Boeing baut BZ-Drohne

Der US-amerikanische Flugzeugbauer Boeing hat Mitte Juli 2010 angekündigt, Anfang 2011 mit einer brennstoffzellenbetriebenen Drohne in die Luft gehen zu wollen. Bei dem Projekt Phantom Eye handelt es sich um ein unbemanntes Überwachungsflugzeug (Spannweite: 45 m), das von zwei Propellern angetrieben wird. Die 2,3-l-Vierzylindermotoren stammen vom Autohersteller Ford, leisten jeweils 110 kW und nutzen flüssigen Wasserstoff als Kraftstoff. Das Unmanned Aerial Vehicle (UAV) soll bis zu vier Tage in einer Höhe von 20 km fliegen und eine Nutzlast von 200 kg transportieren können. Erste Tests sollen noch in diesem Herbst auf einem NASA-Testgelände in Kalifornien durchgeführt werden. Neben Aufklärungs- und Überwachungsflügen in der Stratosphäre können auch Spionage- und Kommunikationsaufgaben zu den möglichen Einsatzgebieten gehören. Darryl Davis, Präsident von Boeing Phantom Works, sagte: „Phantom Eye ist der erste seiner Art und kann einen ganz neuen Markt für Datensammlung und Kommunikation eröffnen.“
Der UAV-Hersteller Israel Aerospace Industries (IAI) ging indessen eine Kooperation mit dem singhalesischen Brennstoffzellen-Hersteller Horizon Energy Systems, einer Tochterfirma von Horizon Fuel Cell, ein. Ende August 2010 meldete Horizon, dass IAI Interesse an deren Aeropak-System signalisiert habe und die Mini-Drohne Bird Eye 650-LE mit dem BZ-Antrieb ausstatten werde. Das 200-W-System soll der Drohne eine Höchstflugdauer (Long Endurance) von bis zu sechs Stunden ermöglichen. Gareth Tang, Managing Director von Horizon, sagte: „Aeropak reduziert die Anzahl der Starts bei gleichzeitig vergrößertem Operationsradius.“ Aeropak ist darüber hinaus bei der Drohne Boomerang von dem ebenfalls in Israel ansässigen Unternehmen BlueBird Aero Systems im Einsatz (s. HZwei Okt. 2009).

50 Stunden Flugdauer mit Antares H3

Der Nachfolger der Antares DLR-H2 ist bereits in Aussicht. Bei der Präsentation dieses mit einer Brennstoffzelle startfähigen Motorseglers im Sommer 2009 war das Folgeprojekt erst eine vage Andeutung, aber jetzt ist es sicher: Das Team des Deutsche Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) sowie der Lange Research Aircraft GmbH entwickelt seit August 2010 die Antares H3, die 2011 für mehr als 50 Stunden in die Luft gehen soll.
Das Nachfolgemodell wird leistungsstärker als die Antares DLR-H2 sein, so dass sie in Flugdauer und Reichweite neue Maßstäbe setzen kann. Anstelle von zuvor 750 km in fünf Flugstunden sollen 6.000 km bei mehr als 50 Flugstunden möglich sein (Spannweite: 23 m, Abfluggewicht: 1,25 t, Nutzlast: 200 kg). Ermöglicht werden soll dies durch den Anbau von insgesamt vier anstelle der bisherigen zwei Außenbehältern unter den Tragflügeln, in denen Brennstoffzellensystem und Tanks installiert sind.
Dr. Josef Kallo vom Stuttgarter DLR-Institut für Technische Thermodynamik sagte: „Die Antares-Brennstoffzellenflugzeuge fliegen CO2-neutral und sind wesentlich geräuschärmer als andere vergleichbare Motorsegler.“ Axel Lange, Geschäftsführer der Lange Research Aircraft GmbH, ergänzte: „Die Antares H3 setzt aufgrund ihrer Effizienz, Dynamik und Einsatzdauer neue Maßstäbe im Bereich der fliegenden Plattformen. Dadurch eröffnen sich völlig neue Möglichkeiten für den Einsatz im Flugverkehr.“ Lange zielt damit auf die Planungen ab, den Motorsegler auch für einen unbemannten Betrieb auszustatten, damit auch Erdbeobachtungs- und Fernerkundungsaufgaben übernommen werden können.

Am 30. Juli 2010 erhielt Axel Lange den mit 25.000 US-Dollar dotierten Lindbergh-Preis in der Kategorie Individual Achievement Award. Überreicht wurde die Trophäe von Erik Lindbergh, dem Enkel des Luftfahrtpioniers Charles Lindbergh. Mit diesem Preis werden herausragende Leistungen im Bereich des Elektrofluges gewürdigt. Lange wurde damit für die Entwicklung der Antares 20E, des Basismodells der Antares DLR-H2 und der Antares H2, ausgezeichnet.

Erdgas-Versorgungsnetze als Wasserstoffspeicher

Der Ausbau der erneuerbaren Energien erfordert einen zielgerichteten Ausbau des Stromnetzes und außerdem neue Möglichkeiten zur Speicherung von volatil verfügbarem Strom. Eine Option für die Zwischenspeicherung elektrischer Energie ist Erzeugung von Wasserstoff mit anschließender Speicherung beispielsweise im Erdgasnetz.
Der größte Anteil von erneuerbaren Energien im Strommix entfällt derzeit auf Windkraft. Der durch Windenergieanlagen (WEA) bereitgestellte Stromanteil belief sich im Jahr 2009 in Deutschland auf 7,58 % des Bruttostromverbrauches, was einer Energiemenge von etwa 40 TWh entspricht (installierte Leistung: 26 GW). Darüber hinaus sind zurzeit 32 Offshore-Windpark-Projekte mit einer Gesamtleistung von 27 GW an den Küstenregionen der deutschen Nord- und Ostsee geplant. Weiterhin werden durch technisch sinnvolle und politisch unterstützte Maßnahmen (Repowering) zusätzliche Kapazitätssteigerungen erwartet. Ähnlich verhält es sich zukünftig mit Solarstrom aus Photovoltaikanlagen, deren installierte Leistung 2009 rund 9,8 GW betrug und stetig weiter wächst.
Die Volatilität von Windenergie und Photovoltaik stellt hohe Anforderungen an das Stromnetz, die nicht allein durch Netzausbaumaßnahmen und intelligentes Lastmanagement erfüllt werden können. Die Schaffung und Einbindung großer Speicherkapazitäten für elektrische Energie sind daher dringend erforderlich. Andernfalls wäre perspektivisch der Lastabwurf von WEA und zukünftig auch Photovoltaikanlagen die verbleibende Möglichkeit, um in Phasen hoher Stromproduktion weiterhin die Netzstabilität zu gewährleisten. Dieser Weg ist aber weder sinnvoll noch politisch akzeptiert.
Überschusswindenergie, deren Einspeisung in die Stromnetze aufgrund fehlender Kapazitäten nicht möglich ist, kann chemisch in gasförmigen Brennstoffen gespeichert werden. Beispielsweise kann Wasserstoff per Elektrolyse erzeugt und anschließend in Erdgastransport- beziehungsweise -versorgungsnetze eingespeist oder in Kavernen gespeichert werden. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, den erzeugten Wasserstoff vor der Einspeisung zu methanisieren. Diese Umwandlung ist zwar mit Verlusten behaftet, offeriert aber die Möglichkeit zur Weiterverwertung von Kohlenstoffdioxid (z.B. aus Kraftwerks- oder Biogasanlagen) im Methanisierungsprozess.
Grundsätzlich bietet die Einspeisung von regenerativ erzeugtem Strom in das Erdgasnetz enorme Energiespeichermöglichkeiten und befördert die Konvergenz der Energieinfrastrukturen Strom- und Gasnetz im Sinne von Smart Grids. Nach Abschätzungen des Fraunhofer Instituts für Windenergie und Energiesystemtechnik werden bis 2050 Speicherkapazitäten für die überschüssige Energie in der Größenordnung von 20 bis 50 TWh benötigt. Die heutigen deutschen Speicherkapazitäten für Elektroenergie belaufen sich allerdings nur auf 0,04 TWh und werden fast ausschließlich durch Pumpspeicherkraftwerke dargestellt. Im Erdgasnetz ist bereits heute eine Speicherkapazität von 220 TWh vorhanden.

Weiterbildung zum Brennstoffzellen-Installateur

Neue Technologien erfordern neue Techniker – irgendjemand muss die neuen Systeme ja installieren. Dies gilt auch für die insgesamt 800 Brennstoffzellen-Heizgeräte, die noch bis 2012 im Rahmen des Praxistests Callux deutschlandweit erprobt werden. Deswegen haben die Callux-Projektpartner gemeinsam mit insgesamt sieben verschiedenen Weiterbildungsinstituten eine Software ausgearbeitet, die Grundlagen für den praktischen Umgang mit Brennstoffzellen- und Kraft-Wärme-Kopplungs-Systemen vermittelt. Die Präsentation dieses „Informationsprogramms Brennstoffzellen-Heizgeräte“ fand am 28. September 2010 im Rahmen des f-cell-Symposiums in Stuttgart statt.
Zur erfolgreichen Einführung stationärer Brennstoffzellen sind nicht nur zuverlässige Heizgeräte erforderlich, es müssen auch Techniker vorhanden sein, die diese Geräte installieren, betreiben und warten können. Für die Aus- und Weiterbildung dieser Handwerker entwickelte das Team unter Leitung von Prof. Dr. Manfred Hoppe ein interaktives Modul, das grundlegendes Wissen für den sicheren Umgang mit Brennstoffzellen beinhaltet: das „Informationsprogramm Brennstoffzellen-Heizgeräte“.
Das Programm richtet sich vorrangig an Fachhandwerker, die direkt mit dem Aufbau, der Installation und der Wartung der ersten im Callux-Feldtest eingesetzten BZ-Heizungssysteme zu tun haben. Darüber hinaus sprechen die Autoren aber auch alle weiteren Interessenten, die sich in diesem Bereich weiterbilden möchten, an (z.B. Lehrer, Architekten, Planer, Energieberater).
Guido Gummert, stellvertretender Callux-Sprecher und Geschäftsführer von Baxi Innotech, wies im Rahmen der Präsentation darauf hin, dass Brennstoffzellen im neuen Energiekonzept der Bundesregierung noch nicht erwähnt seien. Er schloss daraus, dass noch viel Aufklärungs- und Öffentlichkeitsarbeit geleistet werden müsse, wozu Callux mit dem vorgelegten Informationsprogramm einen wesentlichen Teil beitragen möchte.

Die Software ist kostenlos auf CD-Rom sowie über das Internet (www.callux.net) erhältlich.

Cottbus erhält Wasserstoff-Zentrum

Am 16. September 2010 ist an der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus (BTU) der Grundstein für ein Wasserstoff-Forschungszentrum gelegt worden. Bis Mitte 2011 soll dort ein zweieinhalbgeschossiges, rund 250 m2 großes Gebäude entstehen, in dem dann ein Versuchsstand für Wasserstoff installiert wird. Unter anderem soll ein Druckelektrolyseur im Maßstab einer kleinen Industrieanlage errichtet werden. Anlässlich des gleichzeitig stattfindenden 12. Brandenburger Energietages stiftete Total Deutschland der BTU Cottbus zwei Brennstoffzellen und einen LPG-Reformer. Die Gesamtinstallation soll dem Wissenschaftler-Team des Lehrstuhls Kraftwerkstechnik um Prof. Dr. Hans Joachim Krautz dazu dienen, den Umgang mit Wasserstoff als Speicher für fluktuierende Windenergie zu untersuchen. Mit Blick auf die enge Kooperation mit dem Wind-Wasserstoff-Hybridkraftwerk in Prenzlau sagte Krautz: „Deutschlandweit sind wir hier in Brandenburg mit unseren umfassenden Forschungszielstellungen Vorreiter.“ BTU-Präsident Prof. Dr. Walther Ch. Zimmerli sagte: „Mit diesem Zentrum haben wir Rahmenbedingungen, um Spitzenforschung auf höchstem Niveau zu betreiben. Damit besteht auch für das Land Brandenburg die Möglichkeit, die wesentlichen Bausteine der anstehenden Energiewende wissenschaftlich auf höchstem Niveau zu begleiten.“

Diversifikation

Der Entwicklungstrend in Richtung von mehr dezentralen Stromerzeugungssystemen, weg von den zentralen Großkraftwerken, ist nicht mehr zu stoppen. Das haben selbst die vier großen Energieversorger eingesehen. Die Verlängerung der Laufzeit von Atomkraftwerken schiebt diese Entwicklung zwar noch etwas auf, aber umkehren können die Lobbyisten diesen Trend damit trotzdem nicht.

Dies bestätigte auch Martin Pokojski, Innovationsmanager der neu gegründeten Vattenfall Europe Innovation GmbH. Während einer Podiumsdiskussion beim 8. Riesaer BZ-Workshop räumte er ein, dass sich die großen Konzerne bereits auf kleiner werdende Marktanteile einrichten. Auch Dr. Christopher Hebling vom Fraunhofer ISE sprach während der Clean Tech World am 16. September 2010 in Berlin über die fortschreitende „Transformation der Energiesysteme von zentralen Kraftwerken zu dezentralen Erneuerbare-Energien-Systemen“.

Es geht dabei nicht nur um mehr kleine Generatoren, sondern auch um immer unterschiedlichere Aggregate: Gab es bisher zur Stromerzeugung (fast) nur Kohle-, Gas-, Kernenergie- sowie Wind- und Wasserkraftwerke, so werden in Zukunft sehr viel mehr verschiedene Systeme in das öffentliche Netz einspeisen. Damit ist nicht nur die endlich erwachsen gewordene Solarenergie gemeint. Es geht ebenso um die vielen verschiedenen Arten der Blockheizkraftwerke: vom Stirlingmotor über den Rapsölbrenner bis hin zum Geothermiekraftwerk und dem Brennstoffzellensystem.

Der Trend zur Diversifikation ist unaufhaltbar. Das haben auch die Energieversorger eingesehen und halten deswegen nach neuen Perspektiven Ausschau. Nicht ohne Grund kursieren seit neustem Begriffe wie „smart metering“, „vehicle to grid“ und „innovative Ladeinfrastruktur“ durch die Energiebranche, denn über die Elektromobilität wollen die Stromversorger endlich in den Mobilitätssektor vorstoßen. Indem sie die Fahrzeuge mit der Hausenergieversorgung vernetzen, können sie für sich einen neuen Markt erschließen und gleichzeitig die Lastmanagementprobleme in den Griff bekommen.

Das jüngste Beispiel dafür ist die Kooperation der Westfalen AG mit RWE: 40 Mineralöltankstellen zwischen Bonn und Münster sollen mit einer Ladesäule für E-Autos ausgestattet werden. Damit dringt der Essener Energieversorger in die ureigensten Regionen der Ölkonzerne vor, während die Westfalen AG auf Mitnahmeeffekte im Shop-Geschäft spekuliert.

Wozu denn dieser Aufwand? fragt man sich da. Es ist doch viel einfacher, zu Hause das irgendwann mal erhältliche Elektroauto mit Sonnenstrom aus der eigenen Photovoltaikanlage aufzuladen. Das ist dann wirklich dezentral.

Sven Geitmann baut News-Angebot aus und startet Blog

Seit nunmehr fünf Jahren bietet die Zeitschrift HZwei, das Magazin für Wasserstoff, Brennstoffzellen und Elektromobilität, ein umfangreiches Informationsangebot an: Viermal im Jahr erscheint die Print-Ausgabe der Zeitschrift, zusätzlich gibt es die bereits erschienenen Ausgaben online als digitalen Download. Ergänzend wurden einige Meldungen stets online im News-Bereich der Homepage www.hzwei.info zur Lektüre angeboten. Dieser Service wird jetzt mit dem HZwei-Blog ausgeweitet.

weiterlesen

N2telligence präsentiert BZ-Brandschutz-System QuattroGeneration

Vier auf einen Streich – Gemäß diesem Motto haben Andreas Exler und Lars Frahm von der N2telligence GmbH ihr neues Produkt benannt: QuattroGeneration. Am 29. Juli 2010 präsentierten die beiden Hamburger ihr neuartiges Energie- und Brandschutzsystem erstmalig im Technologie- und Gewerbezentrum in Wismar der Öffentlichkeit.
Das QuattroGeneration kombiniert vier Eigenschaften in einem Gerät: Erstens produziert die Brennstoffzelle sauber und effizient Strom, der wahlweise direkt genutzt oder ins Netz eingespeist und über das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) oder das Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz vergütet werden kann. Zweitens kann die Wärme, die innerhalb des BZ-Systems anfällt, zur Warmwasseraufbereitung genutzt werden. Drittens ist zusätzliche Auskoppelung von Kälte und somit der Betrieb einer Klimaanlage möglich. Und viertens kann in einem zu schützenden Bereich der Sauerstoffgehalt der Luft reduziert werden.

Das Besondere an diesem System ist dieser vierte und letzte Punkt: der präventive Brandschutz. Hierbei geht es um die Schaffung einer sauerstoffarmen Atmosphäre, in der aufgrund des herrschenden O2-Mangels kein Feuer entstehen kann. Eine mit Erdgas betriebene Brennstoffzelle entzieht dafür dem zu schützenden Raum Luft, nutzt den darin enthaltenen Sauerstoff zur Strom- und Wärmeerzeugung und lässt die stickstoffhaltige Abluft in diesem Raum wieder frei. Auf diese Weise kann der dortige O2-Gehalt selbst bei Undichtigkeiten des Raums oder bei Türöffnungen gezielt auf einem Niveau gehalten werden, so dass sich darin zwar noch Menschen aufhalten können, ein Feuer sich aber nicht entwickeln kann. Die gleichzeitig produzierte elektrische Energie kann ins öffentliche Stromnetz eingespeist und gemäß KWK-Gesetz oder bei Biogasnutzung gemäß EEG vergütet werden, so dass zumindest ein Teil des in den Brandschutz investierten Geldes wieder zurückfließt.

Mögliche Einsatzgebiete dieses Verfahrens sind Gebäude, in denen hochwertige Einrichtungen stehen (z.B. Server in Rechenzentren) oder unwiederbringliche Güter (z.B. Kunstobjekte) beziehungsweise Gefahrstoffe lagern. Konventioneller Brandschutz mit Löschmitteln kommt hier meist nicht in Frage, da Wasser oder Löschschaum ihrerseits Schäden anrichten können und ein Brand deswegen von vornherein unterbunden werden soll.

Die beiden Norddeutschen präsentierten dieses Verfahren erstmals auf der CeBIT 2007 nur ein Jahr nach der Unternehmensgründung (s. HZwei Apr. 2007). Seitdem arbeiteten sie an der Umsetzung ihrer Idee. Nach zwischenzeitlichen Unwegbarkeiten landeten die beiden Wirtschaftsingenieure im Januar 2010 in Wismar, wo sie im Technologiezentrum Mecklenburg-Vorpommern optimale Voraussetzungen zur Firmenniederlassung vorfanden. Mithilfe der finanziellen Unterstützung eines Investors installierten sie dort umgehend eine Referenzanlage, die seit diesem Sommer zwei Gebäude des Technologie- und Gewerbezentrums mit Strom und Wärme versorgt und gleichzeitig ihre eigene Testhalle kontinuierlich vor Brand schützt. Bei der Wahl der Brennstoffzelle entschied sich das N2telligence-Team für ein Modell von Fuji Electric Systems, weil dies ihrer Meinung nach „das weltweit beste auf dem Markt erhältliche System ist“, das außerdem speziell für die hier vorliegenden Anforderungen modifiziert wurde.

Lars Frahm zeigt sich sichtlich erleichtert als er erzählt: „Die Betriebsergebnisse haben alle unsere Erwartungen weit übertroffen.“ Frahm erklärt weiter: „Potentielle Kunden wollten bisher immer zunächst mal ein Referenzobjekt sehen, bevor sie in diese neue Technik investierten. Hier vor Ort können wir ihnen das jetzt endlich demonstrieren, wie gut das funktioniert. Erste Gespräche mit potentiellen Kunden laufen bereits.“

Vom 05. bis 08. Oktober 2010 findet die weltweit größte Sicherheitsmesse SECURITY in Essen statt, auf der N2telligence das neue System in einer großen Brandschutzhalle präsentieren werden.

www.n2telligence.com

Brennstoffzellen-Heizgeräte benötigen mehr Förderung

Bereits zum achten Mal hat am 1. September 2010 der Riesaer Brennstoffzellen Workshop stattgefunden. Thematisch ging es in der eintägigen Veranstaltung um stationäre Brennstoffzellen auf ihrem Weg vom Labor in die Praxis. Eingeladen hatte die DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH.

weiterlesen