Neues Zentrum für Speicher- und Wärme-Technologien

Fraunhofer-ISE-Einweihung
© Fraunhofer ISE

Die Energiewende braucht effiziente Speichersysteme und Technologien zur Wärmetransformation. Zu den Einrichtungen, die die Transformation unseres Energiesystems maßgeblich mit vorantreiben, gehört das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg. Aufgrund des zunehmenden Interesses an Energiespeichertechnologien und effizienten Verfahren für die Wärme-

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IMM wird zum Fraunhofer-Institut

Fraunhofer_ICT_IMM_Logo

Fraunhofer_ICT_IMM_LogoDas Institut für Mikrotechnik Mainz GmbH (IMM) soll bis zum Jahr 2018 ein eigenständiges Fraunhofer Institut werden. Darauf einigten sich bereits im vergangenen Jahr das Land Rheinland-Pfalz und die Fraunhofer-Gesellschaft (FhG). Von der Einbindung des IMM in die FhG sollen zukünftig alle Partner profitieren, indem der Technologieaustausch intensiviert, neue Kooperationsmöglichkeiten

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Revival vom HotModule


Das Know-how um das HotModule scheint doch nicht ganz verloren zu sein. FuelCell Energy Inc. (FCE), der US-amerikanische Hersteller von Brennstoffzellen-Kraftwerken, hat jetzt Teile aus dem Vermögen der MTU Friedrichshafen GmbH übernommen. Ende 2010 hatte Tognum, die Muttergesellschaft von MTU Friedrichshafen, seine Aktivitäten im Brennstoffzellensektor eingestellt (s. HZwei-Heft Oktober 2010), nachdem kein Investor für das ehemalige Tochterunternehmen MTU Onsite Energy gefunden worden war. Am 16. Mai 2012 übertrug aber nun MTU Friedrichshafen Materialvorräte von Brennstoffzellenkomponenten, Gerätschaften sowie Fertigungsanlagen an die FuelCell Energy Solutions GmbH (FCES), die deutsche Tochter des Unternehmens aus Danbury. Ziel von FCES ist die Fortführung der Entwicklungsarbeiten an der Schmelzkarbonatbrennstoffzellentechnik, um die Direct-FuelCell-Technik von FCE mit der HotModule-Technik von MTU zu verbinden.

Dafür wurde als weiterer Partner das Fraunhofer Institut für keramische Technologien und Systeme mit ins Boot geholt. Das IKTS übernahm mit Wirkung vom 30. Juni 2012 eine Minderheitsbeteiligung an FuelCell Energy Solutions. Gleichzeitig übertrug MTU Friedrichshafen Patente für Brennstoffzellentechnik sowie entsprechendes Know-how auf das IKTS. Prof. Dr. Alexander Michaelis, Direktor des Fraunhofer-Institutes, erklärte: „Durch die Kombination der technologischen Stärken von Fraunhofer mit den kommerziellen Stärken und der weltweiten Erfahrung von FuelCell Energy verfügt FuelCell Energy Solutions über ausgezeichnete Voraussetzungen, um mit einer klaren Marktstrategie und lokaler Fertigung hochwertige Arbeitsplätze in Deutschland und Europa zu generieren. Wir freuen uns sehr, unsere F&E-Kompetenzen in die Weiterentwicklung der Direct-FuelCell-Technologie einzubringen.“ FCE-Präsident Chip Bottone ergänzte: „Dieser Schritt setzt auf frühere Beziehungen zur MTU auf und vertieft die Beziehung zu Fraunhofer IKTS. […] Dieser Vertrag und der Aufbau der FCES GmbH ermöglichen es, eine kosteneffiziente Technologie für große Brennstoffzellen in kommerziellen Applikationen für ganz Europa zur Verfügung zu stellen. Wir bauen auf die Stärke und Führung der deutschen Bundesregierung bei der Umsetzung ihrer energiewirtschaftlichen Programme.“ Die bisher von MTU genutzten Fertigungsstätten in Ottobrunn sollen weiter genutzt werden. Außerdem wird FCES voraussichtlich die Serviceverträge mit den bisherigen HotModule-Kunden übernehmen.

Nationale Plattform Elektromobilität kritisiert Bundesregierung

Die Veröffentlichung des neuen Fortschrittsberichts der Nationalen Plattform Elektromobilität (NPE) lässt noch auf sich warten. Erste Auszüge aus dem Bericht waren zwar schon in den letzten Tagen vorab erschienen, heute stellte Dr. Peter Sallandt auf dem KONGRESS Forum Elektromobilität jedoch offiziell klar, dass die Zwischenergebnisse nicht vor Juni 2012 an die zuständigen Bundesminister übergeben werden.

Das allseits die Elektromobilitätsbranche beherrschende Thema ist derzeit der Abschwung nach dem Hype der letzten zwei Jahre. Dementsprechend begann auch Prof. Dr. Ulrich Buller, Vorstand der Fraunhofer-Gesellschaft, seine Begrüßungsrede auf dem KONGRESS in Berlin mit den Worten: „Der Hype ist vorbei. Wir durchschreiten jetzt das Tal der Enttäuschungen.“ Eine ähnliche Zwischenbilanz hätten auch einige Experten der Nationalen Plattform in den letzten Tagen gezogen, berichtete heute die Süddeutsche Zeitung. Demnach hätten sich ungenannte Experten aus dem Regierungsumfeld beklagt, dass “die Luft raus ist”.

Dennoch zeigte sich Peter Sallandt, Leiter der Gemeinsamen Geschäftsstelle Elektromobilität der Bundesregierung (GGEMO), zuversichtlich, indem er vor den rund 250 Teilnehmern feststellte: „Die Bundesrepublik befindet sich innerhalb der Marktvorbereitungsphase bis 2014 auf einem guten Weg. Es sind 15 Serienläufe in den nächsten ein bis zwei Jahren geplant.“ Dass jedoch anschließend tatsächlich ein erfolgreicher Markthochlauf stattfinden wird und 2017 gar der Massenmarkt folgt, glaubt derzeit nur noch eine Minderheit.

Stattdessen wird der Eindruck vermittelt, als wenn der Zeitpunkt der Veröffentlichung verzögert würde, um kritische Zwischentöne in die Zeit der Sommerpause zu verlagern. So hieß es am 11. Mai 2012 im Handelsblatt, dem die dritte NPE-Studie nach eigener Aussage bereits vorliegt, die NPE kritisiere unter anderem, dass der Bund die vorgeschlagenen Fördermaßnahmen nur zögerlich umsetze. Weiterhin zitiert die Zeitung aus der Studie: „Eine Abweichung oder Verzögerung könnte sich direkt in der Reduktion einer erreichbaren Absatzentwicklung in Deutschland niederschlagen.“ Die Süddeutsche Zeitung berichtete hierzu, dass deutlicher formulierte Passagen im NPE-Bericht, in denen mehr Geld zur Erreichung der Absatzziele gefordert wurde, in einer Sitzung des Lenkungskreises herausgestrichen wurden. Die Wirtschaftswoche hatte dazu am 12. Mai 2012 unter Berufung auf den Berichtsentwurf berichtet, dass nach jetzigem Stand „das gemeinsame Ziel von einer Million Elektrofahrzeugen in 2020 nicht erreicht“ würde.

Eine Zukunft für Schmelzkarbonat-Brennstoffzellen

FuelCell Energy, Hersteller von Schmelzkarbonat-Brennstoffzellen (molten carbonat fuel cell, MCFC) aus Danbury, Connecticut, verkündete am 22. Februar 2012, er habe eine Kooperationsvereinbarung unterzeichnet, um mit dem Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS) ein in Deutschland ansässiges Joint Venture zu gründen, das den europäischen Markt für seine stationären Kraftwerke Direct FuelCell® (DFC) vorbereitet. Prof. Alexander Michaelis, Direktor des IKTS, erklärte: „Deutschland benötigt dezentrale Grundlastkraftwerke und FuelCell Energy verfügt über marktreife Lösungen, somit ist es naheliegend für Fraunhofer, mit FuelCell Energy zusammen zu arbeiten.” Die Amerikaner übernehmen die Marktentwicklung sowie Service-Tätigkeiten für Direct-FuelCell-Aggregate. Darüber hinaus wollen sie Support für bereits in Europa installierte Schmelzkarbonat-Brennstoffzellen anbieten. Dies betrifft beispielsweise die so genannten HotModules, die von MTU Onsite Energy aus der Tognum-Gruppe aufgebaut wurden, bevor sich Tognum aus dieser Technologie zurückgezogen hat.

Entsetzen über den Solarausstieg von Philipp Rösler

Eigentlich wollte ich am vergangenen Freitag zur Einweihung einer Solar-Wasserstoff-Tankstelle am Fraunhofer-Institut für solare Energiesysteme ISE in Freiburg. Da war ich zwar auch, aber mindestens ebenso wichtig wie diese Feierlichkeiten zur Inbetriebnahme (Details dazu folgen) waren die emotionalen Äußerungen von Institutsleiter Prof. Eicke R. Weber zu einem ganz anderen Thema – und zwar zu den geplanten Kürzungen der Regierungskoalition im Photovoltaiksektor.

Bis zur Pressekonferenz am Nachmittag des 2. März 2012 verlief zunächst noch alles normal, aber bei der vorletzten Frage platzte es förmlich aus dem ausgewiesenen Solarfachmann heraus: „Das ist eine Schande für das Industrieland Deutschland.“ Gemeint war damit die von Bundeswirtschaftsminister Philipp Rösler anvisierte Deckelung des jährlichen Photovoltaik-Zubaus in der Bundesrepublik sowie die seiner Meinung nach überhastet durchgeführte Novellierung des Erneuerbare-Energien-Gesetzes, ja eigentlich die ganze Vorgehensweise, wie es überhaupt zu dieser Gesetzesvorlage gekommen ist.

Gefragt worden war der ISE-Chef eigentlich nur nach einem kurzen Statement anlässlich der geplanten Änderungen im EEG, aber einmal auf dieses Thema angesprochen redete sich Weber rasch in Rage. Mit immer roter werdendem Kopf resümierte er, wie in den vergangenen Monaten ausführlich und detailliert die bisherige Entwicklung von Experten analysiert worden war, um belastbare Zahlen zu bekommen, gemäß derer ein wohl durchdachtes Gesetz verabschiedet hätte werden können. Diese Pläne und all die Zahlen seien dann aber Anfang dieses Jahres innerhalb von zwei Wochen von Rösler über den Haufen geworfen worden. Gemeinsam mit dem Bundesumweltminister ist dann auf die Schnelle ein neuer Plan erdacht worden, jedoch ohne vergleichbare Datenbasis.

„Dieses ganze Verfahren ist unfassbar“, sprudelte es aus Eicke R. Weber heraus, „Wir haben einen Wirtschaftsminister, der der Energiewende schadet.“ […] „Dabei gefährden wir nicht nur die Photovoltaikindustrie, weil wir dem Ausland signalisieren, Deutschland sei kein verlässlicher Verhandlungspartner mehr.“ […] „Rösler untergräbt das Vertrauen.“ Dabei habe doch insbesondere ein Wirtschaftsminister gemäß seinem Amtseid speziell die Wirtschaft zu schützen und zu fördern, kritisierte der Institutsleiter.

Obwohl sich er– wie er selbst feststellte – schon emotional zurücknahm, benutzte der Professor deutliche Worte: „Das ist eine entsetzliche Botschaft!“ […] „Eine Menge Schaden ist schon angerichtet.“ Er kündigte jedoch an, dies nicht tatenlos hinzunehmen. Vielmehr werde er diese Fehlentscheidungen öffentlich auf dem Podium während der heutigen Demonstration am Brandenburger Tor in Berlin (Montag, 5. März 2012, 13:00 Uhr) ansprechen, damit die Gesetzesvorlage zur EEG-Novelle nicht wie geplant nach der 1. Lesung am 8. März im Bundestag in Kraft treten könne.

Sechs neue Technologiezentren für Elektromobilität

Der Hype um das Thema Elektromobilität, der jetzt schon zwei Jahre andauert, sowie die Förderpolitik der Bundesregierung haben dazu geführt, dass zahlreiche Institute ihre Forschungsaktivitäten im Elektromobilitätssektor intensivieren. Drei neue Elektromobilitätszentren haben bereits ihre Arbeit aufgenommen: Das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) eröffnete in Ulm am 15. September 2011 das Labor für Batterietechnologie eLab. In dem dreigeschossigen Gebäude (6.600 m2) sollen neue Produktionstechnologien für Lithium-Akkus erforscht und Sicherheits- sowie Lebensdauertests durchgeführt werden. Insgesamt 27 Mio. Euro werden dafür ausgegeben. Bundesverkehrsminister Dr. Peter Ramsauer sagte anlässlich der Eröffnung: „Mit dieser Investition stärken wir unsere nationale Kompetenz in Sachen Batterietechnologie erheblich.“

Gleich am nächsten Tag folgte die Einweihung des Fraunhofer Testzentrums für intelligente Netze und Elektromobilität IWES-SysTec, das für insgesamt 9,5 Mio. Euro mit Mitteln aus dem Konjunkturpaket II in Fuldatal-Rothwesten gebaut wurde. Das Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) will dort unter anderem Komponenten für die Elektromobilität entwickeln und testen. Institutsleiter Prof. Dr. Jürgen Schmid sagte: „Mit dieser Einrichtung hat das Kasseler IWES seine europaweit einzigartige Stellung als Forschungs- und Entwicklungszentrum zur Integration der erneuerbaren Energien in Versorgungsnetze weiter ausgebaut.“ Nur wenige Tage später, am 24. September, schlossen sich in Karlsruhe die Feierlichkeiten zur Eröffnung des eMobilitätszentrums an. 15 Partnerunternehmen präsentieren in dem am Ostring gelegenen Kompetenz-, Ausstellungs- und Testzentrum neueste Produkte und Technologien rund ums Thema Elektromobilität.

Etwas weiter im Norden, in Dortmund, wird derzeit noch gebaut, und zwar am TechnologieParkDortmund. Unter Federführung der Technischen Universität Dortmund sollen bis 2014 Fördergelder in Höhe von 7,2 Mio. Euro investiert werden, um ein Kompetenz- und Innovationszentrum für Elektromobilitätsinfrastruktur und Netze zu entwickeln und aufzubauen. Als Fünftes wird Bad Neustadt ein Technologiezentrum erhalten. Das bayerische Wissenschaftsministerium gab im August sein Okay für das auf fünf Jahre angelegte 4,5-Mio.-Euro-Förderprojekt. Die Leitung übernimmt zunächst kommissarisch Prof. Bernhard Arndt, bis ein Stiftungsprofessor gefunden worden ist.

Der Sechste im Bunde ist der Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik, der im September in Offenbach die Bauarbeiten des bundesweit ersten Batterie- und Umwelt-Testzentrums startete. Der VDE plant ein 2.500 Quadratmeter großes Labor, in dem nahezu alle Batterien getestet werden können. Anfang 2012 soll es seinen Betrieb aufnehmen. „Mit dem Labor erweitert der VDE sein Dienstleistungsspektrum im Bereich Elektromobilität und untermauert seine Expertise in dieser für Deutschland so wichtigen Zukunftstechnologie“, sagte Vorstands-Chef Dr. Hans Heinz Zimmer.

Zunehmendes Interesse an Elektrolyseuren

Das neu aufkeimende Interesse an Elektrolysesystemen zeigte sich auch auf dem Elektrolyse-Workshop, den die Nationale Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NOW) am 9. Mai 2011 in Berlin abhielt. Anlass war die Vorstellung der Ergebnisse einer Auftragsstudie („Stand und Entwicklungspotenzial der Wasserelektrolyse zur Herstellung von Wasserstoff aus regenerativen Energien“), die das Fraunhofer ISE im letzten Jahr in Zusammenarbeit mit FCBAT für das NOW erstellt hat. In ihr wurden der Stand der Technik, die Erfahrung bei der Kopplung der Wasserelektrolyse mit erneuerbaren Energien und die aktuellen Akteure in diesem Bereich beschrieben und bewertet. Außerdem wagt die Studie eine Prognose der Elektrolyseentwicklung bis ins Jahr 2030.

Das überaus rege Interesse an der Veranstaltung und dem Bericht belegt, dass ein enormer Bedarf an mehr Informationsaustausch besteht. Die Studie machte deutlich, dass in der konventionellen Elektrolyseurtechnik innerhalb der letzten Jahrzehnte kaum eine Weiterentwicklung stattgefunden hat. Dr. Tom Smolinka vom Fraunhofer ISE erklärte: „In Deutschland ist die Elektrolyseurentwicklung nahezu zum Erliegen gekommen.“ Nach seinen Schätzungen gibt es bei den Entwicklern weltweit nur 500 Arbeitsplätze im Bereich alkalischer und 200 bei PEM-Elektrolyseuren. Aufgrund der hohen Kosten verglichen mit anderen Wasserstoffherstellungsverfahren war kaum in diese Technik investiert worden. Die Europäische Union habe jedoch mittlerweile erkannt, dass hier dringender Handlungsbedarf besteht, und über das JTI neue Ausschreibungen – auch für Hochtemperatursysteme – aufgesetzt. Smolinka empfahl daher eine „Reaktivierung der Forschungslandschaft.“

Über diesen Workshop wurde auch im Rahmen der diesjährigen DWV-Mitgliederversammlung am 19. Mai in Schwieberdingen lebhaft diskutiert. Verbandsvertreter signalisierten daher, sich diesem Thema zukünftig noch stärker widmen zu wollen.

Download der Workshop-Vorträge: www.now-gmbh.de

Tankstelle für solaren Wasserstoff

Das Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme (ISE) kümmert sich nicht nur – wie allein der Name vermuten ließe – um Solarenergie. Schon seit Jahren beschäftigen sich die in Freiburg ansässigen Wissenschaftler auch intensiv mit Wasserstoff und Brennstoffzellen. Dieses Engagement soll jetzt in ein einmaliges Solar-Wasserstoff-Konzept münden: In eine Tankstelle, an der solar erzeugter Wasserstoff bereitgestellt wird.
Nachdem der Bau dieser neuen Solar-Wasserstoff-Tankstelle bereits während der f-cell 2010 Ende September in Stuttgart angekündigt worden war, erfolgte Ende 2010 die Konkretisierung: Nach der aktuellen Planung soll in Freiburg in unmittelbarer Nähe zum Fraunhofer ISE die gesamte Energieumwandlungskette von der Sonnenenergie bis zum Fahrzeugtank realisiert werden. Vor Ort werden eine Photovoltaik-Anlage, ein Elektrolyseur inklusive Kompressionsanlage, ein H2-Speicher sowie eine Zapfsäule errichtet. Dazu sagte Dr. Christopher Hebling, Abteilungsleiter Energietechnik am Fraunhofer Institut: „Das Fraunhofer ISE bringt hier über 20 Jahre Erfahrung sowohl in der Solarenergie- als auch in der Wasserstofftechnologieforschung ein.“
Die Bauarbeiten werden mit Mitteln des Baden-Württembergischen Ministeriums für Umwelt, Naturschutz und Verkehr unterstützt und sollen bis Ende 2011 abgeschlossen sein. Ministerialrat Stefan Gloger, Leiter des Referats Forschung, Umwelttechnik, Ökologie im Landesumweltministerium, erklärte: „Das Land Baden-Württemberg misst der Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie seit vielen Jahren große Bedeutung bei, sowohl für die stationäre Nutzung als auch im Bereich der Elektromobilität.“ Im Rahmen des Landesinfrastrukturprogramms (LIP) für Wasserstoff und Brennstoffzellentechnologie werden drei Regionen in dem südwestlichen Bundesland besonders gefördert: Stuttgart, Karlsruhe und auch Freiburg. In der Landeshauptstadt Stuttgart ist eine Wasserstofftankstelle am Gaskessel in der Talstraße geplant. Darüber hinaus ist dort über die Modellregion Elektromobilität eine Vielzahl an Teilprojekten angesiedelt (s. HZwei-Heft Jul. 2010). Eine weitere H2-Station wird am Karlsruher Institut für Technologie KIT auf dem Campus Nord in Eggenstein-Leopoldshafen mit einer Versorgung aus regenerativen Quellen entstehen. Beide sollen nach der so genannten „cold-fill“-Methode arbeiten, bei der gekühlter Wasserstoffs (-40 °C) mit 700 bar innerhalb von drei Minuten getankt werden kann. Die dritte Tankstelle kommt nach Freiburg.
Parallel zum Aufbau dieser H2-Station koordiniert das Fraunhofer ISE ein Demonstrationsprojekt, das den Einsatz von Brennstoffzellenfahrrädern in Freiburgs Innenstadt zum Inhalt hat. Darüber hinaus startete am 25. Oktober 2010 der Bau eines neuen Laborgebäudes am ISE, das mittlerweile auf über 1.000 Mitarbeiter angewachsen ist.