KI und Wasserstoff stehen im Fokus der diesjährigen Hannover Messe. Die Messevorschau der HZwei zeigt, was an Neuem auf der Hannover Messe und insbesondere der Hydrogen + Fuel Cells Europe zu sehen ist.
Die industrielle Transformation hin zur Klimaneutralität nimmt immer mehr Fahrt auf. Daher steht auch auf der Hannover Messe dieses Jahr die Dekarbonisierung der Industrie im Mittelpunkt des Interesses. Der Energiewirtschaft kommt dabei die entscheidende Rolle zu. Dabei fußt die Transformation auf zwei Treibern: künstlicher Intelligenz (KI) und Wasserstoff. Denn klar ist, dass ohne eine Wasserstoffwirtschaft keine klimaneutrale Industrie denkbar ist.
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Über 500 Aussteller zum Thema Wasserstoff werden auf der Hannover Messe 2024 vertreten sein. Die meisten davon im Rahmen der Hydrogen + Fuel Cells Europe in Halle 13. Auch das diesjährige Partnerland Norwegen mit seinem Motto „Pioneering the Green Industrial Transition“ stellt die kohlenstoffneutrale Produktion und neue digitale Lösungen auf seinem Wasserstoffpavillon (Stand D30) in den Fokus. Ebenfalls im Zeichen der Wasserstoffwirtschaft steht die norwegisch-deutsche Energiekonferenz „Renewable Dialogue – North Sea Energy Hub“, die am 23. April 2024 im Convention Center stattfindet. Diese Konferenz will insbesondere Geschäftsmodelle der H2-Wirtschaft konkretisieren. Wasserstoff ist auch ein zentraler Baustein der Arena zur All Electric Society. Diese Arena ist direkt angegliedert an den ZVEI-Stand in der Mitte der Halle 11, Stand B58
Welche Produkte, Dienstleistungen und Geschäftsmodelle die Wasserstoffwirtschaft heute schon anbietet, werden die Aussteller der Hydrogen + Fuel Cells Europe zeigen. Wichtige Akteure und Neuheiten stellt HZwei in dieser Messevorschau vor.
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Brennstoffzellentechnik
Die Proton Motor Fuel Cell GmbH präsentiert auf der Hydrogen + Fuel Cells Europe ihr Brennstoffzellensystem HyModule S4. Es ist für stationäre Anwendungen in Wohnhäusern, kleinen Industriekomplexen sowie als Notstromversorgung und Off-Grid-Stromversorgung gedacht. Das Gerät bietet einen niedrigeren Leistungsbereich von 4,1 kWel und einen Ausgangsspannungsbereich von 28 bis 55 VDC. Der H2-Versorgungsdruck beträgt 1,5 bis 7 bar. Das HyModule S4 verwendet die flüssigkeitsgekühlte BZ-Technologie HyStack 200 von Proton Motor und ist in einer Umgebungstemperatur von 5 bis 40 °C einsetzbar.
Abb. 2: Das BZ-System HyModule S4 für stationäre Anwendungen, Proton Motor, Halle 13, Stand E34
Der Automobilkonzern Honda kommt mit dem Prototyp seines neuen Brennstoffzellenmoduls nach Hannover. Das Modul ist für H2-Pkw, Nutzfahrzeuge, Baumaschinen und stationäre Stromerzeuger konzipiert. Die Brennstoffzelle in kompakten Abmessungen verfügt über eine hohe Ausgangsleistung und eine schnelle Startzeit, selbst in Umgebungen mit niedrigen Temperaturen. Für die Anwendung in Schwerlast-Nutzfahrzeugen hat Honda bereits gemeinsam mit Isuzu Motors damit begonnen, den Brennstoffzellenantrieb der nächsten Generation zu testen. Ein Prototyp ist schon auf öffentlichen Straßen unterwegs. Die Einführung eines Serienmodells ist für das Jahr 2027 geplant.
Abb. 3: Das BZ-Modul FCS-26 von Honda ist auch als saubere und leise Notstromquelle geeignet, Honda, Halle 13, Stand C56, Foto: Honda
SFC Energy, Hersteller von Wasserstoff- und Methanol-Brennstoffzellen, hat die Leistungsklasse seiner mobilen Lösung efoy H2Genset erweitert. Die mobile Lösung ist als Alternative zu herkömmlichen Dieselgeneratoren gedacht. Sie kann für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden, z. B. auf Baustellen, bei Events, auf Festivals und in abgelegenen Standorten mit temporärem Strombedarf.
Abb. 4: Mobiles Brennstoffzellengerät für den Einsatz auf Baustellen oder Festivals, Foto: SFC Energy, SFC Energy, Halle 13, Stand C04
Ballard Power Systems hat in diesem Jahr keine eigene Präsenz auf der Hannover Messe. Das Unternehmen ist jedoch Teil einer kanadischen Delegation, die an einer gemeinsamen Präsentation von über 300 Ausstellern aus 25 Ländern auf dem Gebiet der Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie beteiligt ist. Derzeit werden weltweit fast 4.000 Lkw und Busse mit Brennstoffzellen von Ballard betrieben (s. auch S. 61). Die Brennstoffzellen werden auch in mehreren Wasserstoffschiffen, Zügen und Wasserstoffprojekten mit globalen Partnern eingesetzt. Auf der Hannover Messe wird Ballard im kanadischen Pavillon zeitweise mit einem Experten für Brennstoffzellentechnologie vertreten sein.
Ballard Power, Halle 13, Stand D40
Wasserstoffbereitstellung
AEG Power Solutions stattet Wasserstoffanlagen mit Gleichstromversorgungssystemen aus. Die Elektrolyseur-Stromversorgung des Unternehmens soll stabilen Strom und Leistung über einen weiten Spannungsbereich bieten. Sie eignet sich für die Produktion von grünem Wasserstoff mit schwankenden erneuerbaren Energiequellen, da diese Elektrolyseur-Stromrichter eine hohe Gleichstromdynamik und eine hohe Effizienz bei der Netzkonformität auch im Teillastbetrieb bieten. Um den Platzbedarf, die Installationszeit und die Kosten zu reduzieren, bietet AEG Power Solutions skalierbare Plug-&-Play-Lösungen an. Diese Lösungen können bis zu acht DC-3-Module parallel umfassen, die bis zu 16 MW, 1.500 VDC und 25,6 kADC liefern.
Abb. 5: Die Plug & Play-Elektrolyseur-Stromversorgung umfasst bis zu acht DC-3-Module, Foto: AEG Power Solutions, AEG Power Solutions, Halle 13, Stand B45
Das Unternehmen Siqens hat eine elektrochemische Wasserstoffseparations-Technologie (EHS) entwickelt. Anders als bei der Elektrolyse von Wasser will das Unternehmen damit Wasserstoff aus Biogas, Methanol oder Methan gewinnen. Das EHS-Verfahren erlaubt laut Hersteller auch die Separation von Wasserstoff aus natürlichen Vorkommen. Eine weitere Anwendung ist die Abtrennung von Wasserstoff, der über das Erdgasnetz transportiert wird.
Abb. 6: Das EcoCabinet von Siqens. Foto: Siqens, Siqens, Halle 2, Stand A42
Brennstoffzellen- und Elektrolyseurkomponenten
Der neue Befeuchter HumidiPower von Pentair ist für PEM-Brennstoffzellen konzipiert. Er fungiert als Wärme- und Feuchtigkeitsaustauscher. Das Gerät verfügt laut Hersteller über ein patentiertes, spiralförmig gewickeltes Hohlfaserdesign, um eine effiziente Feuchtigkeitsübertragung an Luft und andere Gase zu gewährleisten. Ein geringer Druckabfall soll den Energieverbrauch minimieren. Die Ableitung der Feuchtigkeit aus dem Abgas der Brennstoffzelle dient der Wiederverwendung im Spülgas.
Abb. 7: Der HumidiPower sorgt für ausreichend Feuchtigkeit in der PEM-Brennstoffzelle, Foto: Pentair, Pentair, Halle 13, Stand F46
Parker Hannifin zeigt auf seinem Stand die neuesten Entwicklungen im Bereich der Brennstoffzellentechnologie. An einem interaktiven Tisch können Besucher einen Blick in einen Elektrolyseurbehälter werfen und darin Komponenten von Parker suchen. Neu ist der horizontale Gasfilter Peach Gemini PuraSep. Der Filter enthält zwei Stufen und jeweils zwei Trommeln. Die obere Trommel dient der Trennung von Feststoffen und Flüssigkeiten, während die untere Trommel die Flüssigkeit auffängt. Ein Teil der Feststoffe fließt in die untere Trommel unterhalb der ersten Stufe, aber der größte Teil der Feststoffe sammelt sich auf den Elementen und auf dem Boden des oberen Fasses der ersten Stufe. Ebenfalls neu ist ein Befeuchter für BZ-Fahrzeuge und die H70-08-HRS-Schläuche für H2-Anwendungen.
Abb. 8: An einem interaktiven Tisch können Besucher einen Blick in einen Elektrolyseur-Behälter werfen und darin Komponenten von Parker suchen Foto: Parker Hannifin, Parker Hannifin, Halle 13, Stand C55
Fischer Fuel Cell Compressor aus der Schweiz stellt Luftkompressoren für Brennstoffzellensysteme her. Deren besondere Lagertechnik soll eine hohe Leistung und Effizienz auch dann ermöglichen, wenn das Brennstoffzellensystem in großen Höhen operiert. Daher finden die Kompressoren neben den klassischen BZ-Anwendungen in Fahrzeugen, Zügen, Schiffen oder stationären Einheiten auch in der Luftfahrt ihren Platz. Die Geräte befinden sich nicht nur im Prüfbetrieb, sondern sind im mehrstündigen Flugeinsatz. Das Unternehmen hat zudem seine Produktionskapazität auf jährlich 5.000 Einheiten erweitert.
Abb. 9: Kompressoren von Fischer sind auch für die Luftfahrt geeignet, Foto: Fischer Fuel Cell Compressor, Fischer Fuel Cell Compressor, Halle 13, Stand E46
Auch der dänische Spezialist für BZ-Kompressoren Rotrex präsentiert einen neuen Luftkompressor. Der EK40CT-2429 verfügt über eine zusätzliche Turbinen-/Expander-Ausstattung. Dieser neue Kompressor soll sich für stationäre, maritime und luftfahrttechnische Anwendungen mit großen Brennstoffzellenstapeln mit bis zu 400-kW-Ausgangsleistung eignen.
Abb. 10: Der neue Brennstoffzellenkompressor von Rotrex, Foto: Rotrex, Rotrex, Halle 13, Stand C15
Das Schweizer Unternehmen Celeroton Fuel Cell entwickelt und produziert ultrahochdrehende Turbokompressoren und Antriebssysteme für Brennstoffzellenanwendungen. Alle BZ-Kompressoren von Celeroton sind mit eigens entwickelten Gaslagern ausgestattet, die eine hohe Effizienz, einen ölfreien Betrieb und eine lange Lebensdauer ermöglichen sollen. Mit dem CTi-1100 präsentiert das Unternehmen die zweite Generation des Turbokompressors mit integriertem Inverter für Intralogistik, Range Extender, stationäre Anlagen und Drohnen. Ebenfalls neu ist der CTi-2001 mit integriertem 80-V-Wechselrichter, der für Intralogistik- und Off-Road-Anwendungen gedacht ist.
Zudem baut Celeroton Fuel Cell seine Produktpalette für Anwendungen mit höherer Leistung weiter aus. Der neue Turbokompressor CTE-4000 in Verbindung mit dem Wechselrichter CC-4000 soll die Luftversorgung für Brennstoffzellen mit 100 bis 200 kW Nettoleistung bereitstellen. Das neue System wird mit einem optionalen Turbinenexpander und mehreren aerodynamischen Varianten ausgestattet sein.
Abb. 11: Turbokompressor mit 100 bis 200 kW Nettoleistung, Quelle: Celeroton Fuel Cell, Celeroton, Halle 13, Stand D49
PDC Machines aus den USA produziert Membrankompressionssysteme und Wasserstoffkompressoren. Über das neue Online-Portal MyPDCMachines können Kunden einen digitalen Betriebszwilling ihrer installierten PDC-Anlagen verwalten. Das Portal bietet den Zugriff auf wichtige Informationen wie den Gerätestatus, empfohlene Wartungspläne, Inbetriebnahmeberichte, Servicehistorie, Handbücher und Datenblätter. Zudem ermöglicht es die Bestellung von Ersatzteilen. Neu ist auch eine PDC-Toolbox, die Kunden beim Service und der Wartung von PDC-Kompressoren helfen soll.
Abb. 12: Zugang per QR-Code zum Online-Portal MyPDCMachines, Grafik: PDC Machines, PDC Machines, Halle 13, Stand E50/2
Der Gasanalyse-Spezialist Archigas aus Rüsselsheim präsentiert eine neuartige Messtechnologie zur feuchtigkeitsunabhängigen H2-Detektion. Dazu hat das Unternehmen in gemeinsamer Entwicklungsarbeit mit der Hochschule Rhein-Main das Wärmeleitfähigkeitsmessprinzip technisch neu umgesetzt und mit Halbleitertechnologie kombiniert. Mit unter 30 Millisekunden soll der neue Sensor von Archigas eine besonders hohe Reaktionsgeschwindigkeit aufweisen. Kommt Kondensat in Kontakt mit Sensorik zur Gasanalyse, führt dies meist zu deren sofortiger Zerstörung. Daraus, dass Wasser an den verschiedensten Stellen der H2-Prozesskette auftreten kann, können Sicherheitslücken resultieren und hohe Kosten entstehen. Das spezielle Konstruktionsdesign des Messmoduls soll daher einem Kontakt von Kondensat mit der Sensorik effektiv entgegenwirken.
Abb. 13: Da Wasserstoff hochreaktiv ist, sollte seine Detektion über die ganze Prozesskette in Echtzeit erfolgen, Foto: Archigas, Archigas, Halle 13, Stand C16
Wasserstoffzapfsäulen
In diesem Jahr stellt Maximator Hydrogen seine neueste Generation von Wasserstoffzapfsäulen vor. Der Max Dispenser 1.5 verfügt über ein Multimedia-Display mit Touchfunktion, Mikrofon, Lautsprecher und NFC-Reader zur direkten Bezahlung. Das ermöglicht es den Nutzenden, eine genaue Betankungsanleitung zu erhalten und den Befüllstatus ihres Fahrzeuges zu sehen. Gleichzeitig dient das Display als Schnittstelle zum 24/7-Support, der Anwendern bei Fragen jederzeit zur Verfügung steht.
Dank der eingebauten Neigungserkennung wird der Dispenser bei Gefahrensituationen, wie z. B. beim Aufprall eines Fahrzeugs, in einen sicheren Zustand versetzt. Der H2-Zufluss wird gestoppt, das Entlastungsventil geöffnet und der Dispenser wird stromlos geschaltet. Die Zapfsäule kann Pkw und Schwerlastfahrzeuge mit 700 bar oder 350 bar befüllen.
Abb. 14: Dank der eingebauten Neigungserkennung wird der Dispenser bei Gefahrensituationen in einen sicheren Zustand versetzt> Foto: Maximator Hydrogen, Maximator Hydrogen, Halle 13, Stand C26
Auch Linde stellt auf der Hydrogen + Fuel Cells Europe eine neue Wasserstoffzapfsäule vor. Der HyQ-Dispenser soll eine hohe Leistung bei der H2-Betankung bieten. Darüber hinaus soll er energieeffizient, sehr leise und für Wartungsarbeiten optimiert sein.
Abb. 15: Kartenzahlung an der neuen Linde-Wasserstoffzapfsäule, Foto: Linde, Linde, Halle 13, Stand D55/1
Komponenten für Wasserstoffzapfsäulen
Norgren bietet unter seiner Marke Buschjost jetzt H2-Hochdruck-Magnetventile mit FM-zugelassenen Spulen für den nordamerikanischen Markt an. Damit kann das Unternehmen nun Kunden bedienen, die Wasserstofftankstellen oder Wasserstofflager für Korea, China, Europa oder die USA bauen. Die Ventile sind für einen Druck bis 1.050 bar ausgelegt.
Neu sind auch Sauerstoff-Magnetventile und -Regler, die das Unternehmen speziell nach den Industriegasnormen für Elektrolyseanwendungen entwickelt hat. Zudem bietet das Unternehmen elektrische Hochdruck-Proportionalregler für Wasserstoffzapfsäulen an.
Abb. 16: Hochdruck-Magnetventil mit FM-zugelassenen Spulen für den nordamerikanischen Markt Foto: Norgren, Norgren, Halle 13, Stand E13
Auch Eugen Seitz aus der Schweiz kommt mit einem neuen Magnet-Hochdruckventil für Wasserstoffanwendungen nach Hannover. Das Ventil verfügt über eine integrierte Stellungsanzeige und soll somit eine optimale Systemzustandsinformation gewährleisten.
Abb. 17: Das neue H2-Magnet-Hochdruckventil mit Stellungsanzeige, Grafik: SeitzValve, Eugen Seitz, Halle 13, Stand D50
Bürkert stellt bei seinem Messeauftritt die neue Spulentechnologie Kick and Drop in den Mittelpunkt. Diese Technologie soll in Ventilen bis zu 80 Prozent Energieeinsparung, 45 K geringere Eigenerwärmung und 200 Prozent mehr Schaltdruck im Vergleich zu herkömmlichen Spulen erreichen. Die Kick-and-Drop-Spule ist mit einer Doppelwicklung mit Anzugs- und Haltewicklung ausgestattet. Bei der Kick-and-Drop-Elektronik wird durch einen hohen Stromimpuls die Spule übererregt. Dadurch wird die benötigte Anzugskraft, welche das Ventil zum Öffnen benötigt, erzeugt. Nach rund 500 Millisekunden schaltet die Kick-and-Drop-Elektronik in einen energiesparenden Haltebetrieb. Dabei wird die Leistungsaufnahme drastisch gesenkt.
Abb. 18: Kick-and-Drop-Spule von Bürkert, Foto: Bürkert, Bürkert, Halle 13, Stand C30
Forschung
Das DLR-Institut für Technische Thermodynamik ist auf der Hydrogen + Fuel Cells Europe mit den Abteilungen für Energiesystemintegration und Elektrochemische Energietechnik vertreten. Das Institut entwickelt elektrochemische Reaktoren auf der Basis von Protonen-Keramiken. Protonen-Keramik-Brennstoffzellen betreibt man bei Temperaturen zwischen 400 und 600 °C. Die Elektrodenkonfiguration trennt die Dampfzufuhr von der Wasserstoffproduktion und verhindert so eine Verdünnung der beiden Ströme. Diese neuartigen Zellen sind vielseitig: Sie können elektrochemisch komprimierten Wasserstoff liefern, sie können die Protonierung von Molekülen wie CO oder CO2 in wertvolle Rohstoffe ermöglichen und sie können gleichzeitig als konventionelle Brennstoffzelle zur Energieversorgung eingesetzt werden.
In dem H2Mare-Teilprojekt PtX-Wind erforscht das DLR die Offshore-Produktion von grünem Wasserstoff und Power-to-X-Produkten. Auf der Messe stellt das Forschungsinstitut dazu die transportable Plattform XPlore vor. Diese dient der Untersuchung verschiedener Elektrolysetechnologien in Koppelung mit unterschiedlichen Synthesetechnologien.
Abb. 19: Die transportable Plattform XPlore dient für Offshore-Tests, Grafik: DLR (basierend auf CAD von TUB-EBMS) DLR, Halle 13, Stand B36
Das Zentrum für BrennstoffzellenTechnik (ZBT) legt bei seiner diesjährigen Messepräsenz den Schwerpunkt auf die Themen Elektrolyse und Wasserstoffderivate. Das Forschungsinstitut zeigt das Modell eines Ammoniak-Cracking-Reaktors, der in einem 3D-Metalldruck hergestellt wurde. Auch ein maßstäbliches Modell der zugehörigen Cracker-Anlage für mobile Einsätze wird zu sehen sein. Die Anlage wurde für eine Segeljacht konzipiert und inzwischen als Teil eines kompletten Ammoniak-Schiffsantriebs in der Sportjacht Ammonia Sherpa installiert.
Abb. 20: Ammoniak-Cracker-Anlage zum Einsatz auf einer Segeljacht, Grafik: ZBT
Die Elektrolyse-Abteilung der Duisburger präsentiert in Hannover neue edelmetallfreie Membran-Elektrodeneinheiten und stellt Methoden zur Qualitätskontrolle von PEM-Elektrolyseuren vor. Im Bereich der Materialqualifizierung zeigt das ZBT Methoden zur Charakterisierung und Detektion von Schadensphänomenen an Brennstoffzellenkomponenten wie Membran-Elektrodeneinheiten oder Beschichtungen von Bipolarplatten.
ZBT, Halle 13, Stand E40
Das Fraunhofer ISE präsentiert in Hannover eine AEM-Laborelektrolysezelle. Diese ist eine Weiterentwicklung des PEM-Elektrolysezellen-Designs und soll der präzisen Charakterisierung und Qualifizierung verschiedener Komponenten wie Membranen, poröser Transportschichten und Katalysatoren dienen. Dies geschieht bei Drücken bis etwa 10 bar, erhöhten Stromdichten von über 5 A/cm² und unter präziser Temperaturkontrolle durch eine integrierte Heizung. Das Institut bietet zudem Kunden Messdienstleistungen für PEM- und AEM-Elektrolyseure und eine Analyse der Messergebnisse an, um Möglichkeiten zur Verbesserung der Kundenprodukte aufzuzeigen.
Auch ein neues Design von Membran-Elektroden-Einheiten (MEA) für die Elektrolyse und mobile Brennstoffzellen, die im Siebdruck- oder Schlitzdüsenverfahren mit kommerziell erhältlichen Materialien hergestellt wurden, ist Teil des Messeauftritts.
Abb. 21: Am Fraunhofer ISE entwickelte AEM-Laborelektrolysezelle (4cm²) zur Vermessung der Katalysatoren unter industrierelevanten Bedingungen und unter Integration von externen Magnetfeldern Foto: Fraunhofer ISE, Halle 13, Stand C41
Auf der diesjährigen Hannover Messe stellt das Fraunhofer IMM auf dem Fraunhofer-Gemeinschafsstand eine kompakte Anlage zur Ammoniakspaltung vor. Diese kann zur dezentralen Bereitstellung von Wasserstoff, etwa für Wasserstofftankstellen, dienen. In maritimen Anwendungen kann eine solche Anlage die Versorgung von Brennstoffzellen mit Wasserstoff oder die Zufuhr von zündfähigem „Spaltgas“ für Schiffsmotoren leisten.
Thema auf der Sonderausstellungsfläche der Hydrogen + Fuel Cells Europe sind Power-to-Gas-Verfahren wie die Methanisierung in kompakten, mikrostrukturierten Reaktoren. Zudem stellt das Fraunhofer IMM Reformersysteme vor, mit denen Wasserstoffträger wie Methanol, Ethanol und synthetische Kohlenwasserstoffe für die wasserstoffbasierte stationäre und mobile Energieversorgung genutzt werden können. Für diese Reformersysteme entwickelt das Institut Katalysatoren und katalytische Beschichtungen für Mikrostrukturen.
Abb. 22: Die auf Ammoniak und Methanol basierten Systeme zur stationären und dezentralen Energieversorgung sind in Halle 2, Stand B24 zu sehen Foto: Fraunhofer IMM, Fraunhofer-Gemeinschafsstand, Halle 2, Stand B24, Fraunhofer IMM, Halle 13, Stand C47/1, Sonderausstellungsfläche
Maschinenbau
Der Sondermaschinenbauer Graebener Maschinentechnik präsentiert eine Presse für die Herstellung von alkalischen Elektrolyseur-Stacks. Der aus Bipolarplatten bestehende, vormontierte Stack wird zunächst in die Maschine eingefahren. Dort wird er auf eine definierte Höhe zusammengedrückt, bis innerhalb des Stacks ein bestimmter Druck erreicht ist. Dieser Druck muss dann unverändert über mehrere Stunden aufrechterhalten werden. In dieser Zeit kann man den Stack mithilfe weiterer Verfahren allen notwendigen technischen Prüfungen unterziehen.
Die Stack-Presse für Elektrolyseure verfügt über eine Kraft von 800 Tonnen und kann Stacks mit einer maximalen Höhe von etwa 3 m, einem maximalen Durchmesser von 1,60 m und einem Gewicht von bis zu 12 Tonnen aufnehmen. Um während des Betriebs Montagearbeiten bei maximaler Sicherheit gewährleisten zu können, wurde bewusst auf einen hydraulischen Antrieb verzichtet. Stattdessen erfolgt das Zusammendrücken des Stacks innerhalb der Presse mit sechs servomotorisch angetriebenen Spindeleinheiten. Diese werden im Gleichlaufverfahren betrieben und sollen damit eine besonders homogene Komprimierung des Stacks ermöglichen.
Abb. 23: Die neue Stack-Presse für Elektrolyseure, Foto: Graebener Maschinentechnik, Graebener Maschinentechnik, Halle 13, Stand E42
Der Laserschweißspezialist AWL-Techniek Holding aus den Niederlanden entwickelt Laserschweißgeräte und komplette Fertigungsstraßen für Bipolarplatten. Die neue Laser-Mikroschweißzelle kann laut Hersteller einen Fokus von 0,052 mm erreichen und damit in Hochgeschwindigkeit schweißen. Damit gelinge das anspruchsvolle Verschweißen der hauchdünnen Bipolarplatten.
Abb. 24: Im Experience Center hat AWL eine Versuchslage aufgebaut, die auch eine automatisierte Qualitätskontrolle der Bipolarplatten ermöglicht Foto: AWL, AWL-Techniek, Halle 13, Stand F49
Das belgische Unternehmen Borit ist auf die Umform-, Schneid-, Schweiß- und Versiegelungstechnologien spezialisiert, die für die Herstellung von Bipolarplatten aus Metall für Brennstoffzellen und Zwischenverbindungen für Elektrolyseure erforderlich sind. Der Trend bei Bipolarplatten geht laut Borit zu immer dünneren Materialien in der Größenordnung von 50 bis 100 Mikrometern, um Gewicht einzusparen. Borit entwickelt die geeigneten Technoligien für solche Materialien.
Abb. 25: Bipolarplatten von Borit, Foto: Borit, Borit, Halle 13, Stand C19
Maceas, eine 100-prozentige Tochter von Worthmann Maschinenbau, fokussiert sich auf die Helium-Dichtheitsprüfung im Vakuum und unter Atmosphäre sowie auf die Ultraschall-Gasblasen-Detektion im Wasserbad. Das Unternehmen ist in den Bereichen Wasserstoff, Elektrolyse, Brennstoffzelle und Batteriekomponenten sowie Wärmespeichertechnologie aktiv. In Hannover zeigt das Unternehmen eine neue vollautomatische Helium-Vakuum-Dichtheitsprüfanlage für metallische und graphitische Bipolarplatten.
Abb. 26: Neue Anlage von Maceas zur Dichtheitsprüfung von Bipolarplatten, Foto: Maceas GmbH, Maceas, Halle 13, Stand E53/1
Katalysatoren und Membranen
Pajarito Powder hat eine neue Produktionsanlage für Katalysatoren in Brennstoffzellen- und Elektrolyseur-Stacks an seinem Hauptsitz in Albuquerque im US-Bundesstaat New Mexico aufgebaut. Das Unternehmen nutzt Platingruppenmetalle in seinen Katalysatoren, um eine hohe Leistung und eine gute Stabilität und Haltbarkeit zu erreichen. Mit der neuen Produktionsanlage hat Pajarito Powder das Produktionsvolumen für BZ-Katalysatormaterial verdreifacht und die hauseigene Fertigung von Katalysatoren für die Herstellung grünen Wasserstoffs verdoppelt.
Abb. 27: Neue Produktionsanlage für wesentlich höhere Kapazität, Grafik: Pajarito Powder, Pajarito Powder, Halle 13, Stand A40
Der chinesische Hersteller Anhui Contango New Energy Technology zeigt in Hannover eine großformatige katalysatorbeschichtete Membran (CCM) auf verschiedenen PEM-Varianten. Die CCM soll eine hohe Stromdichte und einen niedrigen Iridium- und Platinanteil aufweisen. Contango hat vergangenes Jahr etwa 20 MW CCM an große chinesische Wasserelektrolyseure geliefert. Auch für europäische Kunden ist das Produkt laut Anbieter interessant.
Anhui Contango New Energy Technology, Halle 13, Stand A21
Carbon Energy Technology aus China produziert Kompositmembranen. Das neue Produkt des Unternehmens besteht aus einem organischen Polymer, Keramikpulver und einem Trägermaterial. Es gibt die Membranen in den Stärken 200 und 500 µm. Sie dienen der alkalischen Elektrolyse von Wasser, denn sie können effizient Wasserstoff und Sauerstoff trennen und den Elektrolyten passieren lassen.
Carbon Energy, Halle 13, Stand A42
Systemintegratoren, Betreiber und Berater
Die H2Apex mit Hauptsitz in Rostock/Laage stützt sich auf drei Säulen: Das Unternehmen ist als Systemintegrator für schlüsselfertige Wasserstoffprojekte und Mobilitätslösungen aktiv. Zudem produziert das Unternehmen grünen Wasserstoff. Die dritte Säule ist die Entwicklung und Fertigung von Druckgasspeichern zur Zwischenlagerung von Wasserstoff.
Abb. 28: Container mit H2-Druckgasspeichern, Grafik: H2Apex, H2Apex, Halle 13, Stand E49
Bis 2032 soll das Wasserstoffkernnetz in Betrieb gehen. Dazu sollen Erdgasleitungen auf Wasserstoff umgestellt werden und auch neue Wasserstoffleitungen entstehen. Gasnetzbetreiber Ontras bringt sich mit seinem H2-Startnetz in das Projekt ein. Es besteht unter anderem aus den beiden IPCEI-Projekten „Green Octopus Mitteldeutschland“ und „doing hydrogen“. Damit will Ontras den Grundstein für den effizienten und sicheren Wasserstofftransport in seinem Netzgebiet legen. Das ostdeutsche Unternehmen verbindet über seine Infrastruktur die gesamtdeutschen mit den europäischen Netzen – dem European Hydrogen Backbone. Über dieses soll in Skandinavien produzierter Wasserstoff nach Deutschland gelangen.
Abb. 29: Das Ontras-H2-Startnetz besteht aus den Projekten „Green Octopus Mitteldeutschland“ und „doing hydrogen“ Bild: ONTRAS H2-Startnetz, Grafik: Ontras, Ontras, Halle 13, Stand D10
Siemens verfügt über Expertise in der gesamten H2-Wertschöpfungskette. Das Unternehmen stellt diese Expertise OEM-Herstellern, Generalunternehmern, Anlagen-Betreibern, aber auch Regierungen und Kommunen bei der Umsetzung von Wasserstoffprojekten zur Verfügung. Das beginnt bei der Finanzierung und geht über das Konzeptdesign und den Aufbau bis hin zum Betrieb von Wasserstofferzeugungsanlagen und PtX-Projekten. Siemens sieht seine Stärken in den Bereichen Digitalisierung, Automatisierung und Elektrifizierung.
Siemens, Halle 13, Stand C36
Das Beratungsunternehmen PGUB Management Consultants ist in Hannover auf dem Hzwo-Gemeinschaftsstand Sachsen vertreten. PGUB berät den schwedischen Brennstoffzellenhersteller FCT Sweden. Unter dem Namen Protonik GmbH soll ab April ein eigenständiges Wasserstoff-Beratungsunternehmen aktiv werden. Dieses ist ebenfalls auf dem Gemeinschaftsstand Sachsen sowie auf dem Stand der hessischen Landesenergieagentur (LEA) zu finden.
Gastartikel von Jorgo Chatzimarkakis, CEO von Hydrogen Europe
Mit dem Ziel, den weltweiten Markthochlauf für Wasserstoff voranzubringen, wurde im Juni 2021 die H2Global-Stiftung gegründet. Die Kernidee dahinter ist das sogenannte „Doppelauktionsmodell“: Dabei wird die Differenz zwischen den aktuell noch hohen Weltmarktpreisen für Wasserstoff und den niedrigeren Preisen, zu denen Wasserstoff zum Beispiel in Deutschland weiterverkauft sowie wirtschaftlich genutzt werden kann, erstattet. Dadurch soll die Industrie ermutigt werden, Wasserstoff zu importieren und in Anlagen für die Wasserstoffnutzung zu investieren. Für dieses Förderkonzept stellt die Bundesregierung rund 900 Mio. Euro zur Verfügung. Im Dezember 2021 gab die EU-Kommission der H2Global-Stiftung mit der beihilferechtlichen Genehmigung grünes Licht. Über zwei Jahre später zeigt sich, dass H2Global ein wertvolles Fundament für weitere Mechanismen geschaffen hat, die in der Lage sind, nicht nur den internationalen Wasserstoff-Markthochlauf voranzutreiben – eine (kritische) Bestandsaufnahme.
H2Global ist eine der besten Erfindungen, seit es Wasserstoff gibt. Die Idee, das Risiko für die Produktion, aber auch den Import von Wasserstoff zu senken und dabei Klimaverträge einzusetzen, ist bahnbrechend. H2Global hat dafür Maßstäbe gesetzt. Viele Politiker haben erst durch dieses Förderkonzept einen Einblick in die vielfältigen Möglichkeiten erhalten, die mit Wasserstoff einhergehen. Gleichwohl müssen wir heute eine ehrliche Bestandsaufnahme machen und uns fragen, warum H2Global nicht automatisch zu einem wichtigen Element innerhalb der Europäischen Wasserstoffbank geworden ist.
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H2Global-Elemente innerhalb der Europäischen Wasserstoffbank
Die gute Nachricht ist: Seit dem Start der ersten Auktion der EU-Kommission für die Produktion von Wasserstoff Ende November 2023 steht die Europäische Wasserstoffbank in den Startlöchern. Diese hat, wie H2Global, unter anderem das Ziel, Investitionen in die erneuerbare Wasserstofferzeugung zu unterstützen. Die Bank soll also einen Beitrag zu den europäischen Wasserstoffkapazitäten für Im- und Exporte leisten.
800 Mio. Euro sind in dieser ersten Auktion in einer Pilot-Ausschreibung angeboten worden. So möchten die Verantwortlichen der EU-Kommission und der Europäischen Wasserstoffbank testen, wie reaktiv die europäische Industrie bei der Frage der erneuerbaren Wasserstofferzeugung ist. Neben der ersten Auktion war zudem wichtig, dass EU-Kommissionspräsidentin Ursula von der Leyen sich dafür stark machte, drei Mrd. Euro für diesen neuen Hebel – die Europäische Wasserstoffbank – zur Verfügung zu stellen. Dieser Betrag soll bis Frühjahr 2024 fließen, tangiert aber nur die Produktion von erneuerbarem Wasserstoff. Was ist jedoch mit der Nachfrageseite und der daraus resultierenden H2-Importstrategie für die europäische Industrie?
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Hier müssen wir jetzt Elemente, wie sie aus H2Global bekannt sind, in die Europäische Wasserstoffbank integrieren. Während die Produktionsausschreibungen für erneuerbare Wasserstofferzeugung durch die Wasserstoffbank mit festen Prämien einhergehen, sollten die Nachfragemechanismen – also H2-Importe – durch einen Klimavertrag im Rahmen von Differenzverträgen unterstützt werden. Der Bezugspunkt für die Differenz könnte der CO₂-Preis sein.
Dabei sind die Erfahrungswerte aus dem H2Global-Modell sehr wichtig. Das Modell wird in Zukunft allerdings zu einem Marktmechanismus umfunktioniert. Widergespiegelt wird also die tatsächliche H2-Nachfrage. Vor diesem Hintergrund wäre es am besten, wenn Teile der nationalen Öl- und Gasreserven obligatorisch um H2-Reserven oder dessen Derivate ergänzt würden. Dann hätte die Wasserstoffnachfrageseite eine konkrete Quote zu erfüllen. Der Grund: Durch etwaige Wasserstoffreserven wäre eine Abnahmesicherheit gegeben. Dafür eignen sich die Elemente von H2Global, die imstande sind, einen sehr raschen H2-Markthochlauf zu gewährleisten. Bis dahin ist es ein weiter Weg, der aber bestritten werden muss.
Grundsätzlich sollte sich die Europäische Wasserstoffbank auf folgende fünf Grundprinzipien konzentrieren: Einfachheit, Umfang, Schnelligkeit, Stabilität und Nachhaltigkeit.
Eine grüne Kapitalmarktunion
H2Global und die Europäische Wasserstoffbank bilden die Speerspitze für den H2-Markthochlauf. Die Gründung einer Green Capital Market Union (CMU) hingegen bildet nicht nur für Wasserstoffprojekte ein weiteres Fundament, sondern für die gesamte europäische Cleantech-Industrie. Die Idee einer grünen Kapitalmarktunion – zusammen mit neu ausgegebenen grünen Anleihen – stammt von EZB-Präsidentin Christine Lagarde.
Es handelt sich dabei um einen mutigen Ansatz, um langfristige Sicherheit für Investitionen in Cleantech sicherzustellen. Damit sollte eine Risikoteilung zwischen dem privaten und dem öffentlichen Sektor einhergehen: Ein öffentlicher Sektor, der von der Privatwirtschaft angeführt wird. Das wäre die richtige Antwort auf die Investitionslücke und die täglich sinkende Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Industrie.
Die Idee einer grünen Kapitalmarktunion zeigt auch: Der Hauptantrieb ist Dekarbonisierung und nicht die Konzentration auf einige wenige Technologien. Die richtige Taxonomie, die sämtliche Cleantech-Technologien beachtet, die zu einer schnellen und nachhaltigen Dekarbonisierung führen, wird entscheidend sein. Frei nach dem Prinzip „Zeit bis zur Markteinführung“ im Rahmen von Innovationen sollte hier die „Zeit bis zur Dekarbonisierung“ das Leitprinzip sein. Dies führt uns zu einem reichhaltigen und komplementären Mix an sauberen Technologien.
Blick in die europäische H2– und Cleantech-Zukunft
Steigende Zinssätze sowie hohe Preise für Rohstoffe erschweren es Unternehmen aktuell, Projekte im Bereich der sauberen Energien, wie Wasserstoff, umzusetzen und Finanzmittel zu beschaffen. Entwickler warten daher mit dem Bau von Großprojekten. Sie hoffen auf sinkende Zinssätze. Die bereits knappen Fremdmittel sind noch schwieriger zu beschaffen. Außerdem verursachen diese Mittel aktuell höhere Kreditkosten. Trotz eines starken Anstiegs der Investitionen von Risikofonds in Wasserstoff zwischen 2019 und 2022 bewegt sich die Mittelbeschaffung im ersten Quartal 2023 nur auf einem Drittel des Niveaus vom ersten Quartal 2022.
Zudem sind China und die USA im Cleantech-Bereich auf dem Vormarsch. Das Engagement der Volksrepublik bei der Solartechnik und der damit einhergehenden Kostenrevolution ist bemerkenswert. Diese Tatsache hat zu einer weltweiten Abhängigkeit von chinesischen Solarpanels geführt. Der Windsektor entwickelt sich in gleicher Weise. Und das chinesische Engagement im Bereich von Wasserstoff? 2021 hatte China einen Anteil von bis zu zehn Prozent an der weltweiten Elektrolysekapazität. Heute sind es bereits 50 Prozent.
Mit H2Global, der Europäischen Wasserstoffbank und einer möglichen grünen Kapitalmarktunion haben wir Werkzeuge für eine klimaneutrale europäische Revolution in der Hand. Europa muss noch einen pragmatischen und technologieübergreifenden Ansatz akzeptieren. Dann haben wir noch immer die Chance, mit den schnellen globalen Entwicklungen Schritt zu halten – und so unabhängig wie möglich zu bleiben.
Wasserstoffverbrauch nach EU-Ländern – Balkendiagramm
Die Zahlen für das dritte Quartal und der Ausblick lassen für Hyzon Motors und seine 200-kW-BZ-Module für Lkw eine sehr spannende Zukunft erwarten. Die Serienproduktion wird in der zweiten Jahreshälfte 2024 beginnen. Die Aktivitäten werden an einem Standort in den USA konzentriert. Aus Europa zieht sich Hyzon mit einer eigenen Tochtergesellschaft zurück. Das ist der richtige Schritt, denn ein junges Unternehmen sollte sich auf den für das Unternehmen wichtigsten Markt konzentrieren, um die begrenzten Kapitalressourcen zielgerichtet einzusetzen.
Hyzon ist jedoch weiterhin auf der Suche nach einem Fulfillment-Partner in Europa, der die BZ-Stacks des Unternehmens hier eigenständig zum Einsatz bringt, vergleichbar mit der Partnerschaft mit Fontaine Modification in den USA oder solch einer wie Quantron mit Ballard Power. Hyzon konzentriert sich auf die USA und Australien/Neuseeland, wo kürzlich ein wasserstoffbetriebener Müllwagen an Remondis ausgeliefert wurde, wobei die Produktion der BZ-Module in den USA erfolgt, was angesichts der Subventionen auch sinnvoll ist.
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Hyzon wird zudem von der Entwicklung der H2-Hubs profitieren, weil das MACH2-Projekt im Mittleren Westen in der Nähe der eigenen Produktionsstätte liegt und zu den Projekten des DOE gehört, die im Rahmen des sieben Milliarden Dollar schweren Wasserstoff-Hub-Programms gefördert werden (Zuschläge von jeweils einer Milliarde Dollar).
Gleichzeitig gibt Hyzon bekannt, dass man sich mit der SEC auf eine Zahlung von 25 Mio. US-$ geeinigt hat, zahlbar in drei Raten innerhalb der nächsten Jahre. Damit ist dieses unsägliche Thema abgeschlossen, das auf dem Fehlverhalten des ehemaligen Vorstandes basiert (Bilanzskandal). Der Cashburn pro Monat kann massiv reduziert werden, und für den Hochlauf der Modulproduktion werden nur noch etwa fünf Mio. US-$ benötigt. Zum Ende des dritten Quartals sind noch 137,8 Mio. US-$ auf der Bank, bei einem Kapitalbedarf von 10 Mio. US-$ pro Monat.
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Mit dem Mutterkonzern und Mehrheitsaktionär Horizon aus Singapur konnte der IP-Lizenzvertrag bis 2030 verlängert und auch auf andere Aktivitäten ausgeweitet werden: So plant Hyzon, neue 300-kW-BZ-Singlestacks auch in die stationäre Energieversorgung von Rechenzentren und Krankenhäusern einzuführen. Ballard Power und Bloom Energy sind bereits in diesem Bereich aktiv.
Parker Meeks, CEO von Hyzon, antwortete auf die Frage, warum sich sein Unternehmen ausschließlich auf Brennstoffzellen und nicht auf Elektrofahrzeuge konzentriere: „Die Erfahrung mit batterieelektrischen Lkw ist für viele eine, bei der die nutzbare Reichweite nicht das ist, was sie sich vorgestellt haben, vor allem, wenn es bergauf geht, was selbst im Los-Angeles-Becken der Fall ist. Wenn man die Gegend kennt, wenn man irgendwohin fährt, wo es eine große Entfernung gibt, muss man wahrscheinlich einen Hügel hinauffahren. Brennstoffzellen-Lkw verlieren nicht an Leistung, und das ist der entscheidende Faktor, der sie für den Schwertransport im Gegensatz zum Transport von Getränken besonders geeignet macht.“
Fazit: In den USA arbeitet Hyzon am Auf- und Ausbau der Kapazitäten, um die Produktion der 200-kW-BZ-Module hochzufahren. Die Partnerschaft mit Fontaine Modification legt nahe, dass hier ein großer Absatzmarkt entsteht, da Fontaine Lkw umbaut bzw. eigene Fahrzeuge umrüstet und Hyzon hier als Technologiepartner mit seinen BZ-Modulen perfekt zum Einsatz kommt. In diesem Zusammenhang können wir uns auch gut vorstellen, dass Fontaine respektive die Mutter Marmon Holdings sich direkt an Hyzon beteiligt. Es wird sicherlich Kapitalmaßnahmen (Neuemission von Aktien) geben, und da wäre der Einstieg eines strategischen Partners der ideale Weg.
Ein hochspekulatives, sehr interessantes Investment. Hyzon eignet sich als Beimischung zu Ballard Power und Nikola Motors, wenn man diese drei Unternehmen gemeinsam dem Bereich Brennstoffzellen in Nutzfahrzeugen zuordnet.
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.
Autor: Sven Jösting, verfasst am 15. Dezember 2023
Am 18. und 19. April 2023 hat der Fachkongress „Green Hydrogen in India“ in Neu-Delhi stattgefunden. Aus diesem Anlass wurde ich zu einer Reise von Mumbai über Surat nach Neu-Delhi und dann via Ahmedabad zurück nach Mumbai eingeladen. Für den Weg wurden zahlreiche Meetings mit Topvertretern namhafter indischer Großunternehmen – oftmals in deren Firmenzentralen – eingeplant. Diese Firmen haben allesamt Wasserstoff als neues wachstumsstarkes Wirkungsfeld erkannt und verfügen bereits über große Mengen regenerativer Energie – vor allem Sonnenenergie – für die H2-Produktion. Ziel ist, den Wasserstoff in Form von grünem Ammoniak auf dem Schiffsweg zu exportieren.
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Da gibt es eine Reihe von indischen Großunternehmen, die nicht nur bereits Solarenergie in einer Größenordnung von bis zu 5 GW installiert haben, sondern zusätzlich jeweils 1 GW Photovoltaikleistung jährlich generieren. Damit könnten rund 1 Million Tonnen grünes Ammoniak pro Jahr produziert werden – gewaltige Mengen und sehr ehrgeizige Pläne. Noch ist Indien Importeur von Ammoniak als Düngemittel, will dies aber in wenigen Jahren ändern und nicht nur Selbstversorger werden, sondern einen gewaltigen Exportmarkt für grünes Ammoniak und grünes Methanol erschließen. Die Planungsvorgaben liegen bei 70:30, das heißt 70 Prozent dieser Produktionsmengen für den Eigenverbrauch und 30 Prozent für den Export.
Präsident Modi adressiert das H2-Thema
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Am Vorabend des Wasserstoffkongresses hält Präsident Narendra Modi im indischen Staatsfernsehen India News eine Rede über den Klimawandel. Er führt aus, was Indien zu tun gedenkt, um diesem Wandel mit zahlreichen Programmen und Maßnahmen zu begegnen. Jeder einzelne Inder sei aufgerufen, vernünftig mit der Umwelt und den Ressourcen umzugehen.
Indien hat im Januar dieses Jahres ein umfassendes H2-Programm auf den Weg gebracht. Solarenergie und Windkraft wird dabei eine besondere Bedeutung als Grundlage für die Produktion von Wasserstoff beigemessen. Grünes Ammoniak und auch grünes Methanol werden eindeutig als der Weg gesehen, Wasserstoff international nachhaltig transportierbar zu machen und für Indien als Exportgut zu entwickeln. Da Indien jedoch selbst großen Appetit auf nachhaltig erzeugte Energie hat, um den Import von fossilen Energieträgern zu reduzieren und nach Möglichkeit zu ersetzen, wird die Exportquote prozentual kleiner ausfallen als die im Land verbleibende H2-Menge.
Natürlich geht es neben dem Klimawandel auch um Energiesicherheit, und wie damit technologisch umzugehen ist. Dieser Fachkongress in Neu-Delhi konzentriert sich ausschließlich auf Wasserstoff.
National Green Hydrogen Mission
Das erst im Januar lancierte Programm zum Themenkomplex Wasserstoff „National Green Hydrogen Mission“ ist allumfassend. Jeder Aspekt – von der Produktion bis hin zu den vielen Nutzungspotentialen – wird behandelt. Zusätzlich wird es viele Förderprogramme geben. Ein Beispiel: Die Einspeisung von Wasserstoff in die Gasnetze (blending) wird staatlich subventioniert, das heißt, der Staat übernimmt die Transportkosten in den Pipelines. Da das Gasnetz derzeit nicht voll ausgelastet ist, kann Wasserstoff perfekt eingesetzt werden. Bislang kann bis zu 18 Prozent Wasserstoff eingeleitet werden.
Green Hydrogen in India
Indien hat die Potentiale von grünem Wasserstoff vollends erkannt. Das asiatische Land arbeitet an sehr anspruchsvollen Plänen, wobei vor allem die Unternehmen die Umsetzung übernehmen sollen. Der weltgrößte Energiekonzern, die indische staatliche NTPC, spielt bei diesem Dekarbonisierungsprozess, der durch zahlreiche Einzelprojekte im ganzen Land vorangetrieben wird, ebenfalls eine wichtige Rolle.
Indien will und muss von Gas- und Ölimporten wegkommen und auch für Kohle Alternativen finden, um Energiesicherheit, aber auch das Thema der Dekarbonisierung anzugehen. Über 90 Mrd. US-$ gibt das Land bislang jährlich für den Einkauf von fossilen Energieträgern wie Öl und Gas aus. 40 Prozent der Primärenergie wird importiert. Demgegenüber verfügt Indien über schier unendliche Potentiale, sehr kostengünstig erneuerbare Energien zu erzeugen – vor allem via Sonnenkraft und zunehmend auch via Windenergie – hier zukünftig vor allem offshore. Indien sieht sich selbst in der Rolle eines H2-Frontrunners, da regenerative Energie via Sonnenkraft vor Ort im weltweiten Vergleich sehr günstig produziert werden kann.
Man spürt eine wahre Aufbruchstimmung und den Willen, die Grundlagen für die Wasserstoffproduktion in großem Stil zu legen. Für Projekte rund um die Erzeugung regenerativer Energien wird es zügige und schnelle Genehmigungsverfahren geben. Man spricht von Wochen oder wenigen Monaten statt wie bei uns in Deutschland von Jahren. Viele Flächen eignen sich perfekt, da es sich um sogenanntes Wasteland handelt, das heißt um Landflächen, die sich nicht für den Anbau von Nahrungsmitteln oder für Viehzucht u. Ä. eignen.
Die Regierung und die zuständigen Ministerien arbeiten daran, den Hochlauf der Wasserstoffwirtschaft durch vereinfachte regulatorische Verfahren zu beschleunigen und zu unterstützen wie auch Fördermechanismen einzuführen. Regierungschef Modi fordert mit großem Druck, dass die Behörden zügig für die Umsetzung sorgen und konstruktiv die Wirtschaft unterstützen. Modi wird im positiven Sinne unterstellt, dass er mit seinem unternehmerischen Denken die richtigen Weichenstellungen vornimmt. Dafür sei er im Land bekannt, wie zu hören ist.
Grünes Ammoniak als Devisenbringer der Zukunft
Führt Indien bislang noch über 3 Mio. Tonnen Ammoniak – erdgasbasiertes – als Düngemittel ein, so kann das Land mittels der vielen vorhandenen erneuerbaren Energien und der darauf beruhenden zukünftigen Wasserstoffproduktion in den kommenden Jahren nicht nur Selbstversorger, sondern auch zum Exporteur von Ammoniak werden. Wir sprechen von 3 bis 5 Mio. Tonnen grünem Ammoniak pro Jahr bereits bis zum Jahr 2030, um so grünen Wasserstoff transportierbar zu machen. Eine Vielzahl von Projekten zum Bau von Ammoniakanlagen befindet sich bereits in der Planung und Umsetzung. Viele Projekte befinden sich in der Nähe von Häfen und sind somit logistisch perfekt aufgestellt.
Größte Unternehmensgruppen sind Vorreiter
Der Bedarf an grünem Wasserstoff ist gigantisch – vor allem in der chemischen Industrie, der Stahlerzeugung und anderen industriellen Einsatzgebieten. In der Mobilität wird ein Anteil von zehn Prozent gesehen, was unter anderem den Einsatz von Wasserstoff im Nutzfahrzeugverkehr, auf Schiffen und in der Eisenbahn angeht. Aber auch bei Pkw wird mittel- bis langfristig Bedarf für Wasserstoff gesehen, so der Tenor des zuständigen Topmanagers der Reliance Group, deren Großaktionär Ambani über 50 Mrd. US-$ in den Komplex Wasserstoff zu investieren plant.
Letztendlich geht es immer um die Dekarbonisierung. Überhaupt gehen Indiens Milliardäre in Sachen Wasserstoff voraus. So berichteten Topmanager von Reliance, Adani und anderen Unternehmen gegenüber HZwei von ihren Wasserstoffplänen. Tata beispielsweise hat bereits 2004 zusammen mit Rand Corp. einen Think-Tank zum Thema Wasserstoff initiiert. Außerdem unterhält die Tochter Tata Motors ein Joint Venture mit Cummins Engine, welches kürzlich um H2-Technik ergänzt wurde.
Indien will Elektrolyseurproduktion im eigenen Land
Einen Flaschenhals gibt es indes bei der Verfügbarkeit von Elektrolyseuren, die für die H2-Produktion benötigt werden. Dabei geht es nicht um die Energie, die der Elektrolyseur benötigt, sondern die Verfügbarkeit der notwendigen Mengen der Komponenten beziehungsweise deren Kapazitäten. Bei der gängigsten Variante, der alkalischen Elektrolyse, bestimmen noch chinesische Hersteller das Bild. Indien will da eine eigene Industrie auf die Beine stellen, das heißt ausländische Hersteller dafür gewinnen, deren Know-how durch den Aufbau von Produktionsstätten im Land zum Einsatz zu bringen und dies auch mittels staatlicher Programme zu fördern.
Marktführer in Sachen regenerative Energien wie Greenko haben deshalb Partnerschaften und Joint Ventures mit Unternehmen wie John Cockerill (Elektrolyseure) etabliert, um bei den sehr ehrgeizigen Unternehmenszielen, u. a. in der Nutzung von Wasserstoff für die Ammoniakproduktion, über die notwendigen Mengen an Elektrolysekapazität auch selbst verfügen zu können. Mit Uniper besteht bereits ein Abnahmevertrag, der sich auf zukünftige Produktionsmengen bezieht.
Für europäische, vor allem auch deutsche Unternehmen entwickeln sich hier sehr interessante Perspektiven, Wasserstoff zu kaufen, aber auch via Technologietransfer über Kooperationen und Joint Ventures in Indien mit Partnern eine Produktion (Brennstoffzelle, Elektrolyse, H2-Tanks und Zulieferteile) aufzubauen – nach der Devise: local for local.
Indien ist auf gutem Weg ins H2-Zeitalter
Indien hat das Potential der Eigenproduktion von Wasserstoff vollends erkannt und arbeitet an der Umsetzung. Sicherlich wird nicht alles von heute auf morgen realisierbar sein, da ein enormer Kapitaleinsatz erforderlich ist und die Projekte bestimmte Kriterien für ihre Finanzierung erfüllen müssen. Eine Reihe an persönlichen Gesprächen mit Topvertretern von Ministerien, Unternehmen und wichtigen Provinzen hat mich zu der Erkenntnis gebracht, dass sich Indien hier perfekt positioniert und ein weltweit führender Player werden wird.
Der steigende Energiebedarf wird vorerst noch von fossilen Energieträgern, aber step by step von regenerativen Energien und Wasserstoff gedeckt werden. Indien ist auf dem richtigen Weg. Bis zum Jahr 2047 will man energieautark und bis zum Jahr 2070 bei Net Zero im CO2-Ausstoß sein. Indien ist mit über 1,4 Mrd. Menschen seit wenigen Wochen der einwohnerstärkste Staat der Erde – vor China. Da sprechen wir von einem gewaltigen Energiehunger, der stark zunimmt – aber glücklicherweise mittel- bis langfristig regenerativ gestillt werden wird.
Ich konnte an diesem Kongress als Mitglied der Delegation der deutschen Beratungsinitiative Lili Navitas (der Name steht für grüne Energie) partizipieren. Der Unternehmenszweck: deutsche und indische Unternehmen in Sachen Wasserstoff und für dessen Produktion notwendige Technologien (u. a. Elektrolyse) zu verbinden und Kontakte mit dem Ziel gemeinsamer Projekte in Indien und Deutschland herzustellen. Initiator war Kiran Bhojani, selbst indischer Abstammung, der beruflich früher in Topposition bei E.ON in Deutschland gearbeitet hat. Er sieht es als seinen Auftrag an, Indien auf seinem Weg zu einer Wasserstoffgesellschaft zu begleiten und durch die Vermittlung von Kontakten und Unternehmensverbindungen zu unterstützen.
Mit Spannung sind die Ergebnisse der EU-Projekte HyResponder und HyTunnel-CS erwartet worden. In diesen beiden Projekten haben sich in den letzten Jahren zahlreiche Experten aus der Industrie, der Feuerwehr und von Forschungseinrichtungen mit Bränden und Unfällen bei Wasserstoffanwendungen beschäftigt. Nunmehr ist bei der International Fire Academy (IFA) nachzulesen: „Wasserstoff-Fahrzeuge in Tunneln – große Gefahr für Einsatzkräfte!“
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Mit der Nationalen Wasserstoffstrategie (NWS) hat die Bundesregierung einen Handlungsrahmen für die künftige Erzeugung, den Transport, die Nutzung sowie die Weiterverwendung von Wasserstoff und damit für die entsprechenden Innovationen festgelegt. Wasserstoff kann einen wesentlichen Beitrag zum Klimaschutz leisten – als Kraftstoff für Autos, als Rohstoff für die Industrie oder als Brennstoff für Heizungen. Als vielseitiger Energieträger ist er in allen Sektoren einsetzbar und übernimmt somit eine Schlüsselfunktion in der Energiewende.
In Power-to-Gas-Anlagen wird grüner Wasserstoff CO2-neutral aus erneuerbaren Energien gewonnen, die sich so effektiv im Gasnetz speichern und transportieren lassen. Entsprechend euphorisch sind die Vertreter dieser Technologie.
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Wasserstoff ist allerdings – hier genügt ein Blick in das Sicherheitsdatenblatt – ein extrem entzündbares Gas, das nunmehr immer häufiger und in größeren Mengen gelagert und transportiert wird. Damit sind die Feuerwehren und Behörden in Genehmigungsverfahren und zwangsläufig auch bei Einsätzen konfrontiert, wie nachfolgende Meldungs-Beispiele zeigen:
Lastwagen gerät an Wasserstofftankstelle in Brand
Zwei Schwerverletzte nach Wasserstofftank-Explosion
Wasserstofftankstelle explodiert
Schwierige Bergung – Unfall mit „Wasserstoff-Fahrzeug“
Herkömmliche Kraftstoffe wie Benzin und Diesel sind im Einsatzgeschehen der Feuerwehren bekannt. Bisher spielen alternative Kraftstoffe wie verflüssigtes Erdgas (Liquefied Natural Gas – LNG) oder Wasserstoff dabei eine noch sehr untergeordnete Rolle. Daher sind die Erfahrungen von Einsatzkräften damit auch eher gering.
Nun hat die Energiewende an Fahrt aufgenommen. Bedingt durch den Ukraine-Konflikt steigt die Nachfrage nach LNG und Wasserstoff stark an. Dazu kommt, dass die Erdgasnetze zukünftig mit Wasserstoff betrieben werden sollen. Zunächst mit einer Zumischung. Eine Vielzahl an technischen Regelungen und Forschungen ist dafür notwendig und wird derzeit schon in den Gremien abgestimmt und etabliert.
Das erfordert bei den Behörden und Einsatzorganisationen entsprechende Ressourcen für die Bearbeitung und für die Aus- und Fortbildung sowie für spezielle Einsatzmittel.
Wir beobachten, dass Wasserstoffanwendungen bereits etabliert sind, die Einsatzkräfte jedoch oft noch nicht über die entsprechenden Fähigkeiten zur Gefahrenabwehr verfügen.
EU-Projekte HyResponder und HyTunnel-CS
Im Rahmen des HyResponder-Projekts wurde in den letzten Jahren ein „European Emergency Response Guide“ entwickelt. Dieser wird gerade auf Länderebene präsentiert. In Deutschland fand die Veranstaltung dazu Ende Mai 2023 in Oldenburg statt, um die vorgeschlagenen Reaktionen auf „Wasserstoff im Einsatzfall“ in die Deutschen Fachkreise der Brandbekämpfung zu kommunizieren, in Österreich gab es die entsprechende Veranstaltung bereits im April.
Das wichtigste Ergebnis des europäischen Forschungsprojektes HyTunnel-CS, in dem die IFA die Perspektive der Feuerwehren vertrat, ist: „Gegen Rauch, Hitze und Stichflammen können sich Feuerwehr-Einsatzkräfte schützen, nicht aber gegen die Druckwelle von Explosionen von Wasserstofffahrzeugen in Tunneln. Deshalb gilt es, sicheren Abstand zu halten. Wie aber sollen dann Menschen gerettet und Brände wirksam bekämpft werden? Auf diese Frage gibt es noch keine befriedigende Antwort – obwohl immer mehr wasserstoffbetriebene Fahrzeuge zugelassen werden. Deshalb müssen die Feuerwehren jetzt sofort an geeigneten Lösungen arbeiten.“
Neben den Empfehlungen aus den Forschungsprojekten gibt es national und international noch andere wichtige Einsatzhilfen, wie etwa die ISO 17840 als erste weltweite Norm für die Feuerwehren. Zu wissen, wie die Energie in einem Fahrzeug gespeichert wird, kann den Unterschied bedeuten zwischen einem erfolgreichen Einsatz und einer möglicherweise unerwarteten Explosion, einem Gasaustritt, einer Stichflamme oder einem tödlichen Stromschlag.
Mehrere Hunderttausend Benutzer haben die Euro Rescue App heruntergeladen. Sie bietet Zugriff auf 1.400 Fahrzeugrettungsblätter in vier Sprachen. Der Internationale Feuerwehrverband (CTIF) forciert die Verbreitung und die Nutzung.
Voraussetzung dafür ist allerdings, dass die Einsatzkräfte den Fahrzeugtyp identifizieren können. Bei Bränden etwa in Tunneln oder Tiefgaragen ist das sehr schwer. Darauf zielt auch die erwähnte Aussage der IFA ab, denn die Einsatzkräfte gehen wie gewohnt vor und treffen dann plötzlich auf ein Brennstoffzellenfahrzeug. Selbst wenn das richtige Rettungsdatenblatt gefunden wird, sind die Informationen, etwa über notwendige Sicherheitsabstände für die Einsatzkräfte beim Brand des H2-Fahrzeuges, „ausbaufähig“.
Bei Bränden und Unfällen ist zu beachten, dass immer ein Szenario zu betrachten ist. Dazu zählt zwingend die Umgebung der Einsatzstelle, die bei den Einsatzplanungen mitzuberücksichtigen ist. Der Brennstoffzellenbus brennt beispielsweise nachts in der Garage, weil er neben einem brennenden anderen Fahrzeug steht. Der H2-Bus ist dabei nicht die Ursache, aber er verschärft das Szenario wesentlich. Es sind zwei grundlegende Bereiche zu betrachten: Die Wasserstoffanlage (H2-Bus, H2-Pkw) ist selbst die Ursache, oder – das ist wahrscheinlicher – die Wasserstoffanlage wird durch ein externes Ereignis betroffen. Im Genehmigungsverfahren müssen beide Varianten betrachtet werden.
Künstliche Intelligenz hat großes Potential
Auf der anderen Seite stehen durch neue Anwendungen der Digitalisierung, insbesondere durch die künstliche Intelligenz (KI), künftig Möglichkeiten rascher Informationsbeschaffung zur Verfügung, um die Gefahrenabwehr zu unterstützen. Viel kritisiert ist die lange Bearbeitungszeit bei den Behörden für ein Genehmigungsverfahren. Hier verspricht die Politik eine wesentliche Beschleunigung. Gerade hier kann mit KI viel Zeit gespart werden.
Insbesondere kann die Feuerwehr mit einem geeigneten KI-Modul die eingereichten Unterlagen schnell analysieren und die Plausibilität prüfen. Für Einsätze in Explosionsbereichen können Roboter und Drohnen – mit KI – entscheidende Vorteile bringen. So kann ein Roboter beispielsweise eine Tiefgarage einscannen. Insbesondere können Brennstoffzellenfahrzeuge in Tiefgaragen und Tunnelanlagen ohne Gefährdung des Einsatzpersonals identifiziert werden.
Ein Lösungsansatz wäre es, Fahrzeuge mit alternativen Kraftstoffen mit einem Chip auszustatten, damit der Roboter oder die Drohne Fahrzeuge rascher identifizieren kann. Mit Messtechnik am Roboter könnte man auch den Austritt von Wasserstoff detektieren.
Explosionslagen können in der Realität nicht geübt werden, daher bieten sich für das Training Virtual Reality (VR) beziehungsweise Augmented Reality (AR) an. Wie Abbildung 3 zeigt, kann man bereits mit herkömmlichen, kostenfrei zugänglichen Programmen ein brauchbares Einsatzleiter-Training realisieren.
Gratwanderung
Wenn die Feuerwehr eine Aus- und Fortbildung sowie spezielle Einsatzmittel benötigt, bedeutet das nicht zwangsläufig, dass die H2-Technik fehlerhaft oder anfällig wäre. Es sind die neuen Szenarien (Massenunfall im Tunnel mit beteiligten H2-Lkw oder -Bussen), die das Risiko für die Einsatzkräfte wesentlich erhöhen.
Das alles ist in der Umsetzung „politisch brisant“, denn eigentlich sollte es bei Wasserstoff ja möglichst keine Probleme geben. Finanzielle Mittel für die Gefahrenabwehr sind „eher nicht“ vorgesehen. Die Einsatzorganisationen sind zunehmend mit einer Vielzahl an neuen Technologien und Energieträgern konfrontiert. Während der Umstellungsphase sind viele verschiedene Energieträger parallel in Anwendung. Für die Mitarbeiter im vorbeugenden Brand- und Gefahrenschutz sowie in der Einsatzplanung bedeutet das zurzeit häufig noch Neuland und „Learning by doing“. Der Arbeitsschutz ist dabei nicht nur für die H2-Tankstellenmitarbeiter und für die Fahrer der Tankwagen sicherzustellen, sondern auch im Rahmen einer Gefährdungsbeurteilung für die Einsatzkräfte.
Wie viel Fortbildung wollen wir unseren Feuerwehrangehörigen zukommen lassen? Derzeit gibt es noch keine speziellen Übungsanlagen in Deutschland. Die deutsche Innenministerin warnt vor „Anschlägen“ auf die Energieinfrastruktur, und auch gewalttätige Aktionen von Aktivisten sind zu berücksichtigen. Da ist nun die Einsatzplanung der Feuerwehr gefordert. Alternative Energien sind „eng“ damit verzahnt: Für die Gefahrenabwehr ist es sinnvoll, Synergieeffekte zu nutzen, beispielsweise sollten die Themen LNG und CNG bei den Wasserstofffortbildungen gleich mit eingebaut werden.
ISO 17840: Die erste weltweite Norm für Feuerwehren | CTIF – International Association of Fire Services for Safer Citizens through Skilled Firefighters
Petter, F.: First on site: Decision-making training for incident commanders in vehicle fires, interne Studie, unveröffentlicht
000 Nutzer haben die Euro Rescue App heruntergeladen – Zugriff auf 1.400 Fahrzeugrettungsblätter in 4 Sprachen | CTIF – Internationaler Verband der Feuerwehren für sicherere Bürger durch qualifizierte Feuerwehrleute
