Wasserstoff für eine dekarbonisierte Zukunft

Die Klimaerwärmung, aber auch die wirtschaftliche und damit politische Abhängigkeit von Energieimporten hat Europa dazu bewogen, in 2019/20 den Green Deal abzuschließen. Das Ziel ist - grob - das CO2 Reduktionsziel von 2030 zu erreichen und die Eigenversorgung mit Regenerativer Energie drastisch zu erhöhen.

Da Wind- und Solarstrom regional unterschiedlich verteilt generiert wird (Spanien prädestiniert für Strom, Küstenländer wie Dänemark, England und Schweden für Wind), benötigt man neben Transportleistung auch Speichermöglichkeiten.

Die Lithium Ionen Technik erlaubt zwar stationäre Speicherkapazitäten im MWh Bereich. Doch wirklich große Mengen Strom können auf einfachere Weise in einem Wasserstoff-Kreislauf gespeichert (und transportiert) werden. Davon zumindest ist der europäische Zusammenschluss "Hydrogen Europe" überzeugt,

Die Aufgaben, die zu bewältigen sind, können mit folgenden Oberbegriffen zusammen gefasst werden:

• Substitution/Reduktion von Platin; Kostenreduktion
• Forschung und Entwicklung in Bezug auf Lebensdauer, Zuverlässigkeit, Effizienz und Robustheit
• Übergang zu Massenfertigung von FC/EC Stacks (Kostenreduktion und Quantität sind Grundvoraussetzung für eine breite Akzeptanz)
• Aufbau einer ausreichenden Elektrolyseleistung (Power-to-Gas)
• Aufbau eines Tankstellennetzes (HRS: Hydrogen Refueling Station)
• Ausbau der Anwendungen (Schwertransport, stationäre Wärme/Stromgewinnung, Strombalancing, etc.)
• Ausbau eines Transportnetzes (gasförmig, verflüssigt, Druckspeicherung, LOHC)
• Kommerzialisierung der Hydrogen-Industrie ähnlich LION-Technik bis hin zu gleichen Standards, Bezahlung, Handel usw.
• Nutzung der "Economy of Scale (Skaleneffekt)" zur massiven Reduktion von Kosten in Produktion, Lagerung und Distribution

Die Webseite der Joint Group listet etliche Industriepartner, Forschungseinrichtungen und regionalen und multilateralen Förderprogramme auf. Die hier gezeigte Liste beschränkt sich auf Industriepartner weltweit. Die Liste erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit und stellt keine Wertung dar.

Eine der vordringlichsten Aufgaben der deutschen Industrie im globalen Wettrennen um die Führerschaft im Bereich Wasserstoff ist, die massenhafte Herstellung von Brennstoffzellen zu automatisieren. Erst der Wechsel von einer Manufakturfertigung hin zu einer schnellen, fehlerminimierten Fertigung ermöglicht konkurrenzfähige Preise für Brennstoffzellen-Anwendungen. Denn statt 1000 Euro pro kW Leistung muß eher der Wert 500 EUR für 100 kW Leistung erreicht werden. Dann sind Brennstoffzelle und Verbrennermotor in etwa gleichauf mit den direkten Kosten.

Das klingt zunächst viel, denn das bedeutet Herstellkosten von einem Zehntel der heutigen Kosten. Doch das Ziel ist erreichbar - durch Automatisierung, die neben den Fertigungskosten auch die Ausschußquten reduziert kann. Der VDMA hat betreits früh diese Herausforderung erkannt und eine eigene Task-Force-Gruppe gebildet.

Bei 350-400 einzelnen Brennstoffzellen pro Stack sind also Taktzeiten im Bereich von Sekunden erforderlich zur Herstellung von Bipolarplatten und Membran-Elektroden-Einheiten (MEA`s). Auch etliche Fraunhofer-Institute arbeiten mit der Industrie zusammen an entsprechenden Lösungen.

Infosplitter

• 07/2020 Hyundai hat in den vergangenen 7 Jahren 10.000 Wasserstoffautos (Nexo) verkauft
• 07/2019 Toyota Mirai 10.000 mal verkauft