Marktübersicht Brennstoffzellen-Stacks

stacksIn dieser jetzt erstmals von der Zeitschrift HZwei durchgeführten Stack-Marktübersicht werden Brennstoffzellen-Module betrachtet, die über eine Polymer-Elektrolyt-Membran verfügen, so genannte PEM-Brennstoffzellen, und im Leistungsbereich von 1 bis 100 kW liegen. Aufgenommen wurden nur Aggregate, die mit reinem Wasserstoff betrieben werden und wahlweise bei rund 80 °C (Niedertemperatur – NT-PEM) beziehungsweise bei 120 bis 160 °C (Hochtemperatur – HT-PEM) arbeiten

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Immenses Potential von Brennstoffzellen-Triebwagen

Brunnhuber
G. Brunnhuber, M. Lange, J. Sprotte, Landrat H. Riegger (v. l.), © Alstom

Mit Wasserstoff betriebene Züge sollen zukünftig auf nichtelektrifizierten Strecken als Alternative zu Diesel-Loks zum Einsatz kommen. Auch wenn Triebwagen mit Brennstoffzellen-Batterie-Antrieb derzeit noch bis zu eine Million Euro teurer sind als die heute gängige Dieselvariante, könnten Effizienzvorteile der Brennstoffzelle und geringere Instandhaltungskosten mittelfristig zu Kosteneinsparungen in Höhe von bis zu 25 Prozent führen.

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Alstom und Ballard drängen auf die Schiene

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Die erste europäische Lok war dieser Hydrogen Pioneer der Universität Birmingham 2012. (Foto: J. Oberndorf)

Im Schienenverkehr hatten Brennstoffzellen bislang nur wenig Bedeutung. In diesem Frühjahr hat jedoch das ostchinesische Unternehmen CSR Qingdao Sifang Co., Ltd. eine Straßenbahn vorgestellt, die mit Wasserstoff angetrieben wird. Die neue H2-Tram, die über ein Brennstoffzellensystem von Ballard verfügt, lief am 19. März 2015 in der Hafenstadt Qingdao vom Band. Demgegenüber erscheinen all die bisherigen Versuche, Brennstoffzellen auf die Schiene zu bringen, lediglich als zögerliche erste Anläufe.

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Hessen fördert Brennstoffzellen-Heizgeräte

callux-einbau
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Die Markteinführung hat begonnen. (Quelle: Callux)

Nun fördert auch Hessen den Einbau von Brennstoffzellenheizgeräten. Nach Nordrhein-Westfalen, Sachsen und zuletzt auch Baden-Württemberg (s. HZwei-Heft Juli 2014) bewilligte Mitte Juli 2014 auch die Landesregierung in Wiesbaden ein Förderprogramm für Mikro-Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen mit Brennstoffzellen. Insgesamt sollen nach Angaben von Mathias Samson, Staatssekretär im Hessischen Wirtschafts- und Energieministerium, bis zu 60 Anlagen mit Zuschüssen von jeweils 50 Prozent der Investitionskosten (max. 17.550 Euro) finanziell unterstützt werden. Samson sagte: „

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Umbruch in Hessen – Wolf hört auf

Scheppat-Wolf
Scheppat-Wolf
Dr. Joachim Wolf und Prof. Dr. Birgit Scheppat

In Hessen bahnen sich neue Zeiten mit einem neuen Führungsteam in der H2BZ-Initative Hessen e.V. an: Seit der Landtagswahl am 22. September 2013 hat Wiesbaden eine andere Regierung. Die Zuständigkeiten sind zwar noch nicht endgültig geklärt, aber im Koalitionsvertrag zwischen CDU und Grünen steht: „Die Landesregierung wird weiterhin Konzepte, Modelle und Projekte zur Weiterentwicklung der Elektromobilität unterstützen. Ergänzend wird die Wasserstoff- und Brennstoffzellen-Initiative Hessen e. V. (H2BZ) weitergeführt.“

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Hanseaten fahren fortan mit dem ‚SauberBus’

Die Clean Energy Partnership (CEP) hat in den vergangenen Monaten weiter an Größe gewonnen: Am 17. August 2011 erhielt die Hamburger Hochbahn AG insgesamt vier Brennstoffzellenhybridbusse der neusten Generation. Am 5. September übergab Mercedes-Benz 20 Elektroautos an Unternehmen sowie Behörden in der Hansestadt, und nur drei Tage später trat Hessen als weitere Versuchsregion der Initiative bei. Zuvor hatte Shell bereits eine neue Wasserstofftankstelle in der Bundeshauptstadt in Betrieb genommen.

Was zunächst als rein auf Berlin beschränktes Testvorhaben begonnen hatte, erstreckt sich mittlerweile bis weit in den Westen der Bundesrepublik. Hamburg ist schon lange als Wasserstoffhauptstadt H2-Hauptstadt Europas gut etabliert, und neben Nordrhein-Westfalen sowie Baden-Württemberg werden zukünftig auch in und um Wiesbaden vermehrt Brennstoffzellenautos umherfahren.

In Bezug auf praktische Erfahrungen im Umgang mit H2-Fahrzeugen ist Hamburg europaweit führend. Nirgends fahren mehr BZ-Modelle durch die Straßen. Nachdem bereits über mehrere Jahre hinweg bis zu neun brennstoffzellenbetriebene Busse an Elbe und Alster im Einsatz waren, wurden diese jetzt im Rahmen des mit zehn Millionen Euro geförderten Projektes NaBuZ demo (Nachhaltiges Bussystem der Zukunft) durch neu konzipierte Modelle ersetzt. Insgesamt vier Citaro FuelCELL-Hybridbusse händigte Mercedes-Benz an die Hamburger Verkehrsbetriebe aus. Drei weitere Exemplare sollen im kommenden Jahr folgen. Olaf Scholz, Erster Bürgermeister der freien Handels- und Hansestadt, sagte anlässlich der Fahrzeugübergabe auf dem Fischmarkt: „Zukunftssichere Antriebssysteme, die ohne fossile Brennstoffe auskommen, sind keine Zukunftsmusik, sondern Realität.“

Die so genannten SauberBusse sind mit zwei Radnabenmotoren (je 60 kW) ausgestattet, die über einen Hybridantrieb mit Energie versorgt werden. Zur Stromerzeugung und Speicherung stehen zwei 70-kW-Brennstoffzellenmodule zur Verfügung, die für eine Lebensdauer von mindestens sechs Jahren oder 12.000 Betriebsstunden ausgelegt sind. Darüber hinaus sind wassergekühlte Lithium-Ionen-Batterien (250 kW) installiert, die über ein Rekuperationssystem Bremsenergie zurückgewinnen können. Auf diese Weise soll der Verbrauch gegenüber den Vorgängermodellen auf die Hälfte (10 bis 14 kg H2 pro 100 km, 7 GH2-Tanks mit insg. 35 kg auf dem Dach) gesenkt werden. Heinrich Klingenberg, Geschäftsführer der projektbegleitend aktiven hySolutions GmbH, erklärte gegenüber HZwei: „Vorher hatten wir konventionelle Busse, in die ein Brennstoffzellensystem eingebaut worden war. Diese neue Generation ist speziell auf die Vorteile der Brennstoffzelle ausgelegt.“

Der Hauptvorstand der Hamburger Hochbahn, Günter Elste, sagte: „Es ist das Ziel der Hochbahn, ab dem kommenden Jahrzehnt nur noch emissionsfreie Busse mit elektrischem Antrieb anzuschaffen. Die Inbetriebnahme dieser neuen Busgeneration ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg in die Elektromobilität.“ Seine Vision ist, dass „die Brennstoffzelle dann mittelfristig den Dieselmotor in den Bussen ersetzen könnte. Wenn dann noch der Wasserstoff aus Windenergie in Schwachlastzeiten produziert wird, haben wir die emissionsfreie Mobilität der Zukunft erreicht.“

Drei Wochen später wurden 20 weitere Elektrofahrzeuge von dem Stuttgarter Automobilkonzern übergeben und zwar Pkw (B-Klasse F-CELL, A-Klasse E-CELL) sowie Transporter (Vito E-CELL, Atego BlueTec Hybrid). Zu den zukünftigen Testfahrern zählen neben nachhaltig engagierten Hamburger Unternehmen auch Wirtschaftssenator Frank Horch sowie Handelskammer-Hauptgeschäftsführer Prof. Hans-Jörg Schmidt-Trenz. Senator Horch erklärte: „Die Brennstoffzellen- und Wasserstofftechnologie ist ein für den Standort Hamburg ungemein wichtiger technologischer Pfad […]. Auch wir übernehmen heute hier ein Brennstoffzellenfahrzeug, das das mittlerweile 25. bei Senat, Behörden, Landesbetrieben oder städtischen Unternehmen eingesetzte Elektrofahrzeug ist.“

Als neuer assoziierter Partner stieß am 8. September 2011 Hessen zur CEP dazu. Anlässlich der Beitrittsfeierlichkeiten kam die Landesumweltministerin Lucia Puttrich nach Wiesbaden, von wo aus Umwelt-Staatssekretär Mark Weinmeister einen Konvoi von Brennstoffzellenfahrzeugen nach Frankfurt führte. Dort wurde er von der dortigen Oberbürgermeisterin Petra Roth in Empfang genommen.

Hessen plant zunächst bis zum Ende der CEP-Laufzeit im Jahr 2016 verschiedene Energietechnologieprojekte zum Ausbau der H2-Infrastruktur und zur Erprobung der BZ-Technik im Rhein-Main-Gebiet. So ist beispielsweise geplant, zunächst 20 Brennstoffzellenautos von drei verschiedenen Herstellern zu testen. Das Umweltministerium wird eines davon über einen Zeitraum von drei Jahren nutzen. Außerdem soll zusätzlich zu der ersten öffentlichen Wasserstoffstation in Höchst bei Infraserv eine weitere Tankstelle in Frankfurt am Main errichtet werden. NOW-Chef Klaus Bonhoff fasste diese Entwicklung kurz zusammen mit den Worten: „Die CEP wächst.“

Bereits am 20. Juni 2011 hatte die Shell Deutschland Oil GmbH ihre deutschlandweit erste H2-Demonstrationsanlage am Sachsendamm in Berlin-Schöneberg eröffnet. Zur Einweihung nahmen der CEP-Vorsitzende Patrick Schnell, Dirk Inger vom Bundesverkehrsministerium, NOW-Geschäftsführer Dr. Klaus Bonhoff sowie Dr. Peter Blauwhoff, Vorsitzender der Geschäftsführung von Shell Deutschland, die erste offizielle Betankung vor. Für die Bundeshauptstadt ist dies die dritte fest bei einer konventionellen Tankstelle installierte H2-Befüllungsstation. Sie verfügt über eine ausreichende Kapazität für rund 250 mögliche Betankungen am Tag. Zunächst wird sie jedoch vorwiegend für Demonstrations- und Forschungszwecke mit vorerst einem Dutzend Befüllungen pro Tag eingesetzt. Der von Linde zur Verfügung gestellte Wasserstoff ist grün zertifiziert, ursprünglich stammt er jedoch aus der Linde-Pilotanlage in Leuna, die auf Basis von Rohglycerin arbeitet.

Gegenüber der Autogazette erklärte Patrick Schnell: „Das Thema Wasserstoffantrieb wird in Zukunft wieder an Fahrt aufnehmen.“ Ab 2015 rechnet er mit dem Einsatz von BZ-Serienfahrzeugen: „2016 wird der Wettbewerb einsetzen mit den üblichen Streitereien zwischen Automobilherstellern und Kraftstoffanbietern. Der Tod der CEP ist also vorprogrammiert. Aber wenn das passieren würde, wäre es ein schöner Tod.“