Brennstoffzellen für Schiffe und für die Luftfahrt werden weiterhin erforscht, wobei der Schwerpunkt jetzt mehr auf dem Antrieb als auf Bord- (Hotelbetrieb) oder Hilfsenergie liegt. Gabelstapler sind weiterhin eine wichtige Anwendung für Brennstoffzellen, auch wenn 2022 weniger Einheiten ausgeliefert wurden (über 9.650 Einheiten) als 2021 (über 13.400 Einheiten). Primärenergie und Kraft-Wärme-Kopplung machen einen großen Teil der verbleibenden Nachfrage aus – sowohl in Stückzahlen als auch in MW.

Was die Stückzahlen betrifft, so dominiert nach wie vor die Mikro-KWK, wobei Japan mit seinem Ene-Farm-Programm führend ist. Laut ACE wurden im Jahr 2022 42.877 Anlagen installiert, über 3.000 Anlagen mehr als im Vorjahr. Außerhalb Japans und Europas ist die Zahl der ausgelieferten Mikro-KWK-Anlagen vernachlässigbar, was zeigt, wie wichtig die Politik der einzelnen Länder bei der Förderung von Brennstoffzellen ist.

Zusammengenommen trugen Primärenergie und KWK im gesamten Leistungsbereich 364 MW zu den Auslieferungen im Jahr 2022 bei, gegenüber 335 MW im Jahr 2021. Obwohl die Entwickler immer mehr Wert auf Brennstoffzellen zur Netzunterstützung und zur netzunabhängigen Stromversorgung legen, blieb der Absatz von Brennstoffzellen mit 14 MW (für beide Jahre) gedämpft.

Die Lieferungen von tragbaren Brennstoffzellen (einschließlich kleinerer portabler APUs mit einer Leistung von weniger als 20 kW) stiegen von knapp über 6.000 Einheiten im Jahr 2021 auf fast 8.000 Einheiten im Jahr 2022. Diese wurden weltweit geliefert, aber die meisten gingen in die europäischen und nordamerikanischen Industrie- und Verbrauchermärkte.

Auslieferungen nach Brennstoffzellentyp

PEM übertrifft weiterhin die anderen Brennstoffzellentypen bei den Auslieferungen, sowohl in Bezug auf das Volumen als auch auf die MW-Leistung. Von den fast 90.500 Brennstoffzellen, die im Jahr 2022 ausgeliefert wurden, waren über 55.000 PEM. Nach Megawatt verzeichneten PEM-Brennstoffzellen 2.151 MW, was 86 Prozent des gesamten Liefervolumens entspricht.

Die Hochtemperatur-PEM, die im Allgemeinen eher Methanol als Wasserstoff als Brennstoff verwendet, wächst weiter, angeführt von Advent Technologies. Obwohl sie derzeit noch einen Bruchteil aller PEM-Anlagen ausmacht, werden die Auslieferungen angesichts der verbesserten Logistik und der durch den Methanol-Kraftstoff ermöglichten längeren Laufzeiten noch stärker zunehmen. DMFC (Direktmethanol) hatten ein gutes Jahr mit fast 8.000 ausgelieferten Einheiten im Jahr 2022, hauptsächlich von SFC Energy.

SOFC (Solid Oxide) wuchsen auf fast 27.000 Einheiten im Jahr 2022 (hauptsächlich Mikro-KWK, nach Anzahl). Die MW-Zahl stieg von 207 im Jahr 2021 auf 249 im Jahr 2022. Dies ist größtenteils auf den stärkeren Absatz von Bloom Energy zurückzuführen. Die Auslieferungen von PAFC (phosphorsauren Brennstoffzellen) gingen zurück, und während 2022 keine neuen MCFC (Schmelzkarbonat)-Systeme platziert wurden, produziert FuelCell Energy weiterhin erhebliche Mengen an Stacks für die Modernisierung von ausgelieferten Systemen.

Die Auslieferungen von AFC-Systemen (alkalische Systeme) stiegen auf über 100 Einheiten im Jahr 2022 und liegen damit trotz des geringeren Kostenpotenzials sowohl für den Brennstoffzellenstapel als auch für die Wasserstoffreinheit weit hinter den anderen Brennstoffzellentypen zurück.

Zusammenfassung

Das Jahr 2022 war ein gutes Jahr für Brennstoffzellen. Obwohl die Lieferungen in einige wenige Länder von einigen wenigen Hauptlieferanten dominiert werden, beginnen wir endlich, Lieferungen nach Australien und Südamerika zu sehen, was durch das größere Interesse an Wasserstoff im Allgemeinen begünstigt wird. Auch wenn das Interesse hilfreich ist, müssen die Brennstoffzellen noch die Schwelle der hohen Kapitalkosten und (bei wasserstoffbetriebenen Einheiten) die hohen Kraftstoffpreise überwinden. Dies geschieht allmählich durch große Veränderungen in der Zuliefererlandschaft, die IPCEI-Initiative in Europa, erhebliche Kapazitätserweiterungen in der Brennstoffzellenproduktion und den Inflation Reduction Act in den USA.

Aber die Botschaft bleibt weiterhin dieselbe: Es bedarf noch einer nachhaltigen Unterstützung durch die Regierungen, damit Brennstoffzellen die Energiewende voll unterstützen können. Einige Brennstoffzellenunternehmen richten ihre Konzepte und ihr technisches Wissen nun auch auf die Elektrolyse aus, um den Markt, und damit den „Hockeyschläger“, voranzutreiben.

Der ERM-Rückblick, eine Zusammenfassung der Aktivitäten des Jahres sowie eine Analyse der Brennstoffzellenlieferungen nach Region, Typ und Anwendung im Jahresvergleich, ist unter http://FuelCellIndustryReview.com verfügbar. Die Ausgabe 2022 ist zwar verspätet, steht aber kurz bevor. Wir möchten uns bei allen Lieferanten von Brennstoffzellen bedanken, die uns jedes Jahr die Lieferzahlen zur Verfügung stellen, die unsere Analyse untermauern.


Auslieferungen nach MW


Auslieferungen nach Einheiten (in 1.000 Stück)

Autor: Stuart Jones, ERM, London, Großbritannien
David Hart, ERM, Lausanne, Schweiz

Interview mit dem Wasserstoff-Experten Dr. Johannes Töpler

Interview mit dem Wasserstoff-Experten Dr. Johannes Töpler

HZwei: Dr. Töpler, wie würden Sie sich und Ihr Tätigkeitsfeld in Bezug auf den Themenkomplex Wasserstoff und Ihre Fachkompetenz beschreiben?
Meine berufliche Beschäftigung mit dem Wasserstoff begann 1977 bei DaimlerBenz mit der Aufgabe, für eine geplante Wasserstoffflotte in Kundenhand die Metall-Hydrid-Speicher zu bauen. Die Flotte war von 1984 bis 1988 in Berlin im Einsatz. 1989 habe ich mit Vorlesungen über „Erneuerbare Energien und Wasserstoff“ an der Hochschule Esslingen meine akademische Lehrtätigkeit begonnen, die bis heute andauert.
Von 2002 bis 2023 war ich im Vorstand/Präsidium des Deutschen Wasserstoff- und Brennstoffzellen-Verbandes (2003-2014 Vorstandsvorsitzender) mit der Aufgabe, den Wassersstoff in Wirtschaft und Politik voranzutreiben.
Zurzeit fokussiere ich mich auf die Bildungsarbeit für den Wasserstoff, zum Beispiel mit dem Aufbau eines berufsbegleitenden Master-Studienganges an der Dresden International University (DIU) und der Technischen Akademie Esslingen.

Wasserstoff wird sehr emotional diskutiert. Auf Erdgas basierend ist dieser schon immer in großen Mengen im täglichen Einsatz. Ich denke da beispielsweise an die Chemieindustrie – aber eben mit CO2-Abdruck. Nun geht es um den regenerativ erzeugten, den grünen, aber auch den gelben (mit Biogas) und die Nutzung von Überschussstrom aus Kohle- und Kernkraftwerken für schwarzen bzw. roten/türkisen Wasserstoff sowie die Vermeidung von CO2-Emissionen (Dekarbonisierung). Wie sieht Ihr Zukunftsszenario aus? Von wo wird der Wasserstoff zu uns kommen? Können wir diesen selbst in ausreichender Menge produzieren, wie mancher Politiker dies so sieht?
Die emotionale Diskussion kommt häufig daher, dass von einem singulären Standpunkt aus argumentiert wird – sei es zum Beispiel von einem Vorurteil bezüglich der Wasserstoff-Sicherheit, dem Energiebedarf bei der Wasserstoff-Produktion oder einem kurzfristigen Profitstreben. Im Sinne der Bedeutung des Wasserstoffs für eine nachhaltige Energieversorgung ist es zielführender, den Wasserstoff in seiner ganzheitlichen Bedeutung zu betrachten. Diese liegt wesentlich in seiner Fähigkeit, sehr große Energiemengen im Bereich von mehreren Terrawattstunden zu speichern und damit die Fluktuationen des Angebotes der erneuerbaren Primärenergien auszugleichen. Das ist das Fundament der Versorgungssicherheit und damit von zentraler volkswirtschaftlicher Bedeutung. Dazu kommt langfristig nur CO2-freier Wasserstoff oder CO2-neutraler Wasserstoff aus Biomasse in Frage. Eventuell ist auch Wasserstoff aus Pyrolyse von organischen Abfällen und Kunststoffen denkbar, wenn das Recycling des Kohlenstoffs und anderer Reststoffe gelingt.
In der Übergangsphase, wenn eventuell noch nicht genügend grüner Wasserstoff zur Verfügung steht, um die Marktpotenziale der Wasserstoff-Technologien schnellstmöglich hochzufahren, wird auch Wasserstoff aus anderen Quellen erforderlich sein; aber bitte nur so viel wie nötig und so wenig wie möglich.

Die Infrastruktur für den Transport steht auf der einen Seite – Beimischung (Blending) in Gasnetzen. Parallel soll es ausschließlich Wasserstoff transportierende Pipelines geben. Wie sehen Sie da die zukünftige Entwicklung? Auch bezogen auf andere Netze wie die Stromnetze.
Die Zumischung von Wasserstoff in das Erdgasnetz ist eine erste Möglichkeit, ihn in Netzen zu verteilen. Allerdings ist dieses Verfahren nicht neu. Bereits in früheren Stadtgasnetzen mit Synthesegas war ein H2-Gehalt von circa 50 % üblich. Beispielseise wurde die erste Flotte von Wasserstoff-Fahrzeugen in Kundenhand 1984 bis 1988 in West-Berlin mit Wasserstoff betrieben, der mit einer Reinheit von 5.0 mittels eines dreistufigen PSA-Verfahren (Pressure-Swing-Adsorption) aus dem Berliner Stadtgas gewonnen wurde.
Heute laufen die ersten Versuche der H2-Zumischung im Erdgasnetz mit einem Anteil von bis zu 30 % mit gutem Erfolg inclusive der begleitenden Sicherheitsuntersuchungen zum Beispiel der Zündgrenzen des Gemisches. Eine direkte Nutzung des Gasgemisches ist allerdings nur thermisch möglich. Für eine bessere exergetische Nutzung des Wasserstoffs – zum Beispiel über die Brennstoffzelle – ist eine Abtrennung erforderlich. Daher wird die Zumischung wahrscheinlich nur in einer Übergangsphase stattfinden mit dem Ziel, am Ende ein vollständiges Wasserstoffnetz zu haben.
Zusätzlich zum Bedarf der H2-Speicherung innerhalb Deutschlands ist auch zu berücksichtigen, dass der erforderliche Import erneuerbarer Energien insbesondere bei interkontinentalem Transport nur über den Wasserstoff geht, so dass auch für dessen Verteilung ein H2-Netz erforderlich sein wird.

Wie sehen Sie die Entwicklung in der Elektromobilität bezogen auf den Einsatz der Batterie und der Brennstoffzelle in der Welt und in den verschiedenen Einsatzfeldern? Ergänzen sich beide Varianten oder stehen diese im Wettbewerb? Welche Variante hat für Sie das größte Potential? Worin könnten Hürden liegen, die mancher Entwicklung im Weg steht?
Ich bin überzeugt, dass der Brennstoffzellen-Pkw weltweit kommen wird. Er steht meines Erachtens auch nicht in Konkurrenz zum Batterie-Pkw, sondern beide ergänzen sich. Batterie-Fahrzeuge werden direkt über das elektrische Netz beladen, was bezüglich des Wirkungsgrades der Energiekette optimal ist. Das gilt aber nur, wenn das elektrische Netz ausreichend stabil ist und die Energie nicht mit Wasserstoff zwischenzeitlich gespeichert werden musste (z. B. bei Dunkelflaute). Dann wäre die direkte Nutzung des Wasserstoffs in einem H2/BZ-Fahrzeug sinnvoller. Ein H2/BZ-Fahrzeug bezieht seine Energie immer aus den Speichern und nie direkt aus dem Stromnetz und trägt damit zur Stabilisierung des elektrischen Netzes in Zeiten eines schwachen Primärenergie-Angebotes bei.
Je nach dem Fahrprofil eines Autos und der vorrangig zur Verfügung stehenden Energiequelle (z. Z. PV-Anlage mit Batteriespeicher im eigenen Haus) kann ein Batterie- oder BZ-Fahrzeug Vorteile haben. Auch die Kombination beider Technologien in einem Fahrzeug (Batterie für die täglichen kurzen Strecken – die Brennstoffzelle für die längeren Fahrten) wie beim Daimler GLC kann sinnvoll sein, weil dann Wirkungsgrad und Versorgungssicherheit gut kombinierbar sind.
Die Hürden sind aus meiner Sicht beim Batterie-Fahrzeug die CO2-Emissionen bei der Batterie-Produktion und die noch nicht gelösten Probleme des Recycling und beim H2/BZ-Fahrzeug die noch unzureichende Infrastruktur und Verfügbarkeit des grünen Wasserstoffs.

Aus China ist zu hören, dass da führende Kfz-Hersteller Prototypen für BZ-Fahrzeuge entwickelt haben. Toyota und Hyundai geben sich technologieoffen und setzen neben der Batterie auf wasserstoffbetriebene Kfz aller Art, vom Pkw (Mirai, Nexo) bis hin zu Bussen und Nfz. Was beziehungsweise welchen Weg würden Sie der deutschen Autoindustrie empfehlen? VW und andere – außer BMW – sehen die Elektromobilität ausschließlich auf die batterieelektrische bezogen. Die Brennstoffzelle und Wasserstoff finden da nicht statt. Wo stehen wir da in 10 bis 20 Jahren – in Deutschland, der EU und in der Welt?
Die Japaner (Toyota, Honda), Koreaner (Hyundai) und auch chinesische Hersteller haben angekündigt, Weltmarktführer in dieser Branche werden zu wollen. Sie fahren ihre Produktionsmöglichkeiten entsprechend hoch. Toyota und Hyundai haben die ersten Fahrzeuge auch auf dem europäischen Markt, Hyundai auch mit einer großen Lkw-Flotte in der Schweiz. Auch Daimler und VW hatten marktreife BZ-Pkw in Kalifornien im Einsatz und Daimler hat 2011 mit der Weltumrundung von drei H2/BZ-Fahrzeugen der B-Klasse die Marktreife demonstriert.
Zurzeit sind die Batterie-Fahrzeuge natürlich weit voraus. Das liegt nach Aussage der Herstellerfirmen daran, dass die strengen Klimaziele wesentlich schneller mit Batterie-Fahrzeugen zu erreichen sind, weil die Fertigungstiefen und damit auch der Personalaufwand deutlich niedriger ist. Hinzu kommt, dass die Batterieentwicklung bezüglich. Betankungsdauer, Zyklisierungsstabilität und Reichweite deutliche Fortschritte gemacht hat.
Bei Lkw, großen Arbeitsfahrzeugen (z. B. Müllsammler) und Bussen werden allerdings die Batterien so schwer oder die Ladezeiten so lang, dass H2/BZ-Antriebe deutliche Vorteile haben. Daher fokussieren die meisten deutschen Hersteller ihre Entwicklungen darauf. Es ist zu hoffen, dass diese Entwicklungen so schnell in den Markt kommen, dass wir unsere Klimaziele noch erreichen.

Wasserstoff in den Wärmemärkten (Gasheizung) wird sehr zurückhaltend betrachtet oder sogar gar von mancher politischer Seite als nicht zielführend beschrieben. Wo sehen Sie da das Potential? Firmen wie Viessmann hatten hierbei große Pläne, Gasheizungen H2-ready zu machen. Wie schätzen Sie die Entwicklung ein – auch in Konkurrenz zur strombasierten Wärmepumpe?
Zunächst einmal müssen wir beim „Wärmemarkt“ unterscheiden zwischen der Hochtemperatur-Wärme für industrielle Prozesse (z. B. für die Glasindustrie) und der Gebäudeheizung. Bei der Hochtemperatur-Wärme sehe ich nur den grünen Wasserstoff als CO2-freie Wärmequelle.
Zur Gebäudeheizung sind in Japan schon einige zig-tausend Brennstoffzellen-Heizgeräte im Markt, die gleichzeitig Strom und Wärme produzieren. Dabei entspricht das Verhältnis der Strom- und Wärmemenge etwa dem Bedarf eines typischen japanischen Haushalts. In Deutschland sind die Wohnungen deutlich größer und damit auch der Wärmebedarf. Folglich müsste bei einem BZ-Heizgerät noch ein zusätzlicher Brenner für den Spitzen-Wärmebedarf eingebaut werden. Das ist sicherlich sub-optimal, da der Exergieinhalt des Wasserstoffs zu schade ist, um diesen nur thermisch zu nutzen. Darüber hinaus sind kleine Anlagen (z. B. für Einfamilienhäuser) relativ teuer. Große Anlagen (Quartierlösungen) sind deutlich rentabler – im Wesentlichen aufgrund von Skalierungs-effekten.
Ob eine Wärmepumpe oder ein BZ-Heizgerät vorzuziehen ist, hängt vom Einzelfall ab und sollte genau geprüft werden, auch im Hinblick auf die Versorgungssicherheit bei der Stromversorgung und die Bedeutung des Wasserstoffs als Energiespeicher.

Wenn Sie der Politik in Deutschland – der Ampel-Regierung, aber auch der nächsten Regierung – Empfehlungen geben würden, was die Energiewende, die Elektromobilität und auch die Wärmemärkte bezogen auf Wasserstoff angeht: Wie würden diese aussehen? Welche Maßnahmen müssten Ihrer Meinung nach getroffen werden? Wie ließe sich der Hochlauf der Wasserstoffwirtschaft beschleunigen? Ist der amerikanische IRA da Vorbild?
Das sind sehr viele Fragen auf einmal. Zur Strukturierung der Antworten möchte ich von der volkswirtschaftlichen Bedeutung der Versorgungssicherheit ausgehen. Diese wird durch den Wasserstoff und seine Speicherfähigkeit großer Energiemengen (durch Moleküle) gewährleistet. Die erneuerbaren Primärenergien kommen vorrangig durch Elektronen in die Anwendung, und deren direkte Nutzung ermöglicht die besten Wirkungsgrade. Beides wird für eine nationale Energiestrategie gebraucht.
Hinzu kommt, dass für den notwendigen Import erneuerbarer Primärenergie Wasserstoff als Energieträger benötigt wird, insbesondere bei Importen aus Übersee. Wir sind in Deutschland in der glücklichen Situation, dass wir für die „Träger“ der Effizienz (Elektronen) und der Speicherfähigkeit (Moleküle) verfügbare Netze haben. Dabei sind elektrischen Netze noch auszubauen, die Erdgasnetze und Erdgasspeicher – soweit wie möglich auf Wasserstoff umzurüsten und gegebenenfalls neue H2-Speicher noch auszusolen.
Auf dieser Basis sollte eine nationale Energiestrategie der Regierung aufbauen, die die gesamte Wertschöpfungskette umfasst – von der Versorgungssicherheit der Rohstoffe bis hin zum Recycling aller eingesetzten Materialien. Bei der Mehrheit der Politiker, mit denen ich Kontakt hatte, war ich erfreut über den Sachverstand. Nur manchmal haben partei-ideologische Vorbehalte gegenüber dem Wasserstoff die Kommunikation erschwert. Insgesamt ist Deutschland und auch große Teile Europas auf einem guten Weg – nicht zuletzt auch durch die engagierte Arbeit des Nationalen Wasserstoff-Rates (NWR).
Es fehlen zurzeit noch Regelwerke für die Umsetzung der nationalen Wasserstoff-Strategien, so dass die Firmen noch keine ausreichende Planungssicherheit haben oder an kurzfristigen betriebswirtschaftlichen Gewinn festhalten. Es ist zu hoffen, dass mit der Erstellung eines Rechtsrahmens für die Einführung des Wasserstoffs auch die Geschwindigkeit der Umsetzung zunimmt.
Aber: Die ersten Abschnitte des „European Hydrogen Backbone“ werden gebaut, und die Phantasien der all-elektrischen Welt mit der Forderung des Rückbaus der Gasnetze sind Geschichte.
Eine Förderung nach dem amerikanischen IRA-Vorbild halte ich bezüglich der Geldmenge in Deutschland für nicht realisierbar. Aber um zu verhindern, dass erfolgversprechende deutsche Entwicklungen wegen der IRA-Förderungen in die USA verlagert werden, wäre in Deutschland eine Fokussierung auf wirklich wichtige Projekte empfehlenswert. Die „ergebnisoffene“ Förderung war nicht immer zielführend.
Wenn nach einem ausländischen Vorbild für unsere Aktivitäten gesucht wird, fällt mir zuerst Japan ein, wo ein Ministerium für Internationalen Handel und Industrie (MITI) nach anfänglichen umfassenden Voruntersuchungen eine Vorauswahl der zielführenden Optionen erstellt und darauf die weiteren Arbeiten konzentriert und massiv fördert.

Haben Sie Anmerkungen zum Themenkomplex, die unsere Leser interessieren sollten/dürften? Eine Vision? Ein Zukunftsszenario?
Ich habe als Vision oder Zukunftsszenario eigentlich nur das, was vermutlich jede(r) von uns hat: Dass wir es wirklich schaffen, den Klimawandel zu stoppen, damit unsere Erde auch für die kommenden Generationen bewohnbar bleibt.
Vielen Dank!

Interviewer: Sven Jösting

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HPS stellt neue Produktgeneration vor

Energiespeicherung

Die Firma HPS Home Power Solutions hat eine neue Generation ihres saisonalen Energiespeichersystems vorgestellt. Die Picea 2 nutzt nun Lithiumbatterien, was die Installation im Haus aufgrund des geringeren Gewichts erleichtert. Mit doppelter Leistung ist das Gerät zudem für die Elektromobilität und Wärmepumpen gerüstet.

Der neue Forschungs- und Entwicklungsstandort befindet sich fast direkt neben dem Nachwuchszentrum des Bundesliga-Fußballvereins Union Berlin in einem Industriegebiet in Berlin-Niederschöneweide. Hier sollen künftig nicht nur Kicker, sondern auch Installateure und Partner geschult werden. Aber nicht nur das, auch die neue Version des Saisonspeichers soll hier gefertigt werden. „Die Montage vor Ort ist für uns sogar kostengünstiger, da die Transportkosten geringer ausfallen“, erläutert Firmengründer und CEO Zeyad Abul-Ella (im Dezember 2023 ausgeschieden und seitdem nur noch Aktionär) bei der ersten Präsentation des neuen Geräts einem exklusiven Kreis von Besuchern.

Neun Jahre nach der Gründung und gut fünf Jahre nach der ersten Präsentation eines Picea-Modells auf der Messe Energy Storage in Düsseldorf 2018 gibt es eine ganze Reihe von Weiterentwicklungen. Das Gerät muss mit der Zeit gehen. Mit Picea 2 hat sich deshalb die Ausgangsleistung auf nun 15 Kilowatt verdoppelt, was es ermöglicht, einen höheren Energiebedarf, beispielsweise für ein E-Auto oder eine Wärmepumpe, abzudecken. Bei einem Stromausfall gewährleistet die Ersatzstromversorgung, dass wichtige Verbraucher im Haushalt stabil mit Strom versorgt werden. „Für jede der drei Phasen des Drehstroms liefert das Gerät nun fünf Kilowatt Leistung“, erklärt Abul-Ella.

Die neue Generation des Speichers bietet auch eine erhöhte Anschlussleistung für Photovoltaikanlagen – und nimmt damit den Trend aus dem Markt auf. Durch neue Leistungselektronik konnte laut HPS die Effizienz gesteigert werden, womit nun höhere Selbstversorgungsgrade möglich sind. Der Nutzungsgrad inklusive Wärmenutzung beträgt 90 Prozent. Der elektrische Wirkungsgrad liegt zwischen 35 und 40 Prozent.

Kooperation mit kompetenten Partnern

Das Gerät nutzt nun einen externen Wechselrichter von SofarSolar, bei dem die Software für den Speicher entsprechend angepasst wurde. „Wir machen das, was wir richtig gut können. Bei allen anderen Komponenten setzen wir auf Kooperation mit Partnern“, sagt der gelernte Bauingenieur Abul-Ella. Das gilt für den Umrichter wie auch für die Lithium-Akkus.

Der AEM-Elektrolyseur kommt von der deutsch-italienischen Firma Enapter. Das Kürzel AEM steht für Anionen-Austausch-Membran. Die Technologie nutzt kostengünstigere Materialien wie Stahl statt Titan und kombiniert die Vorteile der Alkali-Elektrolyse mit der Flexibilität und der Kompaktheit der PEM-Elektrolyse. Enapter-Mitgründerin Vaitea Cowan ist ebenfalls bei der Produktvorstellung dabei, wie auch Hans-Peter Villis, ehemaliger EnBW-Chef sowie Teilhaber der ersten Stunde und heute Aufsichtsratsvorsitzender bei HPS.

Vorgaben an die Entwickler

„Eine harte Vorgabe an die technischen Entwickler war es, die Maße für die Einschubboxen für den Elektrolyseur und die Brennstoffzelle in der Energiezentrale der ursprünglichen Picea beizubehalten“, betont Abul-Ella. Die ersten Picea-Kunden seien Pioniere, sie sollten deshalb auch von den Innovationen profitieren und später einfach umrüsten können. Eine Weiterentwicklung im Elektrolysemodul kühlt den Wasserstoff auf 5 °C. Das ermöglicht, die vier- bis fünffache Menge des Gases aufzunehmen, weil die Feuchtigkeit nun vor der Speicherung entzogen wird.

Neu sind auch Statusanzeigen, die auf Knopfdruck am Gerät oder über die App über wichtige System- und Speicherzustände informieren. Das System besteht immer aus einer Energiezentrale und einem Wasserstoffspeicher mit einem Kompressor, der außerhalb des Hauses auf einem Betonfundament aufgestellt wird. Dieses Fundament ist zwingend notwendig.

Die Einheit der Energiezentrale hat ordentlich abgespeckt und wiegt nun 70 Prozent weniger: statt 2,2 Tonnen jetzt nur noch 700 Kilogramm. Grund ist der Wechsel von Blei- hin zu Lithiumbatterien der Firma Pylontech. Auch ist die Bauhöhe im Vergleich zum Vorgängergerät um 15 Zentimeter auf 1,85 Meter verringert. Klingt wenig, kann bei einer Installation im Keller aber entscheidend sein.

Die Picea 2 kostet ab 99.900 Euro

Das Picea-Modul wandelt den überschüssigen Solarstrom im Sommer in Wasserstoff um. So können große Energiemengen effizient und über lange Zeiträume gespeichert werden. Im Winter kann das Gas über eine Brennstoffzelle wieder in Strom und Wärme umgewandelt werden. Die langfristige Speicherkapazität liegt bei bis zu 1.500 Kilowattstunden elektrisch. In der kleinsten Version mit 16 Gasflaschen sind es 300 Kilowattstunden.

Die kleinste Version der Picea 2 kostet 99.900 Euro. Der Preis ist brutto gleich netto, da bei Speichern der Mehrwertsteuersatz von null Prozent gilt. Mit mehr Speicherkapazität steigen die Kosten auf bis zu 140.000 Euro. Das bezieht sich auf einen Neubau, bei dem die Installation mitgeplant werden kann. Im Bestand kann es noch etwas aufwändiger werden, so dass sich der Betrag gegebenenfalls auf bis zu 160.000 Euro erhöht.

Die Nachfrage scheint da zu sein. Denn bisher wurden über 500 Geräte der ersten Generation verkauft. Mehr als 100 sind bei Kunden installiert.

Autor: Niels Hendrik Petersen

Eine Vision für 2024

Eine Vision für 2024

Börse bedeutet, einen Blick in die Zukunft zu wagen. Der Anleger spekuliert auf zukünftig mögliche Entwicklungen, und auf dieser Erwartung beruhen die Aktienkurse. Wagen wir also den Blick in die Glaskugel: Mit theoretisch denkbaren Szenarien, die aber durchaus realistisch sind.

Ballard Power

In China wurde endlich ein Förderprogramm für den Bereich Wasserstoff und Brennstoffzelle auf den Weg gebracht. Das Joint-Venture mit Weichai Power läuft auf die Auslastung hinaus – 20.000 BZ-Stacks sind die Jahresproduktion, und man kann diese Kapazität schnell ausbauen. Der Hochlauf mit Wishdom Motor nimmt Fahrt aus. Es geht um beachtliche 12.000 BZ-Lkw, die innerhalb von 5 Jahren auf den Straßen fahren sollen – die ersten Fahrzeuge sind bereits ausgeliefert. Ballard entschließt sich nun, die Produktion der MEA (Membrane Elektrolyte Assembly, Hauptkostenträger in der Brennstoffzelle) in China zu realisieren, weil der Bedarf da ist. 130 Mio. US-$ sind fixiert, was bei über 700 Mio. US-$ auf dem Konto kein Problem für die Eigenfinanzierung ist. Die Partnerschaft (Testlauf) mit Ford in der Türkei für den F-Max wird positiv abgeschlossen, dann kann 2025 der Hochlauf beginnen. Es könnten mal über 10.000 BZ-Module im Jahr werden, weil Ford mit Hilfe von Ballard auf die Brennstoffzelle in Nutzfahrzeugen setzt. Bushersteller-OEM wie VanHool, Solaris und NFI (New Flyer) erhöhen massiv ihre Bestellungen an Stacks für den Einsatz in Bussen. Das US-Marktforschungsinstitut „Information Trends“ erwartet, dass bis zum Jahr 2037 weltweit 650.000 wasserstoffbetriebene Busse fahren werden. Ballard ist der Marktführer und kann es bleiben. In der Zug-Sparte kommen Großaufträge für BZ-Module von Ballard herein – von den Plattformpartnern Siemens Mobility und Stadler. Analysten erhöhen ihr vorläufiges Kursziel auf acht bis zehn US-$.

Bloom Energy

Die ehrgeizige Vorgabe, für die kommenden zehn Jahre ein Wachstum von über 30 Prozent jährlich zu erreichen, nimmt Fahrt auf. Bloom kann 1,8 bis 2 Mrd. US-$ Umsatz in 2024 erreichen und operativ mit Gewinn abschließen – ein Meilenstein. Aus Europa kommen Großaufträge, und der US-Markt wächst ohnehin stark; hier gibt der Inflation Reduction Act (IRA) die Geschwindigkeit vor. In Asien setzt der Partner und Großaktionäre sk ecoplant/sk Group auf den Ausbau der gemeinsamen Projekte. Die eigene marktführende SOFC-Elektrolyse erhält ihren Startschuss in der Produktion nach erfolgreichen Testläufen mit über 90 Prozent Wirkungsgrad. In 2025 wird mit 1 GW Leistung für die Produktion begonnen. Analysten erhöhen ihre Kursziele (aktuell 10 bis 21) auf 30 US-$ oder mehr.

Nikola Motors

Das Auftragsbuch füllt sich. Ende 2024 liegen Bestellungen für über 2.000 Wasserstoff-Lkw des Nikola-Modells Tre FCEV vor, einem vollelektrischen 40-Tonner mit Batterien, BZ und H2-Tanks. Investmentbanken erhöhen die Kursziele von zwei (jüngst Investmentbank BAIRD) auf drei US-$ bis fünf US-$. Die eigene Wasserstoffproduktion nimmt zu. Anheuser Busch wandelt eine Absichtserklärung (LoI) in eine Bestellung von 800 BZ-Lkw um. Walmart gibt einen Großauftrag von 100 bis 500 Lkw heraus. Außerdem Aufträge für die ersten BZ-elektrischen Lkw, die auf kalifornischen Hafenanlagen im Betrieb sein werden: 500 im Jahr 2024 und 1000+ für 2025. FedEx schließt einen Testlauf ab und bestellt die ersten 1000 Lkw für die Dekarbonisierung des Unternehmens, das immerhin über rund 37.000 eigene Lkw im Markt verfügt. Nikola ist gegen Ende 2024 ausgelastet und baut die Kapazitäten von aktuell 2.400 Einheiten auf 10.000 Einheiten p.a. aus. Ende 2025 könnte bereits der Übergang in die Gewinnzone erfolgen. Das Wachstum muss finanziert werden: Eine weitere Kapitalerhöhung kommt im Jahresverlauf – 100 Mio. neue Aktien zu je drei US$-plus. Betriebshof-Konzerne wie Travel Center of America und Pilot J bauen eine Kooperation mit Nikola auf: gemeinsame H2-Tankstellen und Ladestationen für e-Lkw. Ein institutioneller Anleger wie der norwegische Staatsfonds (via Norges Bank) hält bereits über 107 Mio. Aktien bzw. 9,25 Prozent – das ist ein Fakt. Andere, etwa BlackRock, könnten folgen. Vielleicht steigt ein strategischer Investor ein; über den Aufkauf der Wandelanleihen kann man – noch – gut 25 Prozent am Unternehmen erwerben.

Plug Power

Es ist nicht einfach. Das Unternehmen hat vollmundige Prognosen abgegeben, die sich schwer halten lassen. Die Aktie fährt weiter Achterbahn und schwankt stark, je nach Nachrichten-Lage. Ideal für Trader. Das ATM-Programm (At The Market) von einer Mrd. US-$ kann peu à peu platziert werden. Ein beantragter Kredit vom Department of Energy im Rahmen des Inflation Reduction Act (IRA) wird genehmigt: 500 Mio. bis zu 1,6 Mrd. US-$, allerdings mit Auflagen (Hier die Frage der Konditionen: Coupon (Zinssatz), Laufzeit, Kapitaleinsatz, Rückzahlung). Ein Green Bond als Wandelanleihe wird parallel auf den Weg gebracht: Eine Mrd. US-$-plus. Strategische Investoren wie Fortescue beteiligen sich an manchem Projekt und Unternehmensbereich. Für die Produktion von grünem Wasserstoff setzt Plug Power sehr auf staatliche Zuschüsse im Rahmen des IRA; da gibt es Klarheit von der Regierung, aber es wird dauern. Großaufträge für PEM-Elektrolyseure können verbucht werden. Manche Produktionsstätte für BZ-Stacks und Kryotechnik und Elektrolyseure wird langsam (weniger Kapitalbedarf) ausgebaut, verkauft oder sogar eingestellt. CEO Andy March kündigte kurzfristig an, dass man in Georgia die Produktion von flüssigem Wasserstoff mit sieben Tonnen/Tag begonnen habe sowie die Belieferung von Amazon und Walmart – ein Meilenstein. Er erwartet einen Squeeze der Aktie (Quelle Barrons 1.2.24) aufgrund sehr hoher Leerverkäufe von fast 158 Mio. Aktien. Könnten da Amazon und Walmart für 100 Mio. verantwortlich sein? Diese haben mal über 100 Mio. Optionsscheine erhalten. Die aktuelle Kursexplosion beruht auf der neuen Einschätzung eines Analysten und dem CEO Andy Marsh. Da ist Vorsicht – kurzfristig – angebracht, denn ein ATM-Programm über 1 Mrd. US-$ könnte die aktuelle Situation ausnutzen. Die Zahlen für 2023 kommen im März. Die Kursrange im Jahr 2024: zwei bis sechs US-$, aber 2025 wieder Potential für über zehn US-$.

Siemens Energy

Nach den letzten Quartalszahlen entsteht ein neuer, positiver Trend: Gamesa kann immer besser integriert werden, Lieferketten werden optimiert. Verluste werden noch bleiben, aber das Gesamtbild verbessert sich nach und nach. Der Bereich Wasserstoff, Gasturbinen und Elektrolyse erhält viele Großaufträge, was den Auftragsbestand auf 140 Mrd. Euro hochschießen lässt. Von Quartal zu Quartal bessert sich die Lage, und 2025 wird das Unternehmen wieder im Plus abschließen und die Aktie nach oben treiben. Die Analysten erhöhen ihre Kursziele auf 25 Euro-Plus mit einem Potenzial von über 100 Prozent im Jahresverlauf gegenüber aktuellen Notierungen.

Hyzon Motors

Testläufe wie mit der Performance Food Group, einem der führenden US-Logistiker für Lebensmittel, laufen planmäßig und erfolgreich; kürzlich wurden die ersten vier Lkw ausgeliefert (Fakt). Da kommt nun ein Großauftrag. Die Produktion der eigenen 200-kW-Singlestacks beginnt im 2. Halbjahr. Ein strategischer Investor wie Fontaine Modification oder Marmon Holdings steigt ein und damit – indirekt – Warren Buffett (ihm gehört Marmon). In Europa wird ein Systemintegrator gefunden, vergleichbar mit Fontaine Modification. Die Aktie verdreifacht sich auf zwei US-$. Vielleicht spielt dabei der neue CTO Professor Christian Mohrdieck (vormals bei Cellcentric, einem 50/50-Joint Venture von Daimler Truck und Volvo) eine besondere Rolle?

Weichai Power

Weichai baut seine Stack-Strategie weiter aus. Man ist größter Einzelaktionär von Ballard Power und – neben Bosch – auch an Ceres Power beteiligt. Da China ein H2/BZ-Förderprogramm beschließt, gewinnt Weichai massiv an Beachtung – die Aktie zieht um 50 Prozent auf 2,50 Euro an. Die Stackfabrik (Joint Venture 51:49) zusammen mit Ballard wird ausgebaut. Parallel sollte man auch den US-amerikanischen Wettbewerber Cummins Engine beobachten, denn dieser profitiert vom Inflation Reduction Act und ist ebenfalls sehr aktiv in allen Bereichen der Wasserstofftechnologien (Stacks, Motoren, Elektrolyseure).

RISIKOHINWEIS

Jeder Anleger sollte sich bei der Anlage in Aktien immer seiner eigenen Risikoeinschätzung bewusst sein und auch an eine sinnvolle Risikostreuung denken. Die hier genannten BZ-Unternehmen bzw. Aktien stammen aus dem Bereich der Small- und Mid-Caps, das heißt, es handelt sich nicht um Standardwerte, und auch ihre Volatilität ist deutlich höher. Dieser Bericht stellt keine Kaufempfehlung dar. Alle Informationen basieren auf öffentlich zugänglichen Quellen und stellen hinsichtlich der Bewertung ausschließlich die persönliche Meinung des Autors dar, der seinen Fokus auf eine mittel- bis langfristige Bewertung und nicht auf kurzfristige Gewinne legt. Der Autor kann im Besitz der hier vorgestellten Aktien sein. Dies ist keine Anlage- und Kaufempfehlung, sondern nur eine persönliche Einschätzung – ohne Obligo.

Sven Jösting

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