BMW kooperiert mit Toyota – Volkswagen mit Ballard

Der Toyota FCHV-adv an der Berliner H2-Tankstelle Holzmarkstraße (Foto: CEP)

BMW und Toyota haben am 24. Januar 2013 bekannt gegeben, dass sie fortan bei der Entwicklung von Sportwagen, insbesondere aber im Bereich der Elektromobilität zusammenarbeiten werden. Neben dem Austausch von Informationen über Leichtbautechnologie sollen auch Daten über Brennstoffzellen sowie Lithium-Luft-Batterien zwischen Bayern und Japan hin- und herfließen. Das Ziel ist, bis 2015 einen Prototyp und bis 2020 ein marktreifes Brennstoffzellenfahrzeug zu entwickeln. Am 6. März 2013 zog Volkswagen nach, indem die Wolfsburger die Zusammenarbeit mit Ballard verkündeten.

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Ceramic Fuel Cells mit Problemen

Frank Obernitz, CFC Deutschland, Bundesumweltminister Peter Altmaier, Dr. Roman Dudenhausen und Jeffrey Harding, Ceramic Fuel Cells (v.l.) mit BlueGen-Gerät

Während in Deutschland und auch in Großbritannien die Anstrengungen für die Vermarktung der BlueGen-Geräte intensiviert werden, beschäftigte sich die CFCL-Geschäftsführung in Australien im Herbst 2012 mit sich selbst: Kurz nach der Veröffentlichung des Finanzberichts zum dritten Quartal gab das Unternehmen eine Änderung in der Firmenleitung bekannt. Neuer Geschäftsführer ist seit dem 13. November Robert Kennett, vorheriges Mitglied des Aufsichtsrates. Der Energiefachmann, der meist kurz „Bob” gerufen wird, zählt seit dem Jahr 2006 zum Team der Australier und löst Brendan Dow als Geschäftsführer ab.

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Hexis gehört jetzt Viessmann

Das Galileo-1000N-Gerät von Hexis (re.) auf der Hannover Messe 2012

Der Heizgerätehersteller Viessmann hat diesen Herbst 50 Prozent der Anteile am Brennstoffzellenunternehmen Hexis erworben. Die anderen 50 % liegen nach wie vor bei einem schweizerischen Investor, der Stiftung für Kunst, Kultur und Geschichte, die den BZ-Hersteller aus Winterthur Ende 2005 vor der Insolvenz gerettet hatte. Volker Nerlich, der für die Viessmann Werke gearbeitet hatte, bevor er 2002 zu Hexis kam, erklärte gegenüber HZwei, dass beide Unternehmen gemeinsam „im Herbst 2013 eine Kleinserie des Galileo-1000N-Moduls hochfahren werden“. Im gleichen Atemzug schränkte er jedoch ein, dass dies eher eine „geheime Markteinführung“ wird, da zunächst geringe Stückzahlen des Festoxidsystems (SOFC) an ausgewählte Kunden verkauft würden.

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NOW stellt den Entwicklungsplan 3.0 vor

Eine Zusage für ein Markteinführungsprogramm nach 2016, gleichzeitig aber auch Kritik an mangelhafter Öffentlichkeitsarbeit und einen neuen Entwicklungsplan – das gab es alles auf der Vollversammlung des Nationalen Innovationsprogramms Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NIP), die am 7. und 8. November 2011 in Berlin stattgefunden hat. Außerdem berichteten alle Zuwendungsempfänger über den Stand ihrer jeweiligen Projekte, die mit 500 Mio. Euro vom Bundesverkehrsministerium und mit 200 Mio. Euro vom Bundeswirtschaftsministerium gefördert werden.

Rund 320 Teilnehmer sind an den zwei Tagen ins Estrel-Hotel in die Bundeshauptstadt gekommen. Die Begrüßung übernahm Prof. Werner Tillmetz, Vorsitzender des NOW-Beirats. Er begann in einem Rundumblick im Jahr 2004, als das damalige Brennstoffzellen-Bündnis Deutschland sein erstes Strategiepapier vorstellte. Tillmetz, der auch Vorstandsmitglied beim Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung (ZSW) ist, hob zudem die Bedeutung der damaligen Arbeiten insbesondere von Nilgün Parker vom Bundesverkehrsministerium hervor, die entscheidend dazu beigetragen hat, dass die Brennstoffzelle während der Koalitionsverhandlungen mit berücksichtigt wurde und dass die 500 Mio. Euro Fördergelder im Bundeshaushalt eingeplant wurden. Nur infolge dieser Vorarbeiten konnte im Jahr 2006 das NIP-Strategiepapier (Entwicklungsplan 1.0) vorgestellt und das auf zehn Jahre ausgelegte Innovationsprogramm im Jahr 2007 gestartet werden.

Tillmetz stellte weiterhin fest, dass „Wasserstoff nach Fukushima etabliert ist. Da hat sich massiv was getan.“ Als Beleg dafür verwies er nach Japan, wo mittlerweile 30.000 Brennstoffzellenheizgeräte installiert sind, und fügte erfreut hinzu, dass auch im deutschen Bundestag fleißig über das Thema diskutiert werde. Außerdem konstatierte er: „Die Brennstoffzellenautos sind reif, die Serienvorbereitung ist gestartet.“ Stolz hielt er daraufhin die aktualisierte Version des NIP-Strategiepapiers hoch: den neu erstellten Entwicklungsplan 3.0.

Auch Rainer Bomba, der Staatssekretär des Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung, zeigte sich ebenfalls erfreut über die Rückbesinnung auf das Thema Wasserstoff und sagte: „Die Energiewende verleiht dem Wasserstoff wieder Flügel. […] Die Brennstoffzelle ist soweit, dass sie einsatzfähig ist.“ Bomba sprach in seinem Grußwort aber auch offen an, dass die Bevölkerung zu wenig Bescheid wisse. Er mahnte: „Die Brennstoffzelle ist kein Selbstläufer.“ Kritisch stelle er weiterhin fest: „Sie wurde bisher zu schlecht vermarktet. Eine wesentlich intensivere Öffentlichkeitsarbeit und wesentlich mehr Produkte sind notwendig. Ich möchte daher alle aufrufen, Produkte auf den Markt zu bringen.“

Außerdem nannte er es „ausgesprochen wichtig, dass wir uns heute schon Gedanken machen, wie es nach 2016 weitergeht.“ Bomba forderte deswegen vehement dazu auf, gemeinsam mit der NOW nach geeigneten Wegen für ein Anschlussprogramm zu suchen, „ansonsten entsteht eine Lücke.“ Abschließend rief er allen Anwesenden zu: „Ich kann Ihnen versichern, dass die Bundesregierung voll und ganz hinter Ihnen steht.“ Gegenüber der Presse ließ er sich dann sogar noch zu zwei Statements hinreißen: „Die Brennstoffzellen ist einfach gigantisch!“ […] „Wir machen nach 2016 weiter.“

Dr. Klaus Bonhoff, der mittlerweile alleinige Geschäftsführer der Nationalen Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NOW), stimmte der Analyse seines Vorredners unumwunden zu, indem er feststellte: „Die Sichtbarkeit ist in der Tat zu gering.“ Gegenüber der HZwei-Redaktion stellte er fest: „Wir haben in der Öffentlichkeit eine enttäuschte Erwartungshaltung. Wir wissen aber heute, dass die technischen Probleme gelöst sind.“ Er forderte daher ebenfalls mehr Öffentlichkeitsarbeit und erklärte, frühzeitig die Arbeiten an einem Anschlussprogramm aufzunehmen, um „Kontinuität zu erzeugen“. Wie Bonhoff berichtete, habe er sich bereits intensiv mit der Entwicklung in der Windkraftbranche beschäftigt, um daraus zu lernen. So habe beispielsweise die Finanzwirtschaft erst 1996 mit dem Einspeisegesetzt Interesse an dieser Technologie bekommen. Im Hinblick darauf erklärte er: „Hier besteht eine ganz spannende Analogie, die wir uns ansehen müssen.“ Weiterhin sagte er, es müsse auch in der H2- und BZ-Branche über entsprechende Investitionsmodelle mit Risikobegrenzung nachgedacht werden.

Darüber hinaus lieferte Bonhoff einen aktuellen Bericht über den Stand der Umsetzung nach fünf Jahren Programmlaufzeit. So legte er dar, dass seit der Gründung der NOW im Jahr 2008 insgesamt 393 Mio. Euro der Fördermittel in 414 konkreten Einzelprojekten beziehungsweise 184 Vorhaben gebunden wurden. Über die Hälfte davon entfiel auf den mobilen Sektor, jeweils 14 % auf die Bereiche Hausenergie und spezielle Märkte.


Panasonic als Wettbewerber bei BZ-Heizgeräten

Die Panasonic Corporation hat diesen Sommer eine Brennstoffzellen-Offensive in Deutschland gestartet. Am 1. Juli 2011 eröffnete das japanische Unternehmen sein erstes Forschungs- und Entwicklungszentrum für Brennstoffzellenheizgeräte in Europa. Das Panasonic European R&D Centre Germany (PRDCG) steht in Langen bei Wiesbaden und soll zur Entwicklung und Erprobung der Brennstoffzellenheizgeräte ENE FARM für Ein- und Mehrfamilienhäuser dienen. Das Unternehmen aus Osaka, Japan, das seit 1999 umfangreiche Erfahrungen mit seinem Mikro-Kraftwärmekopplungssystemen im eigenen Land gesammelt hat, will nun auch den europäischen Markt erschließen. Laurent Abadie, Vorsitzender von Panasonic Europe, sagte: „Wir haben unsere Brennstoffzellen bisher noch nicht auf den europäischen Markt gebracht. Doch mit unserem neuen Forschungs- und Entwicklungszentrum, das ganz der Entwicklung der Brennstoffzellentechnologie in Europa gewidmet ist, sind wir bei der Realisierung unseres Ziels für 2018 wiederum einen Schritt weiter vorangekommen […].“ Er erklärte weiterhin: „Unsere Micro-CHP-Brennstoffzelle wird bereits in unserem Eco Ideas House, unserem Testobjekt für innovative, ökologische Konzepte in Japan, eingesetzt. Einem Konzepthaus, das zeigt, wie wir alle mit der richtigen Technologie Häuser haben können, in denen Energie mit so gut wie keinen CO2-Emissionen erzeugt, gespeichert und eingespart werden kann.“

Wasserstoff-Explosionen im japanischen Atomkraftwerk

In dem Atomkraftwerk Fukushima I in Japan ist es dieser Tage wiederholt zu Wasserstoffexplosionen gekommen; in Block 1 am 12. März, in Block 3 am 14. März und in Block 2 am 15. März 2011. Wie tagesschau.de vermeldete gilt es inzwischen als sicher, dass in mindestens einem der insgesamt sechs Siedewasserreaktoren eine Teil-Kernschmelze erfolgt ist. Wie es genau zur Entstehung von Wasserstoff gekommen ist, ist indes noch unklar. Normalerweise ist in derartigen Reaktoren kein Wasserstoff vorhanden – weder gasförmig noch flüssig. Das Gas entsteht erst bei vergleichsweise hohen Temperaturen.

Der Deutscher Wasserstoff- und Brennstoffzellen-Verband (DWV) geht davon aus, dass die Hüllen der Brennstäbe, die den Kernbrennstoff zusammenhalten, indirekt als H2-Quelle herhalten müssen. Diese Hüllen bestehen hauptsächlich aus Zirkonium, einem Metall, das bei etwa 1.000 °C beginnt zu oxidieren. „Da es aber rund um den Reaktorkern keinen freien Sauerstoff gibt, reagiert das Metall mit dem Wasserdampf und entzieht diesem den Sauerstoff. Nimmt man dem Wasser den Sauerstoff weg, bleibt Wasserstoff übrig.“ (Zitat: DWV-Meldung vom 16.03.2011)

Eine andere Möglichkeit, wie sich Wasserstoff bilden könnte, wäre die Thermolyse von Wasser (Spaltung/Dissoziation durch hohe Temperaturen). Die thermische Dissoziation bezeichnet den Zerfall von Molekülen – in diesem Fall das H2O-Molekül – durch Wärmeeinwirkung in seine einzelnen Bestandteile (H2 & O2). Oberhalb einer Temperatur von etwa 4.000 °C vollzieht sich eine direkte Spaltung von Wasserdampf in Wasserstoff und Sauerstoff. Diese Temperaturen werden in einem Reaktor jedoch nicht erreicht. Bei der Anwesenheit spezieller Reaktionspartner (z.B. Jod, Schwefeldioxid) kann die erforderliche Mindesttemperatur jedoch auf 1.000 bis 1.700 °C gedrückt werden. Hierbei würde auch Sauerstoff freigesetzt werden.

Unabhängig davon, auf welchen chemischen Pfaden genau der Wasserstoff bei diesem Unglück erzeugt wurde, steht fest, dass er das Ergebnis einer unbeabsichtigten Reaktorüberhitzung ist. Nachdem das Wasserstoffgas wie auch immer gebildet wurde, stieg es aufgrund seiner hohen Flüchtigkeit und seines niedrigen Eigengewichts rasch nach oben. Es konnte somit über geeignete Ventile oben aus dem Stahlbehälter abgelassen werden. Diese Freisetzung schien notwendig geworden zu sein, um einen Überdruck im Reaktorbehälter zu verhindern.

Wie den bisherigen Meldungen zu entnehmen ist, wurde in den Reaktorbehältern der Gebäude 1 und 3 Wasserstoff gezielt abgelassen, um somit für einen Druckabbau zu sorgen. Außerhalb des Stahlbehälters vermischte sich dieses Gas dann mit dem Luftsauerstoff, so dass ein zündfähiges Gemisch entstand, das sich entzündete und die Gebäudehüllen der Gebäude 1 und 3 absprengte.

Der Stahlbehälter von Reaktor 2 scheint infolge von herab fallenden Gebäudeteilen defekt zu sein. Infolge der dort ebenfalls herrschenden hohen Temperaturen könnte es hier im Inneren des Stahlbehälters zur Bildung eines zündfähigen Gemisches kommen.

Zur Entzündung von Wasserstoff kommt es erst dann, wenn erstens Sauerstoff vorhanden ist, sich zweitens ein zündfähiges Wasserstoff-Sauerstoff-Gemisch gebildet hat und drittens ausreichend Zündenergie zugeführt wird.

Das gesamte Kernkraftwerk Fukushima I verfügt über eine elektrische Bruttoleistung von 4.696 Megawatt, deutlich mehr als deutsche Kraftwerke. Ähnliche Reaktortypen (Siedewasserreaktor) stehen in Deutschland in Brunsbüttel (Bruttostromleistung: 806 MW), Isar 1 (912 MW) und Philippsburg 1 (926 MW). Die Anlage in Krümmel bei Hamburg ist vom gleichen Typ aber leicht modifiziert und größer (1.402 MW).