Komischerweise ist es gar nicht so einfach, sich in Herten an das Thema Brennstoffzellen und Wasserstoff heranzupirschen. Ausgerech- net das chemische Element, das in nahezu allen organischen Zusammensetzungen vorkommt, verflüchtigt sich in der konkreten Anwendung. 1. Die HyBikes – die zehn von der Stadt im Jahr 2006 gekauften Fahrräder fahren nicht. Seit Jahren wartet man auf neue Wasserstoff- kartuschen. „Da wird es bald eine technische Lösung geben“, sagt Stadtbaurat Volker Lindner, aber: „Das HyBike-Konzept geht wohl nicht auf. Da gibt es mittlerweile bessere Alternativen.“ 2. Der Blaue Turm – seit einem Jahr- zehnt gepriesen, steckt das Wasserstoffsymbol mit umstrittenem Wirkungsgrad seit Monaten in einer stockenden Bauphase. „Eine Fertigstel- lung der Anlage ist nach heutigem Stand in die- sem Jahr, also in 2010, geplant. Die Fördermittel durch das Land sind nicht gefährdet und können in voller Höhe abgerufen werden", sagt Sven Moormann von der Blue Tower GmbH. 3. Die Wasserstoffbusse – im Rahmen des europäischen Projektes HyChain von der Vestischen erworben, sind beide Ende Januar nicht auf der Straße, sondern in der Werkstatt. Grundsätzlich fahren die beiden Busse, aber nicht schneller als 30 Kilometer pro Stunde. Hand aufs Herz, eine Zukunftstechnologie in Sachen Mobilität stellt man sich rasanter vor. 4. HyChain selbst – in Italien bestellten die Hertener Stadtwerke, der Zentrale Betriebs- hof und die Firma Securplan emissionsarme Antizyklisch, beharrlich, spannend – eine kleine Bestandsaufnahme Was(serstoff) passiert in Herten Die Vorboten eines neuen Wirtschaftszweiges, der Arbeitsplätze mit sich – und nach Herten – bringen wird: Wasserstofftankstelle (li.), Anwenderzentrum (o. re) und Co. 14 Herten erleben 30 | 2010 das thema
Transcript
Komischerweise ist es gar nicht so einfach,
sich in Herten an das Thema Brennstoffzellen
und Wasserstoff heranzupirschen. Ausgerech-
net das chemische Element, das in nahezu allen
organischen Zusammensetzungen vorkommt,
verflüchtigt sich in der konkreten Anwendung.
1. Die HyBikes – die zehn von der Stadt
im Jahr 2006 gekauften Fahrräder fahren nicht.
Seit Jahren wartet man auf neue Wasserstoff-
kartuschen. „Da wird es bald eine technische
Lösung geben“, sagt Stadtbaurat Volker Lindner,
aber: „Das HyBike-Konzept geht wohl nicht auf.
Da gibt es mittlerweile bessere Alternativen.“
2. Der Blaue Turm – seit einem Jahr-
zehnt gepriesen, steckt das Wasserstoffsymbol
mit umstrittenem Wirkungsgrad seit Monaten
in einer stockenden Bauphase. „Eine Fertigstel-
lung der Anlage ist nach heutigem Stand in die-
sem Jahr, also in 2010, geplant. Die Fördermittel
durch das Land sind nicht gefährdet und können
in voller Höhe abgerufen werden", sagt Sven
Moormann von der Blue Tower GmbH.
3. Die Wasserstoffbusse – im Rahmen
des europäischen Projektes HyChain von der
Vestischen erworben, sind beide Ende Januar
nicht auf der Straße, sondern in der Werkstatt.
Grundsätzlich fahren die beiden Busse, aber
nicht schneller als 30 Kilometer pro Stunde.
Hand aufs Herz, eine Zukunftstechnologie in
Sachen Mobilität stellt man sich rasanter vor.
4. HyChain selbst – in Italien bestellten
die Hertener Stadtwerke, der Zentrale Betriebs-
hof und die Firma Securplan emissionsarme
Antizyklisch, beharrlich, spannend – eine kleine Bestandsaufnahme
Was(serstoff) passiert in Herten
Die Vorboten eines neuen Wirtschaftszweiges, der Arbeitsplätze mit sich – und nach Herten – bringen wird: Wasserstofftankstelle (li.), Anwenderzentrum (o. re) und Co.
14 Herten erleben 30|2010
das thema
he30-2010_22_wasserstoff02.qxd:he30-2010_22_wasserstoff02_s14+15 11.02.2010 2:43 Uhr Seite 2
he30-2010_22_wasserstoff02.qxd:he30-2010_22_wasserstoff02_s14+15 11.02.2010 2:43 Uhr Seite 3
PRO-HERTEN-INFO Freitag, 15. Januar 2010 Wasserstoff-Tankstelle für Hertens Schulen?
Wasserstoff-Energie in kleinem Maßstab
Erscheinungsdatum: 10 Januar 2010
"Eine Wasserstoff-Tankstelle in jedem Haus" ist die Vision, welche die Firma Horizon Fuel Cell Technologies in die Realität umzusetzen gedenkt: Eine kleine Tankstelle für häusliche Anwendungen, bei der man nicht nur Wasserstoff abzapfen kann, sondern diesen sogar selbst produzieren. Diese Lösung stellt eine unerwartete und lokale Herangehensweise an die lang herbei geredete und immer noch nicht eingeleitete „Wasserstoffwirtschaft“ dar.
Der Sinn der Produktion vieler kleiner Wasserstoff-Tankstellen liegt einerseits in den durch Skalierungseffekte sinkenden Kosten und andererseits der Vermeidung der Abhängigkeit von großtechnischen Lösungen der Energieindustrie. Die von Horizon Fuel Cell Technologies demonstrierte Lösung scheint das alte, den Fortschritt behindernde Henne-Ei-Dilemma auf ungewöhnliche Weise zu lösen, nachdem kein Wasserstoff-Auto ohne Wasserstoff-Infrastruktur und keine Infrastruktur ohne entsprechende Autos eingeführt werden kann. Die persönliche Wasserstoff-Tankstelle mit dem schönen Namen HYDROFILL wurde auf der CES (Consumer Elektronik Show) in Las Vegas letzte Woche vorgestellt. Die Apparatur ist so klein, dass man sie auf einem Tisch platzieren kann. Mit Hilfe von elektrischer Energie aus dem Strom-Netz, von Solarzellen oder einem Windrad wird der Wasserstoff aus dem in einem kleinen Tank befindlichen Wasser abgespalten und in speziellen, wiederbefüllbaren Festkörpertanks bei niedrigem Druck gespeichert. Diese Speicherkartuschen enthalten Metall-Legierungen, die Wasserstoff an ihre Kristallstruktur binden können und die dieses Gas bei niedrigem Druck wieder abgeben. Diese Speichermethode bietet den Vorteil einer hohen Energiedichte, die sogar die der heute verwendeten Hochdruck-Tanks für flüssigen Wasserstoff übertrifft. Auch im Vergleich mit Batterien und Akkus kann so wesentlich mehr Kapazität pro Volumen gespeichert werden. Außerdem ist die Wasserstoff-Technik noch preiswerter und vermeidet die Verwendung umweltschädlicher Schwermetalle. Horizon Fuel Cell hat auch schon damit begonnen, eine komplette Linie an portablen Energieträgern anzubieten, die ein großes Marktpotential haben. Das erste verfügbare Produkt enthält eine Miniatur-Brennstoffzelle als Energielieferant und nennt sich MINIPAK. Damit kann man die Laufzeiten von Handys, Taschenlampen und vielen USB-gespeisten Geräten ordentlich verlängern. Horizon wird demnächst auch eine fortgeschrittenere Version einer größeren, aber dennoch portablen und netzunabhängigen Energiequelle unter der Bezeichnung HYDROPAK anbieten. Während all diese Produkte im Laufe des Jahres erhältlich sein sollen, arbeitet die Firma bereits an der Entwicklung größerer Energie-Systeme auf dieser Basis, mit denen sich entsprechend leistungsfähigere Verbraucher betreiben lassen.
Mehr Infos • Webseite von Horizon Fuel Cell Technologies
Wasserstoffbusse: Die Zukunft erfahren Von Christian Herrmanny
Sie sind leise, umweltfreundlich und auffällig: Von Freitag (01.05.09) an fahren in Bottrop erstmals Busse mit Wasserstoffantrieb im normalen Linienverkehr. In den nächsten zehn bis 15 Jahren will das Ruhrgebiet zum Zentrum für alternative Kraftstoffe werden.
Zukunftsweisend: Der Hybridbus
Auf der Straße und an der Haltestelle werden sie nicht schlecht bestaunt, die beiden kleinen Busse mit der Aufschrift "Wasserstoff". "Brennstoffzellenhybridfahrzeuge" müssten die Linienbusse eigentlich richtig heißen. Aber selbst bei den Betreibern, den Vestischen Straßenbahnen, hat sich der Begriff "Wasserstoffbus" durchgesetzt. Mit reinem Wasserstoff statt mit Diesel oder Benzin werden die Busse ja auch angetrieben. Eine Brennstoffzelle unter dem Dach des Busses wandelt den Wasserstoff in Energie für die Elektromotoren um. Statt dreckiger Abgase kommt hinten beim Hybridbus reines Wasser heraus - unschädlich und geruchsneutral.
Maximal 33 Stundenkilometer kann der Bus mit dem Brennstoffzellenantrieb fahren. Der Motor kommt auf 37 PS. Wenn die Brennstoffzelle zum Antrieb nicht ausreicht - beispielsweise weil es bergauf geht - schaltet sich automatisch eine große Batterie hinzu. Diese wird ebenfalls von der Brennstoffzelle, aber auch von der Bremsenergie des Busses aufgeladen. Ganz billig ist das umweltschonende Fahren mit dem Hybridbus allerdings nicht: Allein die Anschaffung kostet pro Fahrzeug rund 375.000 Euro (ein herkömmlicher Bus kostet ca. 230.000 Euro). Dazu kommen Wartung und Treibstoff. Den beziehen die Vestischen Straßenbahnen zu Beginn noch vom Betriebshof des Bus-Herstellers in Gladbeck.
Reichweite: 200 Kilometer
"Kraftstoff so teuer wie Diesel"
"Wasserstoff ist im Moment noch sehr teuer, weil die Infrastruktur fehlt", erklärt Heinz van de Velden, Industriemeister bei "Hydrogenics" in Gladbeck. Sechs Kilogramm Wasserstoff tankt der Bus, damit kann er etwa 200 Kilometer im Stadtverkehr fahren. "Umgerechnet ist Wasserstoff ungefähr so teuer wie Diesel", sagt van de Velden. Schon bald sollen weitere Wasserstofftankstellen im Ruhrgebiet entstehen. Die kürzere Anfahrt wird den Zeitaufwand fürs Tanken reduzieren.
Der Stoff, der da aus der Zapfsäule kommt, überzeugt Heinz van de Velden: "Fossile Brennstoffe sind endlich, unsere Kinder werden mit Sicherheit mit Wasserstoff fahren." Hergestellt wird der Wasserstoff für die Linienbusse künftig aus regnerativen Energien: Eine Windkraftanlage und eine Faulgas-Anlage erzeugen den Strom für die Elektrolyse, bei der Wasserstoff entsteht.
Bis auf die Tatsache, dass die Hybridbusse mit Platz für nicht einmal 30 Passagiere sehr klein sind, werden die Kunden kaum merken, dass sie in einem High-Tech-Bus fahren: Es wackelt und schaukelt wie gewohnt im Linienbus. Innen drin ist es auch kaum leiser, als in herkömmlichen Fahrzeugen. Die erheblich geringere Geräuschbelastung wird erst außerhalb des Busses spürbar. "Der Wasserstoffbus fährt sich ein bisschen wie ein Autoscooter früher auf der Kirmes", sagt Verkehrsmeister Uwe Schiwy am Steuer des Busses. "Er ist halt ein Elektroauto." Als Verkehrshindernis sieht der 43-Jährige das neue Fahrzeug aber nicht: "Wir fahren ja auf der gesamten Strecke fast ausschließlich durch Tempo-30-Zonen."
Emissionsfreie Fahrten hinauf zum Tetraeder
Stolz auf die Busse
Von Mitte Juni an soll der Wasserstoffbus am Wochenende sogar die Halde des Bottroper Tetraeders hinauffahren - das dürfen normale Fahrzeuge nicht. "Hiervon profitieren besonders Behinderte und Senioren, die dann bequem einen phantastischen Blick über das Ruhrgebiet genießen können", so Martin Schmidt, Geschäftsführer der Vestischen Straßenbahnen. Gemeinsam mit dem technischen Beigeordneten der Stadt Bottrop, Bernd Tischler, misst Schmidt dem Wasserstoffbus eine große Bedeutung zu. Denn vor ziemlich genau 21 Jahren wurde der Niederflurbus eingeführt - ebenfalls in Bottrop. "Vielleicht feiern wir den Start des Wasserstoffbusses im Linienverkehr in 20 Jahren ebenfalls als historisches Ereignis", sagt Bernd Tischler. Die emissionsfreie Zukunft kann also beginnen.
Kommentare zum Thema:
• Audifahrer schrieb am 06.05.2009, 23.54 Uhr:
@Billy Der Kommentar ist völlig unpassend und offenbart nur welch armen Geistes Kind Sie sind. Ich lasse andere Autofahrer einfach überholen und freue mich über jeden, der in einen Audi, Porsche, BMW oder Mercedes investiert. Das sind die Menschen, die unseren Staat mit ihrer Leistung finanzieren.
Was für ein Quatsch. Da werden 375.000 Taler verballert, wo ein Dieselbus für 230.000 zu haben ist. Schlappe 145.000 mehr. Dafür könnte man auch einen Dieselbus nehmen, und ihn auf den Betrieb mit reinem Pflanzenöl umrüsten. Dann kostet er vielleicht 230.500 Taler. Man könnte CO2-neutral herstellbares, lokales Pflanzenöl verwenden und bräuchte keine extremst verlustbehaftete, unsinnige und komplexe Wasserstofftechnologie. Aber einfache Lösungen haben keine Lobby... vermutlich ist die Frage auch nicht erlaubt, wer diesen Bus gesponsert hat...
• Billy schrieb am 03.05.2009, 16.50 Uhr:
Ich hatte heute auch schon wieder so einen Audi-Spinner hinter mir, der meinte die linke Spur gehört ihm. Ich bin konstant die Höchstgeschwindigkeit gefahren und der Vogel hat sich schwarz geärgert.
• Mike schrieb am 03.05.2009, 14.55 Uhr:
Ich finde es gut Neuartige Fahrzeuge einzuführen. Man sollte aber bedenken das auch die Autofahrer Neuartige Busse kennenlernen. Denn wer kennt heute schon die unterschiedlichsten Fahrräder des Landes ? Weiß Mann oder Frau das mehr unterschiedliche Fahrräder gibt als Autotypen? es gibt heute 761 verschiedene Fahrradtypen da gegen sind es bei Autotypen gerade mal 276. Es ist gefährlicher im Autoverkehr umsleben zu kommen. Deshalb sage ich zu mir selbst das Auto ist die friedlichste Waffe der Menschheit. Sie tötet ohne einen Waffenschein zu gebrauchen. Deshalb finde ich Tempo 30 muß in allen Städten vorkommen. Ich bin froh das ich kein Auto mehr gebrauche. Bei mir hat schon in diesem Sinn schon lange ein Umdenken stattgefunden. Das sollte eigentlich bei den anderen Autofahrern auch sein.
• Harald schrieb am 01.05.2009, 19.38 Uhr:
Nachtrag: So eine Fahrt kann doch auch mal als Sonderfahrt bei schönem Wetter oder an Feiertagen angekündigt werden. An Pfingstsonntag und -montag könnte man einfach mal beginnen.
• Harald schrieb am 01.05.2009, 19.36 Uhr:
Mach keinen Mist, im letzten Absatz steht, dass der Bus von Mitte Juni an dort hochfahren soll. Ich verlass' mich darauf, denke aber auch, dass das nur ein Strohfeuer sein wird, so wie immer. Aber sehenswert ist der Tetraeder und auch die Halde Hoheward immer wieder. Sehr empfehlenswert!
• Lieber Harald, schrieb am 01.05.2009, 12.53 Uhr:
der Bus ist da nur für einen Fototermin hochgefahren :-)
• tauber Asthmatiker schrieb am 01.05.2009, 11.20 Uhr:
viele städtische Zonen sind eigentlich schon ob der Lärm-u. Staubimmissionen unbewohnbar, was nur deshalb nicht politisiert wird, weil keine streitbaren Politiker(Oberlehrer) mehr in diesen Regionen wohnen. Das die stadteigenen Betriebe
auf dem Wege der Besserung voranschreiten müssen ist eigentlich schon den Einwohnerzahlen geschuldet, denn schrumpfende Einwohnerzahlen werden irgendwann städt. Bedienstete auf ihrem Lohnzettel zu spüren bekommen. Warum aber erst so spät auch der Lärm und Staub eine Rolle spielen, können die Ärzte besser erklären, dort füllen sich die Wartezimmer.
• Harald schrieb am 01.05.2009, 10.40 Uhr:
Endlich kann dann meine etwas gehbehinderte Frau zum Tetraeder hochgefahren werden wo ich dann schon warte, denn 'zu Fuß' macht das Besteigen noch mehr Spass. Ich befürchte allerdings, dass Bottrop bald komplett Tempo-30-Zone wird, damit der Bus flächendeckend eingesetzt werden kann.
5.3.2010
Was ist der Richtige Weg - aus Sicht der Presse ,|zusammengestellt durch J.Jürgens
H.F.B. Lithium-Ionen Batterie via Brennstoffzelle –aufs falsche Pferd gesetzt?
ENERGIEVERSORGUNG - Evonik entwickelt die größte Lithium-Keramik-Batterie der Welt
Essen. Strom aus Wind und Sonne soll künftig auch im großen Maßstab effizient speicherbar werden. Zu diesem Zweck entwickelt die Essener Evonik Industries in Deutschland gemeinsam mit Partnern die größte Lithium-Keramik-Batterie der Welt.
Möglich wird dies dank der CERIO-Technologie, einer speziellen Kombination von Keramik-Materialien und hochmolekularen Ionenleitern, die stark erhöhte Sicherheit bei gleichzeitig geringem Platzbedarf und hoher Zykluslebensdauer garantieren. Am saarländischen Kraftwerks-Standort Völklingen entsteht in einem ersten Schritt ein Stromspeicher mit einer Leistung von einem
Megawatt (MW) und einer Speicherkapazität von etwa 700 kWh.
Zur Einordnung: Würde dieser Speicher viertelstündlich be- und entladen, könnten hiermit theoretisch 4000 Haushalte pro Jahr versorgt werden. Im Anschluss an den 1-Megawatt-Speicher ist eine Erweiterung auf 10 MW geplant. "Wir nutzen unsere einzigartige Lithiumionen-Kompetenz, die schon heute die Elektrifizierung des Automobils revolutioniert, um in einen ganz neuen Markt einzutreten", sagt Dr. Klaus Engel, Vorstandsvorsitzender der Evonik Industries AG. "Damit ließen sich erstmalig Erzeugung und Verbrauch von Strom mit Hilfe der Lithium-Keramik-Technologie kostengünstig entkoppeln. Wir können die durch die Energiegewinnung aus Sonne und Wind verursachten Netzschwankungen stabilisieren und so die Energieerzeugung insgesamt erheblich effizienter gestalten. Hier entsteht ebenso wie im Automobilbereich ein Milliardenmarkt", so Engel. Experten schätzen das Marktvolumen für moderne Energiespeicher langfristig auf über 10 Milliarden Euro.
Allein für Deutschland liegt der künftige Leistungsbedarf an modernen Speichersystemen im hohen dreistelligen Megawattbereich. Das im Rahmen der Forschungsinitiative LIB 2015 vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte und auf drei Jahre angelegte Projekt zielt auf die wirtschaftlich-technische Realisierbarkeit solcher Mega-Batterien für stationäre Anwendungen. "Stromspeicher dieser Art haben enorme Vorteile zur flexiblen Integration von erneuerbaren Energien.", so Carsten Kolligs, der das Projekt im Science-to-Business Center Eco² der Creavis Technologies & Innovation innerhalb von Evonik leitet.
Der nachhaltige ökologische und ökonomische Ausbau der erneuerbaren Energien ist ein zentrales Ziel der deutschen Klimaschutz- und Energiepolitik. Der Anteil der erneuerbaren Energien soll in Deutschland bis zum Jahr 2050 schrittweise auf 50 Prozent gesteigert werden. "Hinzu kommt, dass der europäische Strommarkt seit Beginn der Deregulierung starken Veränderungen unterworfen ist. Als Folge werden vermehrt schwankende Energien aus Wind- und Photovoltaikanlagen und in erhöhtem Maße auch Energien aus Blockheizkraftwerken ungeregelt in das Stromnetz eingespeist. Dies stellt zunehmende Anforderungen an die Übertragungskapazität und den Betrieb der Netze. Hier können
hocheffiziente und flexible Batteriespeicher auf Basis der Lithium-Keramik-Technologie wertvolle Beiträge zur Netzregelung und Grundlastfähigkeit von erneuerbaren Energien leisten", erklärt Kolligs.
Lithiumionen-Batteriespeicher werden derzeit weltweit mit hoher Intensität für Fahrzeugantriebe der Zukunft entwickelt. Die einzigartige, patentierte Evonik-Technologie ist auch Fundament einer Partnerschaft mit der Daimler AG, die auf serienreife Elektrofahrzeuge ab 2012 zielt. Neben Anoden- und Kathodenmaterial bildet die keramische Membran SEPARION® als Separator das innovative Herzstück. Aber auch für stationäre Anwendungen verspricht die Technologie außerordentliche Potenziale.
Evonik treibt das ehrgeizige Projekt unter dem Namen LESSY (Lithiumionen-Elektrizitäts-Speicher-System) aus dem Science-to-Business Center Energieeffizienz (S2B-Center Eco²) voran. Das S2B-Center Eco² bündelt knapp zwei Dutzend Projekte zu Ressourcenschonung und Klimaschutz. Das Science-to-Business-Center-Konzept der strategischen Forschungseinheit Creavis Technologies & Innovation von Evonik zielt auf die Bündelung von Partnern aus verschiedenen Disziplinen ab, um die Zeitspanne von der Idee bis zum marktfähigen Produkt möglichst kurz zu halten.
Evonik hat mit der eigenen Tochter Li-Tec Battery GmbH, einem Joint Venture mit Daimler, und der Digatron Industrie-Elektronik GmbH für LESSY zwei Partner aus der Wirtschaft gewonnen. Die Universität Münster, das EWE-Forschungszentrum für Energietechnologie (Next Energy) und das HTW-Institut Power Engineering Saar zählen zu den Projektpartnern aus der Wissenschaft. Die Entwicklung von großvolumigen Batterien fokussiert zunächst auf den Anwendungsbereich der Netzregelung und hier konkret auf die Bereitstellung von Primärregelenergie, die bisher von konventionellen Großkraftwerken erbracht wird.
Im Rahmen des Projekts LESSY werden die Komponenten der Lithiumkeramik-Batterie gezielt auf die Primärregelenergie-Bereitstellung hin entwickelt. Anschließend erfolgt der Bau und Betrieb eines Speichers mit einer Regelenergieleistung von rund einem MW. Die dazu erforderliche Batterie wird eine Speicherkapazität von ca. 700 kWh haben und ist damit in etwa 40 bis 50 mal so groß wie die Batterien für Elektro- oder Hybridfahrzeuge. Standort des Stromspeichers wird das Evonik-Kraftwerk Fenne in Völklingen sein, das sich mit freien Leistungen an der Bereitstellung von Regelenergie für das deutsche Stromverbundnetz beteiligt.
"Die wesentlichen Herausforderungen des Projekts resultieren aus der Größenordnung des Speichers. Die Anforderungen hinsichtlich Sicherheit, Batteriemanagement, Netzanbindung, Energiemenge und Leistungen sowie nicht zuletzt der erforderlichen Zyklenzahlen gehen deutlich über den Stand der Technik bei herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterie-Speichern hinaus", betont Kolligs. In begleitenden Studien werden die gewonnenen Projektergebnisse genutzt, um über die Primärregelenergie-Bereitstellung hinaus weitere Anwendungsgebiete von großskaligen Lithium-Keramik-Batterie-Speichern in stationären Anwendungen zu identifizieren.
Der wissenschaftliche Durchbruch: SEPARION® macht die Lithium-Ionen Batterie erwachsen Lithium-Ionen-Batterien gelten als die aussichtsreichsten Kandidaten für die mobile Energieversorgung der Zukunft. Sie hatten bislang nur ein Problem: Sie genügten bisher nicht den Sicherheitsanforderungen für große Stromspeicher.
Die Schwachstelle lag im Batterieseparator. Darin wurden bisher semipermeable Membranen aus Polymeren eingesetzt, um Anode und Kathode voneinander getrennt zu halten. Doch haben
Kunststoff- oder Plastikseparatoren zwei entscheidende Nachteile: Sie sind brennbar, und sie verlieren bei Temperaturen über 140 Grad Celsius ihre Stabilität. Die Folge: Werden Batterien, die mit entsprechenden Separatoren ausgestattet sind, überladen, können sie überhitzen, schmelzen und einen Kurzschluss auslösen – mit in der Regel explosionsartigem Verlauf.
Nanopartikel sorgen für hervorragende Eigenschaften
Abhilfe schafft SEPARION® – ein neuartiger Separator, der sich beim Einsatz in Lithium-Ionen-Batterien durch hervorragende Eigenschaften auszeichnet: Der keramische Seperator von Evonik hält Temperaturen von rund 700 Grad Celsius aus.
SEPARION® besteht aus Keramik und Polymeren, zwei Materialien, die eigentlich wegen ihrer unterschiedlichen Temperaturanforderungen komplett unverträglich sind. Möglich wurde diese Kombination durch nanoskalige Oxide. So ist zum Beispiel Zirkonoxid funktionaler Bestandteil der Separatoren und sorgt unter anderem für Stoffintegrität, Nanoporösität und Flexibilität.
2007 war das SEPARION®-Team von Evonik für den Deutschen Zukunftspreis nominiert.
SEPARION in Li-Tec-Zellen Die heutigen Li-Tec-Zellen sind aufgrund des technischen Konzeptes mit einem keramischen Separator von Evonik am besten für Elektrofahrzeuge geeignet. Die im weltweiten Vergleich führende Flachzelle ermöglicht eine hohe Energiedichte bei gleichzeitig kompakten Abmessungen und hervorragender Sicherheit, die beim Einsatz von Batterien mit hoher Energiedichte oberste Priorität haben muss. Die Lithium-Ionen Flachzellenbatterie werden kurzfristig in Elektrofahrzeugen von Mercedes-Benz Cars eingesetzt.
Größter Lithium-Akku der Welt 1-MW-Lithium-Keramik-Batterie von Evonik soll 700 kWh speichern
Erscheinungsdatum: 3 März 2010
Strom aus Wind- und Sonnenenergie soll künftig auch im großen Maßstab effizient gespeichert werden können. Zu diesem Zweck entwickelt Evonik mit Partnern aus Industrie und Forschung die größte Lithium-Keramik-Batterie der Welt. Zum Einsatz kommt die konzerneigene Cerio-Technologie, eine spezielle Kombination von Keramik-Materialien und hochmolekularen Ionenleitern. Herzstück ist eine keramische Separator-Membran (Separion), die von der Evonik-Tochter Li-Tec entwickelt wurde und auch in Elektrofahrzeugen zum Einsatz kommen soll (Foto von der Herstellung der Membran: Evonik). Laut dem Unternehmen wird so eine beträchtlich erhöhte Sicherheit bei gleichzeitig geringem Platzbedarf und hoher Zykluslebensdauer garantiert.
Ein im Rahmen der Forschungsinitiative LIB 2015 vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördertes und auf drei Jahre angelegtes Projekt zielt auf die wirtschaftlich-technische Realisierbarkeit von riesigen Batterien für stationäre Anwendungen. Am saarländischen Kraftwerks-Standort Völklingen soll in einem ersten Schritt schon bis zum ersten Halbjahr 2011 ein Stromspeicher mit einer Leistung von einem Megawatt (MW) und einer Speicherkapazität von etwa 700 kWh enstehen. Laut Dr. Klaus Engel, Vorstandsvorsitzender von Evonik Industries, können solche Akkus die durch regenerative Energien verursachten Netzschwankungen stabilisieren, wodurch die Energieerzeugung insgesamt erheblich effizienter werden soll. "Hier entsteht ebenso wie im Automobilbereich ein Milliardenmarkt", so Engel. Experten schätzen das Marktvolumen für moderne Energiespeicher langfristig auf über 10 Milliarden Euro. Allein für Deutschland liegt der künftige Leistungsbedarf an modernen Speichersystemen im hohen dreistelligen Megawattbereich.
07. November 2009, 11:05 Uhr
Spiegel, Nov.: 2009 Wasserstoffautos Die ewige Zukunftstechnologie
Von Tom Grünweg
Seit die Autowelt vom Elektroantrieb träumt, ist es still geworden um die Brennstoffzelle. Eine neue Initiative von Industrie und Politik verspricht nun wieder den Durchbruch des Wasserstoffantriebs - doch zwischen Ankündigung und konkreten Planungen klafft eine riesige Lücke.
Sachito Fujimoto ist einer der wenigen Menschen, die bereits flott, flüsterleise und abgasfrei fahren - der Honda-Ingenieur ist des öfteren mit dem Kleinserienfahrzeug FCX Clarity unterwegs. Das Auto fährt mit Wasserstoff. An Bord ist eine Brennstoffzelle, die das Hydrogen in elektrische Energie umwandelt. Das charmante an dieser Technik: Wasserstoff lässt sich ähnlich flott tanken wie Benzin, die Reichweite eines Elektroautos mit Brennstoffzelle ist aber deutlich höher als die eines Stromers mit Batterie - und als Abgas entsteht lediglich harmloser Wasserdampf.
Seit Jahrzehnten arbeitet eine Reihe von Herstellern daran, Wasserstoff als Energiequelle fürs Auto nutzbar zu machen. Doch so recht vorwärts geht es mit der Technologie nicht. Zwar erweist sie sich in Prototypen und Forschungsfahrzeugen mittlerweile als einigermaßen alltagstauglich, weshalb Brennstoffzellen-Autos wie der FCX Clarity, der Mercedes F-Cell oder der Chevrolet Equinox bei Pilotprojekten ordentliche Ergebnisse erzielen.
Von einem Serieneinsatz sind diese Fahrzeuge jedoch noch weit entfernt. Selbst wenn die Hersteller die Kosten in den Griff bekämen, mangelte es an der nötigen Infrastruktur: Nicht einmal ein Dutzend der vielen tausend Tankstellen in Deutschland bietet Wasserstoff an. Spötter behaupten, die Brennstoffzelle sei 1980 acht bis zehn Jahre von der Serienreife entfernt gewesen - und sei es 30 Jahre später immer noch.
Skeptiker halten die Brennstoffzelle deshalb für ein Milliardengrab. Und spätestens seit die Autobranche elektrisiert ist von der Idee des Batteriefahrzeugs, droht ihr ein Platz im Museum der prinzipiell guten Ideen, die sich nie durchsetzen konnten. Da klingt es fast schon trotzig, wenn Thomas Brachmann aus dem europäischen Honda-Entwicklungszentrum sagt: "Auch wenn es bezahlbare Elektroautos geben sollte, werden das Stadtfahrzeuge für Kurzstrecken sein. Mit der Brennstoffzelle dagegen sind alltagstaugliche Reichweiten realisierbar."
Eine neue Initiative soll dem Thema frische Aufmerksamkeit sichern
Kurz vor der Internationalen Automobil-Ausstellung im September bemühten sich Industrie und Politik durch die Gründung einer neuen Allianz, die Brennstoffzelle wieder ins Gespräch zu bringen. Während Hersteller wie Daimler, Ford, oder Toyota bekräftigten, Fahrzeuge in größerer Stückzahl auf die Straße bringen zu wollen, versprachen Energieversorger, sich verstärkt für den Aufbau einer Infrastruktur zu engagieren.
Selbst die direkte Verbrennung von Wasserstoff im Motor ist denkbar: Mazda besitzt entsprechende Testwagen für ein Forschungsprojekt in Oslo, und BMW-Chef Norbert Reithofer hat für den Prototypen Hydrogen7, einen 7er BMW mit Wasserstoff-Zwölfzylindermotor, eine Patronatserklärung abgegeben "Wir halten an der Technologie fest und entwickeln mit Hochdruck neue Tanksysteme, um auch künftige Fahrzeuge mit Wasserstoff antreiben zu können."
Schon vor 15 Jahren galt die Brennstoffzelle als Allheilmittel
Am zur Schau getragenem guten Willen mangelt es also offenbar nicht, und für die Zukunft prophezeit die Industrie vollmundig Hunderttausende von Wasserstoff-Fahrzeugen. Doch auch die neuerliche Industrie-Initiative ändert nichts daran, dass die konkreten Planungen den optimistischen Prognosen meilenweit hinterher hinken.
Vom Honda FCX zum Beispiel sind lediglich 24 Stück im Flottentest, in Europa gibt es lediglich zwei Fahrzeuge - und viel mehr als 200 sollen in den nächsten drei Jahren auch nicht gebaut werden. Ähnlich ist die Situation bei Mercedes: Zur IAA haben die Schwaben den Beginn der Serienfertigung für die B-Klasse mit Brennstoffzellenantrieb angekündigt, erste Autos werden bald gefertigt.
Doch während im Werk Raststatt pro Monat Tausende Benziner und Diesel produziert werden, sieht der F-Cell-Plan 200 Autos vor - und zwar über die gesamte Laufzeit. "Wir gehen davon aus, bis spätestens 2015 die Marktreife erreicht zu haben", sagt Mercedes-Sprecher Matthias Brock.
Viele Hersteller machen mit - aber nur sehr zaghaft
Bei der Konkurrenz sieht es nicht anders aus. "Je nachdem, wie sich die notwendige Entwicklung der Infrastruktur künftig darstellt, rechnen wir nicht mit einer Einführung vor 2015", sagt Toyota-Sprecher Tim Fronzek. Und Jürgen Leohold, Chef der VW-Konzernforschung, hofft auf die Geduld des Publikums.
Zur Übergabe von je zwei VW Tiguan, VW Caddy und Audi Q5 mit Brennstoffzellen an Bord an die so genannte Clean Energie Partnership in Berlin stellte er die "ersten Volkswagen-Modelle mit einem
ausreichend langlebigen und bezahlbaren Brennstoffzellen-Antrieb" für den Zeitraum "um 2020 "in Aussicht.
Obwohl wenig für einen schnellen Durchbruch spricht, ist der Optimismus der Beteiligten ungebrochen. Auch Honda-Projektleiter Fujimoto ist voller Hoffnung: "Ich gehe in acht Jahren in Rente. Vorher würde ich mir gerne ein Brennstoffzellen-Fahrzeug kaufen können."
• Mazdas Wasserstoff-Modelle: 600 Kilometer Richtung Zukunft (09.07.2009) http://www.spiegel.de/auto/aktuell/0,1518,635066,00.html
• Wasserstoff-Autos: Industrieallianz will Brennstoffzelle zum Durchbruch verhelfen (09.09.2009) http://www.spiegel.de/auto/aktuell/0,1518,647951,00.html
• Ford Edge HySeries Drive: Das sauberste SUV der Welt (26.08.2008) http://www.spiegel.de/auto/aktuell/0,1518,574152,00.html
• Nissan X-Trail FCV: Brennstoffzelle als lautloses Kraftwerk (11.07.2008) http://www.spiegel.de/auto/aktuell/0,1518,564975,00.html
• Mercedes B-Klasse mit Brennstoffzelle: Eisfrei durch den Frost (27.03.2008) http://www.spiegel.de/auto/aktuell/0,1518,543724,00.html
• Fotostrecke: Modelle und Meilensteine http://www.spiegel.de/fotostrecke/fotostrecke-37861.html
• Ladetechnik für Elektroautos: Strom ohne Strippe (05.11.2009) http://www.spiegel.de/auto/aktuell/0,1518,658351,00.html
• Fotostrecke: Die wichtigsten Brennstoffzellen-Projekte http://www.spiegel.de/fotostrecke/fotostrecke-48287.html
Auf den Akku kommt es an!
An der Schwelle zur Elektromobilität
Erschienen in Ausgabe 465, September 2009
Schon an der Schwelle zum letzten Jahrhundert mussten die Elektromobile den Benzindroschken das Feld räumen. Nach über 100 Jahren kommen sie jetzt zurück – langsam, aber gewaltig, was sowohl die Beschleunigung als auch das Entwicklungspotential betrifft. Der Schlüssel zum Erfolg scheint dabei aber nicht die vielgerühmte Brennstoffzelle zu sein, sondern der immer weiter verbesserte Lithium-Ionen-Akku.
Spektrum der Wissenschaft ELEKTROMOBILITÄT "Jeder kann selbst überlegen, was er haben will"
Rund eine halbe Milliarde Euro aus dem Konjunkturpaket II fließen derzeit in die Elektromobilität. Ist das sinnvoll? Keine Frage, sagt Dirk Uwe Sauer, Professor am Institut für Stromrichtertechnik und elektrische Antriebe (ISEA) der RWTH Aachen. Wer den Klimawandel ernst nimmt, kommt an Elektroautos nicht vorbei.
Dirk Uwe Sauer
Spektrum der Wissenschaft: Herr Professor Sauer, wenn die Rede in diesen Tagen auf Elektroautos kommt, stehen schnell die Schwächen heutiger Batterien im Zentrum der Diskussion. Wie leistungsfähig sind sie denn mittlerweile? Dirk Uwe Sauer: Die Diskussionen über Energiedichten, Leistungsdichten und letztlich die Reichweite von E-Mobilen gehen meiner Ansicht nach in die falsche Richtung. Die Frage muss doch lauten: Was können wir uns wirtschaftlich leisten? Bei einem Liefer- oder Postauto mit festen Routen beispielsweise ist das keine Frage. Wenn es täglich 100 oder 200 Kilometer fährt, wird die Batterie eben entsprechend dimensioniert und einmal am Tag leer gefahren. Das amortisiert sich: Wenn so eine Batterie 300 Zyklen jährlich durchmacht, hält sie mindestens fünf, vielleicht auch zehn Jahre. Der Durchschnittsbürger hat ein anderes Nutzungsprofil, er fährt im Schnitt 37 Kilometer am Tag, und das meist auf kurzen Strecken. Selbst wenn sein Elektroauto über gerade einmal 100 Kilometer Reichweite verfügt, ist das ungünstig für die Wirtschaftlichkeit. Er muss die Batterie finanzieren und sie auch ständig durch die Gegend fahren. Doch zwei Drittel der Batterie stehen sich nur kaputt. Spektrum: Selbst 100 Kilometer Reichweite wären den meisten zu wenig. Sauer: Jeder kann sich selbst überlegen, was er haben will. Heutige Batterien für E-Mobile bringen es auf Energiedichten von 100 bis 120 Wattstunden pro Kilogramm. Ein umgebauter Polo beispielsweise verbraucht 15 oder 16 Kilowattstunden pro 100 Kilometer. Damit kommt man auf grob 65 oder 80 Kilometer Reichweite pro 100 Kilogramm. Bei einem Fahrzeuggewicht von 1,2 Tonnen sind vielleicht 300 Kilogramm für die Batterie okay, das entspricht dann immerhin 200 oder 240 Kilometern. Sinnvoll ist das in der Regel trotzdem nicht. Bislang sind ohnehin praktisch nur Einzelstücke auf dem Markt, bei denen die Kilowattstunde speicherbarer Energie rund 1000 bis 1500 Euro kostet. Realistischerweise könnten die Preise eines Tages auf 300 Euro pro Kilowattstunde heruntergehen. Bei 100 Kilometer Reichweite, also 15 Kilowattstunden Energie, sind für die Batterie dann 4500 Euro fällig. Hinzu kommen noch Mehrwertsteuer, Handling, Einbau, Garantie, da rechnen wir etwa mit dem Faktor 1,8. Refinanzieren lässt sich diese Investition zwar teilweise dadurch, dass Strom billiger ist als Benzin. Aber auch das gilt eben nur, wenn man tatsächlich fährt und die Batterie nicht nur altert. Spektrum: Was also kann man sich von Elektroautos denn versprechen?
Zum Inhaltsverzeichnis Seite 10
Sauer: Heute sind E-Mobile im Prinzip als Stadt- oder Zweitfahrzeuge sinnvoll einsetzbar. Und selbst in zehn Jahren werden wir keine Standardbatterien haben, die uns wirtschaftliche Reichweiten von 300 oder 500 Kilometern erlauben. Idealerweise besitzt die Durchschnittsfamilie im Jahr 2020 ein reines Elektromobil sowie einen Plug-in-Hybriden (dieser verfügt sowohl über einen Verbrennungsmotor als auch über einen Elektroantrieb mit am Stromnetz aufladbarer Batterie, Anm. d. Red.) mit 30 bis 50 Kilometer elektrischer Reichweite. Mit Letzterem kann sie dann auch problemlos in Urlaub fahren. Wenn die elektrische Infrastruktur flächendeckend vorhanden ist, wir also zum Beispiel während der Arbeit unsere Autos aufladen, können wir mit solchen Fahrzeugen problemlos zwei Drittel des Benzins einsparen, das die Deutschen heute im Verkehr verbrauchen. Serielle Hybride erlauben es zudem, den Benzinverbrauch und die Abgasreinigung zu optimieren, ähnlich wie in modernen Schiffen oder dieselelektrischen Zügen. Dabei läuft der Verbrennungsmotor ausschließlich, um Strom zu erzeugen, das aber an seinem optimalen Leistungspunkt.
Jeder zweite hält Elektromobilität für alternativlos - zum Ergebnis unserer Online-Umfrage
Spektrum: In der Stadt bringen E-Mobile ihre Energie auch effizienter auf die Straße als bisherige Fahrzeuge. Sauer: Im Stadtverkehr sind Benziner wegen des sehr dynamischen Betriebs natürlich ineffizienter als bei konstanter Geschwindigkeit über Land oder auf der Autobahn. Außerdem können sie die Bremsenergie nicht per Rekuperation teilweise zurückgewinnen. Andererseits: Im städtischen E-Mobil schlagen dann zusätzliche Verbraucher wie Radio, Licht, vielleicht die Klimaanlage zu Buche, weil man für relativ kurze Strecken relativ lang unterwegs ist. Spektrum: Zu unserem Artikel „Die Zukunft fährt elektrisch“ bemerkten einige Leser, dass offenbar noch keine Lösung für das Heizen des Innenraums existiere. Schließlich entfällt die Abwärme des Motors fast ersatzlos. Sauer: Zu diesen thermischen Problemen ist in der Tat noch wenig geforscht worden. Heutige Fahrzeuge sind thermisch gesehen alles andere als optimal: Pro Stunde wird bis zu 30-mal die komplette Innenluft ausgetauscht. Ähnlich wie dies lange Zeit beim Hausbau der Fall war, hat sich über dieses Thema schlicht keiner Gedanken gemacht. Aber das entsprechende Instrumentarium, das für andere Einsatzzwecke entwickelt wurde, kann man natürlich auch auf das Auto loslassen: thermische Speicher, Fenster mit Beschichtungen, dünne Vakuumisolationselemente, Wärmetauscher und so weiter. Aber selbst bei Batterien und Elektromotoren geht rund 10 bis 15 Prozent der Energie in Form von Wärme verloren. Daraus ließe sich etwa ein Kilowatt Wärmeleistung gewinnen.
Alles eine Frage der Präsentation? Spektrum: Wie wünschenswert ist es denn überhaupt, dass sich Elektrofahrzeuge auf breiter Front durchsetzen? Sauer: Wenn man das Problem der CO2-Emissionen und den Klimawandel ernst nimmt, gibt es mittelfristig keine Alternative zum elektrischen Antrieb, zumindest wenn man das heutige Konzept des Individualverkehrs beibehalten will. Nur der Stromsektor hat die Chance, weitgehend kohlendioxidfrei Energie zu erzeugen, sei es
über erneuerbare Energien, CO2-Sequestrierung oder Atomkraft. Ohnehin ist der Strombedarf geringer als mancher vermutet. Würde die gesamte Kilometerleistung der derzeit rund 46 Millionen Pkws, die auf deutschen Straßen unterwegs sind, komplett auf Elektrizität umgestellt, stiege der gesamte Stromverbrauch um 15 bis 20 Prozent. Selbst beim heutigen Strommix emittiert ein E-Fahrzeug in Deutschland bereits weniger Kohlendioxid als ein konventionelles. Und natürlich fallen auch Lärm und Feinstaubbelastung weg. Spektrum: Welche Folgen hätte eine Umstellung in großem Stil für die Stromnetze? Sauer: Eine intelligente Netzinfrastruktur könnte zu einigen nützlichen Effekten führen, vor allem im Zusammenhang mit der Regelleistung. Sobald eine hohe Quote von Fahrzeugen ans elektrische Netz angeschlossen ist, können sie zur Regulierung von Überschüssen oder Unterversorgung dienen. Ein
für den Fahrzeughalter praktisch kostenloses Verfahren des Energiemanagements ist es, einfach den Bedarf zeitlich zu verlegen. Aufgeladen würde ein mit der Steckdose verbundenes Fahrzeug genau dann, wenn Überschüsse im Netz vorhanden sind. Hinzu kommt die Möglichkeit, dass Batterien ihre Energie ins Netz abgeben, wenn dort Mangel herrscht, oder überschüssigen Strom aus den Netzen aufnehmen. Ihre Wirkungsgrade liegen bei rund 90 Prozent, hinzu kommen noch geringe Verluste durch die Umrichter.
Damit ist die Batterie derzeit der Stromspeicher mit dem höchsten Wirkungsgrad und übertrifft auch die üblicherweise eingesetzten Pumpspeicherkraftwerke.
Elektromobilität - Forschungslandschaft Deutschland Im Rahmen des Konjunkturpakets II wird der "Nationale Entwicklungsplan Elektromobilität" mit 500 Millionen Euro gefördert. Derzeit sind vier Bundesministerien damit beschäftigt, die Gelder zu verteilen, die bis Mitte 2011 ausgegeben sein müssen. Das Forschungsministerium zum Beispiel engagiert sich in der Grundlagenforschung an Lithiumbatterien, das Umweltministerium fördert Vehicle-to-Grid-Projekte, und das Verkehrsministerium schreibt Modellregionen für Pilotprojekte zur Elektromobilität aus. Zu den Adressaten der Gelder gehört unter anderem die RWTH Aachen. Im Bereich Elektrische Energietechnik ist sie bundesweit führend: Hier forschen sechs Professoren an fünf Instituten mit insgesamt rund 300 Mitarbeitern. Schwerpunkte existieren im Bereich Batteriesystemtechnik, Elektronik und elektrische Antriebe sowie Netzsystemtechnik. Passend dazu ist die Fakultät für Maschinenbau der RWTH die größte im Land und traditionell stark in der Automobiltechnik engagiert. Weitere Forschungszentren sind Darmstadt, die TU München, Karlsruhe und Münster, außerdem Dresden, die TU Berlin und außeruniversitäre Einrichtungen wie das Freiburger Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme oder das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg in Ulm.
Spektrum: Wenn ein Fahrer den Netzen Speicherkapazität zur Verfügung stellt, muss sich das für ihn aber lohnen, zumal sich seine Batterien ja auch abnutzen.
Sauer: Lohnen könnte sich das tatsächlich. Wenn die Netzbetreiber für die Nutzung solcher Zwischenspeicher bezahlen, hätte der Autobesitzer außerdem die Gewähr, dass sich seine Batterien nicht einfach kaputt stehen. Im Mittel werden Elektrofahrzeuge über zehn Jahre kaum 1500-mal den Energieinhalt der Batterie verbrauchen. Die Batterien können aber je nach Betriebsweise sicher 3000- bis 5000-mal ihren Energieinhalt abgeben. Jeder Cent, der durch den Einsatz dieser zusätzlichen Lebensdauer verdient werden kann, mindert die Kosten des Fahrzeughalters. Ein dreistufiges Management, das die Bedürfnisse vom Individualnutzer über die regionalen Niederspannungsnetze bis zum Hochspannungsnetz abdeckt, würde auch dafür sorgen können, dass jeder bei Bedarf einen vollen Tank hat. Und das Problem der Lebensdauerverkürzung hat sich bei der Lithiumionentechnik im Wesentlichen erledigt, man kann die Lithiumbatterien bei praktisch jedem Ladezustand be- oder entladen. Spektrum: Bundesumweltminister Sigmar Gabriel hofft, dass schon 2020 eine Million Elektroautos – Hybride ebenso wie reine E-Mobile – auf Deutschlands Straßen fahren. Ist das realistisch? Sauer: Ich denke, es werden mehr sein. Den Prognosen liegt ein zu einfacher Ansatz zu Grunde. Ich gehe davon aus, dass vor allem viele kleine Stadtfahrzeuge und Plug-in-Hybride auf den Markt kommen werden. Diese Stadtfahrzeuge bilden eine Klasse von Fahrzeugen, die es im Prinzip so heute noch nicht gibt. Sie werden die Grundbedürfnisse der Mobilität in der Stadt erfüllen, also zum Beispiel Fahrten zur Arbeit, zur Uni, zum Kindergarten oder zum Spielkreis am Nachmittag. Sie sind aber nicht dafür ausgelegt, dass man mit ihnen zweimal im Jahr lange Strecken in den Urlaub fährt. Auf dem asiatischen Markt sehen wir genau solche Entwicklungen, die zu günstigen Fahrzeugen führen – und sie werden hier auf den Markt kommen. Die Frage ist, wer dieses Geschäft künftig machen wird. Stichwort Tata Nano: Der indische Kleinwagen lässt sich für 3000 Euro bauen, und für weitere 3000 bis 5000 Euro kann man im Prinzip sofort ein Elektrofahrzeug mit einer Reichweite von vielleicht 80 Kilometern herstellen. Für den Erfolg solcher Autos werden auch veränderte gesellschaftliche Strukturen sorgen, denn die Schere zwischen Gering- und Höherverdienenden wird größer. Immer mehr Menschen, die sich einen Golf, Focus oder Astra nicht mehr leisten können, werden ihre Mobilitätsansprüche zurückschrauben. Dass jemand ein großes Auto vorhält, das er nur selten wirklich ausnutzt, wird immer seltener vorkommen. Dirk Uwe Sauer ist Professor für Elektrochemische Energiewandlung und Speichersystemtechnik am Institut für Stromrichtertechnik und elektrische Antriebe (ISEA) der RWTH Aachen. Schwerpunkt seiner aktuellen Arbeiten ist die Batterietechnik für Mobilitätsanwendungen aller Art. Die Forschungsprojekte werden in den meisten Fällen in direkter Kooperation oder im Auftrag der Industrie durchgeführt. Außerdem veranstaltet Sauer Fortbildungsveranstaltungen für Industriemitarbeiter und Konferenzen.
Zu Beginn des 20. Jahrhunderts war noch nicht sicher, ob bei Straßenfahrzeugen dem Elektro- oder dem Verbrennungsmotor die Zukunft gehören würde: 1906 errichteten die damaligen Siemens-Schuckert-Werke in Berlin ein eigenes Werk für die Herstellung von elektrischen Fahrzeugmotoren und von Fahrzeugen mit Akkumulatorantrieb (Foto). Aber schon 1908 wurde die Produktion teilweise auf Benzinautos umgestellt und 1911 die Herstellung von Elektroautos ganz aufgegeben.
Das Elektroauto zwischen Batterie, Brennstoffzelle und Hybrid-Antrieb
Das Elektroauto erlebt derzeit einen neuen Schub. Wer in den vergangenen Monaten die Medien verfolgte, konnte den Eindruck gewinnen, sein Siegeszug habe bereits begonnen. Beispielsweise ließ sich das Nachrichtenmagazin "Focus" von der BDEW-Chefin Hildegard Müller versichern, die Stromwirtschaft sei für den zu erwartenden Mehrbedarf durch den Verbrauch der Elektroautos gerüstet. Und E.ON-Energie-Chef Klaus-Dieter Maubach entwarf im Gespräch mit der "Frankfurter Allgemeinen" bereits die Vision eines "ausgeklügelten flächendeckenden Netzes mit intelligenten Anschlüssen", an dem künftig soviele Elektroautos hängen werden, daß sie mit ihren Batterien die Lastschwankungen des Netzes abpuffern können.
Ganz schön flott: Mit dem "Tesla" wurde bewiesen, daß sich rasante Fahrleistungen heute bereits mit Batterieantrieb erzielen lassen. Mit rund 100.000 Euro ist er allerdings sehr teuer. Schon die Ersetzung der Lithium-Ionen-Batterie
nach rund 500 Zyklen kann sich ein Normalverbraucher nicht leisten.
Pressefoto Tesla
Es erschien auch eine ganze Reihe von Fahrberichten, bei denen sich der Leser fragte, weshalb er noch immer ein benzingetriebenes Gefährt vor der Tür stehen hat. Etwa über den Elektro-Roadster von Tesla, der mit 250 PS in vier Sekunden von null auf hundert beschleunigt, eine Höchstgeschwindigkeit von 200 Stundenkilometern erreicht und angeblich mindestens 240 Kilometer weit fährt. Oder über Fahrzeuge wie den Renault Kangoo Be Bop Z.E., den Nissan Leaf und den Mitsubishi iMIEV, die eher für normale Geldbeutel gedacht sind.
Zum Inhaltsverzeichnis Seite 14
Hat die Ära des Elektroautos tatsächlich begonnen? – Wer die Entwicklung auf diesem Gebiet etwas kennt, vermag die momentane Euphorie nicht so recht zu teilen, denn es gab in den letzten Jahren zwar graduelle Verbesserungen, aber keine wirklichen Durchbrüche. Das Grundproblem des Elektroautos – und es handelt sich hier tatsächlich um das einzige Hindernis, das seinem Siegeszug im Wege steht – ist weiterhin die mobile Stromversorgung. Weder Batterien noch Brennstoffzellen sind bisher so weit entwickelt, daß ein Elektroauto technisch und preislich mit dem herkömmlichen Benzinauto konkurrieren könnte.
Deshalb ist an der gegenwärtigen Begeisterung für das Elektroauto sicher vieles nur mediale Übertreibung. Es wird aber immerhin der Wille sichtbar, der Entwicklung des Elektroantriebs für Straßenfahrzeuge größere Bedeutung als bisher beizumessen. Alle großen Autohersteller entwickeln Prototypen und stellen die Serienfertigung in Aussicht. Zwar glaubt keiner, daß der Verbrennungsmotor bereits ausgedient habe und das herkömmliche Automobil schon in naher Zukunft vom Elektroauto abgelöst werde. Sie wollen sich aber rechtzeitig die Technologie sichern, und sei es nur als Nischenanwendung, bevor es andere tun. Das strategische Kalkül wird dabei beflügelt von der umweltpolitischen Diskussion und der Aussicht, einen Teil der Entwicklungskosten aus staatlichen Fördertöpfen bestreiten zu können.
Auch die Energiekonzerne sind lebhaft interessiert. Sie sehen sich bereits in der Rolle des Lieferanten für den Strom, den die Elektroautos in ihren Batterien speichern und verbrauchen werden. Wenn sich der Elektroantrieb mit Brennstoffzellen als die günstigere Lösung erweisen sollte, könnten sie ebenfalls als Energie-Lieferanten auftreten, denn der von den Brennstoffzellen benötigte Wasserstoff müßte aus Erdgas aufbereitet oder durch Elektrolyse gewonnen werden.
Elektroantriebe sind Verbrennungsmotoren grundsätzlich überlegen
Wie schon gesagt, ist das einzige echte Problem beim Elektroauto die Stromversorgung, nicht etwa der Elektroantrieb als solcher. Wenn es das Problem der Stromversorgung nicht gäbe, würde der Elektroantrieb längst auch die Straßen beherrschen. Denn er hat systembedingte Vorteile, mit denen Verbrennungsmotoren nicht mithalten können, obwohl sie inzwischen zu einer bewundernswerten Perfektion entwickelt wurden:
• Der Elektromotor ist sehr leise. Bei höherer Geschwindigkeit überwiegt das Rollgeräusch der Reifen.
• Er erzeugt keinerlei Abgase. • Er ist sehr robust. Bei Drehstrom entfallen mit Schleifbürsten und Kommutator auch die
einzigen relevanten Verschleißteile. • Er entwickelt aus dem Stillstand maximales Drehmoment. Beim Ampelstart hängt deshalb das
Elektroauto jeden gleichstarken "Benziner" ab. • Eine Kupplung als Anfahrhilfe ist nicht erforderlich. • Bei Drehstrom braucht man kein mehrstufiges Getriebe. Der Schalthebel wird also auch
überflüssig. • Sogar das Getriebe kann entfallen, wenn man die Motoren gleich in die Naben integriert. • Beim Bremsen kann der Motor auch als Generator dienen, der Strom erzeugt und die Batterie
füllen hilft.
Zum Inhaltsverzeichnis Seite 15
Im Oktober 2008 stellte der Porsche-Veredler Ruf eine Elektroversion des Gefährts aus Zuffenhausen vor, die dem "Tesla" nachempfunden ist: Der Drehstrommotor entwickelt eine Leistung bis zu 150 Kilowatt (204 PS). Das Fahrzeug beschleunigt in weniger als sieben Sekunden auf 100 km/h, hat eine Höchstgeschwindigkeit von 225 km/h und soll je nach Fahrweise eine Reichweite von 250 bis 320 Kilometer ermöglichen. Der Motor ist mit 40,5 mal 24,1 Zentimeter und 91 Kilo Gewicht eher ein Winzling. Dafür wiegen aber die Lithium-Ionen-Batterien 550 Kilo und beanspruchen jeden Winkel des ohnehin platzarmen Gefährts (Grafik links). Nach Angaben von Ruf vertragen sie 3000 Ladezyklen und können rund 50 Kilowattstunden speichern.
Schon in den Anfängen des Automobils bestach der elektrische Antrieb durch seine Vorteile, zumal es nur wenig taugliche Straßen gab und Überlandfahrten noch die Ausnahme waren. 1893 stellte Edison mit dem "Electric Runabout" das erste Elektromobil vor, das in großen Stückzahlen gebaut wurde. An der Wende zum 20. Jahrhundert gab es in den USA mehr elektrische als benzingetriebene Personenwagen. Auch in Berlin fuhren viele Taxis mit Strom. Die Batterie wog allerdings zehn Zentner. Die Höchstgeschwindigkeit betrug etwa 30 km/h und der Aktionsradius endete spätestens bei 70 Kilometern.
Damals waren Elektrofahrzeuge noch auf Gleichstrom angewiesen, wie ihn die Batterie lieferte. Die moderne Stromrichtertechnik ermöglicht es inzwischen, den Gleichstrom aus Batterien oder Brennstoffzellen in Wechselstrom beliebiger Frequenz und Spannung umzuwandeln. Damit sind die Vorteile des Asynchronmotors oder frequenzgesteuerter Synchronmotoren auch für Elektroautos nutzbar geworden.
Zwei Lösungen für die Stromversorgung: Batterien oder Brennstoffzellen
Aber leider hapert es eben noch immer mit der notwendigen Stromzufuhr. Bei Schienenfahrzeugen ließ sich das Problem einigermaßen lösen, indem man sie über Schleifkontakte entlang von Oberleitungen oder besonderen Stromschienen mit elektrischer Energie versorgte. Dampflokomotiven sind deshalb inzwischen ausgestorben und dieselbetriebene Schienenenfahrzeuge eher die Ausnahme. Im Straßenverkehr lassen sich solche Oberleitungssysteme dagegen nur ansatzweise verwirklichen. O-Busse sind bis heute eine Rarität geblieben.
Für den Individualverkehr kam eine Stromversorgung durch Oberleitungen oder Stromschienen nie in Frage. Eine induktive Energieübertragung oder andere berührungsfreie Techniken bleiben vorerst Zukunftsmusik. Es führt deshalb kein Weg daran vorbei, den benötigten Strom an Bord des Fahrzeugs selbst zu erzeugen. Beispielsweise könnte man ein Art von dieselelektrischem Antrieb realisieren, indem ein Verbrennungsmotor einen
Zum Inhaltsverzeichnis Seite 16
Generator antreibt, der wiederum den Elektromotor speist. Tatsächlich spielt dieses Konzept bei der Konstruktion von sogenannten Hybrid-Fahrzeugen eine Rolle. Zur Grundidee eines durchweg leisen und abgasfreien Elektroautos, das seinen Strombedarf auch aus erneuerbaren Energien zu decken vermag, paßt es aber nicht so recht.
Es gibt deshalb momentan nur zwei gangbare Wege, ein Elektroauto unabhängig von externen Stromquellen in Fahrt zu bringen, und beide führen über die Elektrochemie: Im einen Fall sind dies Akkumulatoren, die aus externen Stromquellen aufgeladen werden und die gespeicherte Energie wiederum in Form von Strom an den Elektromotor es Fahrzeugs abgeben. Im anderen Fall wird die elektrochemische Energieumwandlung durch sogenanne Brennstoffzellen bewirkt, die als "tertiäre Batterien" ganz ähnlich funktionieren, aber den Strom unmittelbar aus der Reaktion von Wasserstoff mit Sauerstoff erzeugen. Der Energievorrat braucht dabei nicht unbedingt in Form von Wasserstoff mitgeführt zu werden. Es könnte auch Erdgas oder ein anderer Kohlenwasserstoff sein.
Beide Systeme haben ihre Vor- und Nachteile. Gemeinsam ist ihnen, daß sie beim gegenwärtigen Entwicklungsstand noch keine befriedigenden Lösungen bieten, um das Elektroauto wirklich konkurrenzfähig zu machen gegenüber Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor. Beide Arten von elektrochemischen Energiewandlern sind größtenteils noch unausgereift und lassen viele Wünsche offen. Hinzu sind beide Systeme bisher noch enorm teuer. Zum Beispiel kostet bei einem leistungsfähigen Elektroauto allein der Batteriesatz soviel wie ein Klein- oder Mittelklassewagen.
Als aussichtsreichster Akku gilt derzeit die Lithium-Ionen-Batterie
So stellt sich die Stromwirtschaft die Zukunft des Elektroautos am liebsten vor: Die Fahrzeuge verfügen über Batterien als "Tank" und laden diese mit Strom aus dem Netz auf.
Pressefoto RWE
Bis Ende des 20. Jahrhunderts wurden für Elektrofahrzeuge fast ausschließlich Blei-Akkus verwendet. Diese robusten und billigen Akkumulatoren bieten eine jahrzehntelang erprobte Technik und werden wohl auch künftig dort ihren Platz behalten, wo es mehr auf die Leistungs- als auf die Energiedichte ankommt. In Autos mit Verbrennungsmotor besorgen deshalb noch immer Blei-Akkus die schwere Arbeit des Anlassens. Außerdem liefern sie den Strom für Zündung, Licht, Scheibenwischer, Radio, Klimaanlage, Fensterheber und andere
Zum Inhaltsverzeichnis Seite 17
Techniken. Ohne Strom und allerlei elektrische Hilfsantriebe läuft auch beim herkömmlichen Auto nichts.
Wenn Gewicht, Platzbedarf und Kosten keine Rolle spielen, lassen sich durch Zusammenschaltung von Blei-Akkumulatoren fast beliebige Stromstärken und Spannungen erzielen. Eine solche Situation gab es beispielsweise im früheren Westberlin, das als "Insel" inmitten der DDR vom westdeutschen Verbundnetz abgeschnitten war und seine Stromversorgung selbständig organisieren mußte. Für den Ausgleich von kurzfristigen Schwankungen zwischen Erzeugung und Nachfrage unterhielt das Verbundunternehmen Bewag damals eine gigantische Akkumulatoren-Anlage, die mit einer Leistung von 17 Megawatt die Frequenzhaltung unterstützen konnte.
Für den Antrieb von Straßenfahrzeugen taugen Blei-Akkumulatoren dagegen weniger. Ihre Energiedichte pro Masse oder Volumen ist einfach zu gering, um mit der Energiedichte eines gefüllten Benzintanks konkurrieren zu können. Sie liefern nur etwa 30 Wattstunden pro Kilogramm Bleigewicht. Für eine Kilowattstunde sind also fast dreißig Kilo erforderlich. Die Stromlieferung solcher Blei-Akkumulatoren reicht vielleicht noch aus, um Elektrokarren oder ähnliche Fahrzeuge über kurze Distanzen bewegen zu können. In den Anfängen des Automobils mochte das genügen. Die Ansprüche an moderne Personenwagens sind aber wesentlich höher. Gewicht und Volumen der erforderlichen Akkumulatoren nehmen dann so zu, daß aus dem Personen- oder Lieferwagen eher ein bleischwerer Batterietransporter wird.
Inzwischen ist es gelungen, verschiedene andere Akkumulatoren zu entwickeln, die eine höhere Energiedichte besitzen und deshalb weniger Gewicht bzw. Platz pro Kilowattstunde beanspruchen. Zu nennen ist hier vor allem die Lithium-Ionen-Batterie, auf die heute die meisten Entwickler von Elektroautos setzen. Außerdem gab und gibt es Versuche mit den Kombinationen Eisen-Nickel, Nickel-Kadmium, Natrium-Schwefel, Natrium-Nickelchlorid oder Nickel-Metallhydrid. Alle diese Akkumulatoren sind dem herkömmlichen Blei-Akku an Energiedichte überlegen. Sie bedeuten aber noch keinen grundsätzlichen Durchbruch, weil sie trotz aller Verbesserungen noch immer zu schwer und zu voluminös sind, um es mit der Energiedichte eines gefüllten Benzintanks aufnehmen zu können. Hinzu kommen je nach Batterietyp zusätzliche Probleme wie zu geringe Leistungsdichte, mangelnde Zyklenfestigkeit, notwendige Kühlung oder erhöhte Brandgefahr. Zum Beispiel verfügen Lithium-Ionen-Batterien zwar über eine erheblich größere Energiedichte als Blei-Batterien, sind diesen aber bei der kurzzeitig aktivierbaren Leistung unterlegen, was man durch Schaltungen mit sogenannten Super-Kondensatoren auszugleichen versucht.
Zum Inhaltsverzeichnis Seite 18
Die Brennstoffzelle läßt ebenfalls noch viele Wünsche offen
Daimler-Chef Dieter Zetsche vor einem Mercedes der B-Klasse mit Brennstoffzellenantrieb. Der Elektromotor entwickelt bis zu 100 Kilowatt und beschleunigt das Fahrzeug in elf Sekunden auf 100 km/h. Die Höchstgeschwindigkeit wird mit 170 km/h angegeben. Der Wasserstoff-Tank, in dem sich der Kraftstoff unter einem Druck von 700 bar befindet, soll bereits in drei Minuten wieder gefüllt sein.
Pressefoto Daimler
Die andere Möglichkeit der Stromversorgung sind Brennstoffzellen. Diese elektrochemischen Zellen erzeugen Strom aus Wasserstoff, den sie – je nach Zelltyp – entweder in reiner Form aus einem Vorratsbehälter beziehen oder per "Reformation" aus Erdgas oder einem anderen Kohlenwasserstoff gewinnen. Der Energievorrat in Form von Wasserstoff, Erdgas oder Methanol befindet sich also außerhalb der Zelle, vergleichbar dem Tank eines Benzinautos. Ein Kilo Erdgas hat fast denselben Brennwert wie ein Kilo Erdöl. Ein Kilo Wasserstoff verfügt sogar über dreimal soviel Energie. Der Wirkungsgrad der Energieumwandlung ist bei der Brennstoffzelle wesentlich höher als bei einem Verbrennungsmotor. Die entstehene Abwärme kann zur Beheizung des Fahrzeugs dienen. Die "Abgase" bestehen lediglich aus Wasser.
Das hört sich vielversprechend an. Die Entwickler von Brennstoffzellen für Elektrofahrzeuge stehen aber vor mindestens so großen Problemen wie ihre Kollegen, die das Elektroauto mit Batterien in Fahrt bringen möchten. Zunächst einmal beanspruchen auch Brennstoffzellen viel Platz. Zum Beispiel wurde bei dem Brennstoffzellen-Transporter, den Daimler 1994 vorstellte, der Laderaum noch ganz von der Stromversorgungsstechnik ausgefüllt. Vor allem aber fehlt es den Produkten noch immer an der notwendigen Betriebssicherheit, Haltbarkeit, Handlichkeit und Preisgünstigkeit für den praktischen Einsatz. Bei der Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzelle (PEMFC), die von der Autoindustrie wegen ihrer sonstigen Vorteile favorisiert wird, kann die grundsätzlich mögliche Umwandlung von Erdgas zu Wasserstoff nicht an Bord des Fahrzeuges erfolgen. Sie stellt nämlich sehr hohe Anforderungen an die Reinheit des Wasserstoffs, die im mobilen Einsatz nicht erfüllt werden können. Die Versuche mit Methanol (000919) haben anscheinend auch nicht den erhofften Erfolg gebracht. Daimler und andere Autokonzerne haben jedenfalls im September 2009 die Initiative "H2 Mobility" gestartet, die den Aufbau eines flächendeckenden Wasserstofftankstellennetzes vorantreiben soll (090905).
Die Wasserstoff-Versorgung wirft zusätzliche Probleme auf
Zu den eigentlichen Problemen mit der Brennstoffzelle kommen somit noch die beträchtlichen Schwierigkeiten bei der Versorgung der Fahrzeuge mit Wasserstoff. Dieser ist zwar das häufigste Element im Weltall, existiert aber wegen seiner Reaktionsfreudigkeit praktisch nur in gebundener Form. Um ihn aus diesen Verbindungen zu lösen - etwas aus Gas oder Öl - muß mehr Energie aufgewendet werden als der Wasserstoff hinterher wieder abzugeben vermag. Noch höher sind die Umwandlungsverluste, wenn er per Elektrolyse erzeugt wird, weil schon bei der Stromerzeugung erhebliche Verluste auftreten. Wasserstoff ist also kein originärer Energielieferant, sondern ein künstlich erzeugter Energieträger. Seine Verwendung für die Stromerzeugung ist eigentlich unsinnig, weil sich die Energie für seine Herstellung besser auf andere Weise in Strom verwandeln ließe. Sie ist lediglich dann zu rechtfertigen, wenn – wie beim Elektroauto – eine ausreichende Stromversorgung auf andere Weise nicht möglich ist.
Wasserstoff wird bereits in großen Mengen als Chemie-Rohstoff verwendet. Erzeugung, Transport und Anwendung sind jahrzehntelang erprobte Technik. Dennoch läßt er sich bei weitem nicht so einfach handhaben wie etwa Benzin. Seine Reaktionsfreudigkeit mit Sauerstoff und die sich daraus ergebende Explosionsgefahr ist noch das kleinere Problem. Um ihn in eine einigermaßen handliche Form zu bringen - etwas als Energievorrat an Bord eines Fahrzeuges – muß er unter starkem Druck in Stahlflaschen gepreßt oder bei minus 253 Grad Celsius verflüssigt und in wärmegedämmten Behältern gespeichert werden. Beides erfordert zusätzlichen Energieaufwand und erheblich höheren Platzbedarf als bei einem Benzintank. Die Verflüssigung beansprucht sogar etwa ein Viertel des Energieinhalts. Vergleichsweise kompliziert ist auch das Betanken der Fahrzeuge.
Der Aufbau eines Netzes von Wasserstoff-Tankstellen soll übrigens nicht nur der Versorgung von Fahrzeugen mit Brennstoffzellen dienen. Solche Tankstellen könnten zugleich einer neuen Generation von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor den Weg bereiten, die mit Wasserstoff statt mit Benzin fahren und deshalb abgasfrei sind. In Japan arbeitet Mazda an solchen Fahrzeugen, in Deutschland BMW. Die Umstellung des Verbrennungsmotors auf Wasserstoff bereitet keine Schwierigkeiten. Eine große Hürde stellt aber die ganze Peripherie dar, die zur Versorgung der Fahrzeuge mit Wasserstoff aufgebaut werden muß.
Vorerst haben Hybrid-Autos die größten Chancen
In der neuesten Version, die jetzt auf der Frankfurter Automobilausstellung gezeigt wurde, kann der "Prius" zusätzlich aus der Steckdose aufgetankt werden. Ferner ist das Hybrid-Fahrzeug von Toyota nun in der Lage, etwa 20 Kilometer weit nur mit Batterie zu fahren.
Pressefoto Toyota
Wegen der skizzierten Probleme mit Batterien und Brennstoffzellen ist nicht zu erwarten, daß die herkömmlichen
Zum Inhaltsverzeichnis Seite 20
Fahrzeuge schon in Kürze von reinen Elektroautos abgelöst oder in größerem Umfang verdrängt werden. Daran ändern auch allerlei Behelfslösungen nichts. Beispielsweise der Vorschlag, das Elektroauto zunächst mal für Kurz- und Pendlerstrecken einzusetzen, für die der Aktionsradius ausreichend ist. Oder die Vermeidung von stundenlangen Aufladezeiten durch Austausch des leeren Akkus gegen einen vollen. Zu teuer bleibt die Sache allemal. Hinzu machen sämtliche Akkumulatoren nach einer bestimmten Zeit oder Zyklenzahl schlapp, wie jeder Autofahrer aus leidvoller Erfahrung mit dem normalen Blei-Akku weiß. Der Tesla-Fahrer steht dann vor der Wahl, ob er seinem elektrischen Flitzer einen neuen Batteriesatz spendiert oder sich für dasselbe Geld einen Sportwagen mit Verbrennungsmotor kauft...
Die größte Chance haben deshalb momentan sogenannte Hybrid-Fahrzeuge, die Elektro- und Verbrennungsmotor in unterschiedlicher Weise kombinieren. Der Verbrennungsmotor kann beispielsweise als Hauptantrieb dienen, während der Elektromotor nur in der Stadt oder an anderen Stellen einspringt, wo Geräuscharmut und Abgasfreiheit gefragt sind. Er kann aber auch als Hilfsantrieb konzipiert sein, wenn die Batterie leer ist, um das Fahrzeug mindestens bis zur nächsten Steckdose zu bringen. Ferner stehen die Konstrukteure vor der Entscheidung, ob sie beide Antriebe direkt und unabhängig voneinander auf die Achsen wirken lassen wollen oder ob sie den Verbrennungsmotor mit einem Generator koppeln, der anstelle von Batterie und Brennstoffzelle die Versorgung des Elektromotors übernehmen kann.
Solche Hybrid-Autos sind in letzter Zeit vor allem in Japan entwickelt worden und haben mit ihrem Erfolg weltweit die anderen Hersteller aufgeschreckt. Die Stromwirtschaft übrigens auch, denn an einer Konzeption, wie sie dem "Prius" von Toyota zugrundeliegt, können allenfalls die Mineralölkonzerne verdienen: Dieses Auto fährt zwar auch mit einem Elektromotor, den notwendigen Strom liefert aber ein normaler Verbrennungsmotor, der je nach Bedarf ein- oder abgeschaltet wird. Seit Beginn der Serienfertigung vor zwölf Jahren wurden vom "Prius" 1,2 Millionen Stück verkauft. Toyota beherrscht damit den Markt der Hybrid-Fahrzeuge zu 80 Prozent. Zur Zeit bietet der japanische Hersteller sein Erfolgsmodell in der dritten Version für etwa 25.000 Euro an und baut davon monatlich 50.000 Stück.
Anfang der neunziger Jahre gab es schon einmal eine Elektroauto-Euphorie
Dabei waren es nicht die Japaner, die das Hybrid-Fahrzeug erfunden haben. Deutsche Hersteller experimentierten schon in den siebziger Jahren sowohl mit reinen Elektroautos als auch mit Hybridfahrzeugen. Und schon zu Anfang der neunziger Jahre herrschte eine ähnliche Aufbruchstimmung wie heute. Damals war es vor allem die Stromwirtschaft, die das Elektroauto in Fahrt bringen wollte. Es gab auch schon eine ganze Palette von Fahrzeugen zu kaufen. Zum Beispiel bot VW den "Golf-CitySTROMer" zum Preis von 70.000 Mark an (später waren es noch 60.000 bzw. 50.000 Mark).
Ein entscheidender Anstoß für den weltweiten Bau von Elektroautos kam damals vom US-Bundesstaat Kalifornien, der den Autoherstellern vorschreiben wollte, daß ab 1998 mindestens zwei Prozent ihres Absatzes aus abgasfreien Fahrzeugen zu bestehen habe. Es schien nur eine Frage der Zeit zu sein, bis auch andere US-Bundesstaaten nachziehen würden (940514). In der Folge wurden diese Vorgaben mehrfach verändert und abgeschwächt. Der damals von den USA ausgehende Impuls machte immerhin deutlich, wie wichtig die Setzung politischer Rahmenbedingungen ist, um die technisch-wirtschaftliche Entwicklung in eine bestimmte Richtung zu lenken.
Die damaligen Elektroautos waren allerdings meistens nicht von Grund auf neu konzipiert, sondern Benzinfahrzeuge, die man auf Elektroantrieb umgerüstet hatte. Den Strom bezogen sie fast durchweg aus Blei-Batterien (Blei-Säure oder Blei-Gel). Entsprechend bescheiden waren die Fahrleistungen und vor allem die Distanz, die damit zurückgelegt werden konnte. So speiste beim "Golf-CitySTROMer" die Blei-Gel-Batterie einen Drehstrom-Synchronmotor mit einer Leistung von 18 Kilowatt. Die maximale Reichweite im Stadtbetrieb wurde mit 75 Kilometern angegeben, die Höchstgeschwindigkeit mit 100 km/h. Um die Batterie zu schonen, war eine Dieselheizung eingebaut.
In der Regel verfügten die angebotenen Fahrzeuge nicht einmal über eine allgemeine Betriebserlaubnis. Der wagemutige Käufer mußte sein Fahrzeug einzeln genehmigen lassen. Zusätzlich zum hohen Preis des fahrbaren Untersatzes nahm er eine sehr eingeschränkte Nutzbarkeit in Kauf. Ferner riskierte er, bei der Beschaffung eines neuen Akkus oder anderer Ersatzteile im Stich gelassen zu werden.
Enttäuschendes Ergebnis bei Langzeitversuch
Bei einem Langzeitversuch mit 60 Elektrofahrzeugen, der von 1992 bis 1996 im Auftrag des Bundesforschungsministeriums auf der Insel Rügen durchgeführt wurde, waren die Fahrzeuge meistens nicht einsatzfähig (930718). Laut abschließendem Befund eigneten sie sich allenfalls als "Nischenfahrzeuge". Noch schlimmer: Unter Berücksichtigung ihres Verbrauchs und der Emissionen bei der Stromerzeugung waren sie sogar ökologisch ungünstiger als der konventionelle Antrieb mit Verbrennungsmotor (970217).
Die Hoffnung der Stromwirtschaft, sich mit dem Elektroauto einen neuen Absatzmarkt zu erschließen, war unter diesen Umständen eine Illusion. Da half es auch nichts, daß RWE oder das damalige Badenwerk der technischen Innovation nachzuhelfen versuchten (940224). Das Elektroauto bot beim damaligen Entwicklungsstand keine ernsthafte Alternative zum benzingetriebenen Auto. Hinzu hatte nun auch sein Image als umweltfreundliches Vehikel gelitten. Gerade in umweltbewußten Kreisen galten Elektroautos fortan als Trojanisches Pferd der Stromwirtschaft zur Ankurbelung ihres Geschäfts bzw. als "rollende Nachtspeicherheizung".
Vermutlich wurde damals die Entwicklung von Hybrid-Autos nicht ernsthaft genug betrieben, weil die Automobilhersteller ihre Vehikel auch so los wurden und die Stromwirtschaft tatsächlich nur an batteriebetriebenen Fahrzeugen als "rollende Nachtspeicherheizung" interessiert war. Jedenfalls verpuffte der anfängliche Elan in der zweiten Hälfte der neunziger Jahre – mit Ausnahme der Japaner, die bald darauf den "Prius" präsentierten. in Deutschland beschränkten sich Elektroautos dagegen weiterhin auf traditionelle Nischen wie Golfkarren, Hubstapler, Lieferwägelchen oder Behindertenfahrzeuge. Gelegentlich konnte man auf den Straßen vielleicht noch den einsitzigen "City-El" aus Dänemark sehen, der mit seiner Leichtbauweise auf drei Rädern und einer Motorleistung von 2,5 kW eher ein überdachter Motorroller als ein Auto ist. Ansonsten reüssierte der Elektroantrieb allenfalls bei Fahrrädern.
Aber nun soll sich alles wenden: Mehr als ein Jahrzehnt nach dem enttäuschenden Ergebnis des Langzeitversuchs auf Rügen unternehmen Automobilindustrie und Energiewirtschaft neue Anstrengungen, um das Elektroauto doch noch in Fahrt zu bringen. Als Stimulator und Geldgeber tritt der Staat auf, der sich mit dem Konjunkturpaket II ohnehin die Spendierhosen angezogen hat und eine gute Gelegenheit sieht, etwas für die Förderung von Wirtschaft, Umwelt und Forschung zu tun. Schon in den Eckpunkten ihres Integrierten Energie- und
Klimaprogramm vom 5. Dezember 2007 hatte die Bundesregierung ein ganzes Kapitel der "Elektromoblität" gewidmet. Bald darauf startete sie ein Nationales Innovationsprogramm Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NIP), das die Brennstoffzelle für den Antrieb von Elektroautos marktreif machen soll. Ergänzend dazu folgte jetzt im August 2009 der Nationale Entwicklungsplan Elektromobilität, der eine konzertierte Strategie von Wissenschaft, Industrie und Politik vorsieht, um das klassische Elektroauto mit Batterie und Strombezug aus dem Netz auf ein leistungsfähigeres technologisches Niveau zu bringen.
Man setzt also dort wieder an, wo man in den neunziger Jahren den Rückzug angetreten hatte, nur auf dem etwas höheren Niveau, das inzwischen durch Fortschritte bei der Entwicklung von Batterien und Brennstoffzellen erreicht wurde. Zugleich besteht die Gefahr, denselben Fehler wieder zu machen, indem mit viel Aufwand ein Produkt propagiert wird, das technisch wie preislich eben doch nicht konkurrenzfähig ist. Es klingt leicht komisch, wenn die Stromwirtschaft versichert, daß genug Strom für den erwarteten Siegeszug des batteriegespeisten Elektroautos vorhanden sei. Denn ein wirklicher Durchbruch zur Marktreife von reinen Elektroautos mit Batterien oder Brennstoffzellen ist noch immer nicht in Sicht. Dennoch rechnet die Bundesregierung damit, daß 2020 eine Million Elektroautos auf deutschen Straßen fahren werden. RWE geht sogar von 2,5 Millionen und Siemens von 4,5 Millionen aus. Aufgrund des gegenwärtigen Stands der Technik können damit eigentlich nur Hybride gemeint sein, die zwar auch einen Elektromotor haben, aber weiterhin einen Verbrennungsmotor benötigen.
Links (intern)
zu Elektroautos allgemein:
• Bund fördert Entwicklung von Elektroautos mit 500 Millionen Euro (090310) • Führende Großunternehmen setzen auf Brennstoffzellen-Fahrzeuge mit Methanol (000919) • Kontroverse um Ergebnis des Langzeitversuchs mit Elektroautos auf der Insel Rügen
(970217) • Kalifornien hält an Verpflichtung zur Einführung von Elektroautos fest (940514) • Daimler-Benz stellt Elektroauto mit Brennstoffzelle vor (940414) • Linearmotor für Elektroautos entwickelt (940416) • Post und Badenwerk erproben Elektroautos mit Zink-Luft-Batterie (940224) • Elektroautos: Pannen auf Rügen – Neue Batterien in der Entwicklung (930718) • Kontroverse um Umweltfreundlichkeit von Elektroautos (930424) • Rahmenabkommen mit der EDF: Franzosen bauen Elektroautos in Serie (920811)
speziell zur Brennstoffzelle:
• RWE beteiligt sich an "Hot Module"-Brennstoffzelle von MTU (030717) • EnBW will Brennstoffzellen für Hausversorgung anbieten (010220) • EnBW und EDF erproben Hochtemperatur-Brennstoffzelle (001120) • Führende Großunternehmen setzen auf Brennstoffzellen-Fahrzeuge mit Methanol (000919) • Siemens und RWE Energie erproben Hochtemperatur-Brennstoffzellen (990740) • Wasserstoff eignet sich nur für spezielle Zwecke als Energieträger (981124) • Fünf Energieversorger erproben gemeinsam stationäre PEM-Brennstoffzelle von Ballard (980723) • Brennstoffzelle speist ins Netz ein (940415) • Daimler-Benz stellt Elektroauto mit Brennstoffzelle vor (940414) • HEAG testet Brennstoffzellen-Aggregat (930423) • Energie-Wissen: "Brennstoffzellen - Strom aus Wasserstoff und Sauerstoff"
Reports aus http://www.efcf.com/reports/ Linkliste
Für die PDF-Version aufs PDF-ICON klicken
English Texts:
E24 Alternative Energy Conversion Ulf Bossel World Academy of Ceramics, Forum 2008, Chianciano / Italy July 2008
E23 Sustainability and Energy Ulf Bossel October 2007
E22 Phenomena, Facts and Physics of a Sustainable Energy Future Ulf Bossel Presentation at the European Sustainable Energy Forum 3 July 2007, Lucerne / Switzerland
E21 Does a Hydrogen Economy Make Sense? Ulf Bossel Proceedings of the IEEE October 2006, pp. 1826-1836
E20 Cost-Efficient Passive Houses in a Central European Climate Wolfgang Feist Passive House Institute, Darmstadt, Germany
E19 Viable and Sustainable Energy Strategies Grounded on Source-to-Service Analyses: A Perspective of the Role of Fuel Cells in Transportation Jan H. J. Thijssen Presented a the Lucerne Fuel Cell Forum 2004
E18 Wind-to-Wheel Energy Assessment Patrick Mazza and Roel Hammerschlag Presented at the Lucerne Fuel Cell Forum 2005
E17 On the Way to a Sustainable Energy Future Ulf Bossel Invited Paper, Intelec '05, Sept. 18 – 22, 2005 Berlin Please download, present, distribute, and discuss PDF of E16
E16 On the Way to a Sustainable Energy Future (PowerPoint Presentation, 5 MB) Ulf Bossel Invited Paper, Intelec '05, Sept. 18 – 22, 2005 Berlin Please download, present, distribute, and discuss
E15 On the Way to a Sustainable Energy Future (Text) Ulf Bossel Invited Paper, Intelec '05, Sept. 18 – 22, 2005 Berlin
E14 Thermodynamic Analysis of Compressed Air Vehicle Propulsion Ulf Bossel European Fuel Cell Forum, revised version of April 2, 2009
E13 Does a Hydrogen Economy Make Sense? Ulf Bossel European Fuel Cell Forum, 7 April 2005
E12 Response to the LBST Comments on the Hydrogen Economy Paper Ulf Bossel, Baldur Eliasson and Gordon Taylor
E11 The Hydrogen "Illusion" Ulf Bossel Featured article in "COSSP Cogeneration & On-Site Power Production" March-April 2004
E10 Well-to-Wheel Studies, Heating Values, and the Energy Conservation Principle Ulf Bossel European Fuel Cell Forum, 22 October 2003
E09 The World Needs a Sustainable Energy Economy, not a Hydrogen Economy Ulf Bossel European Fuel Cell Forum, 22 October 2003
E08 The Future of the Hydrogen Economy: Bright or Bleak? Final Report of 15 April 2003 with foreword Ulf Bossel, Baldur Eliasson and Gordon Taylor European Fuel Cell Forum, 26 February 2005
E07 Is the Hydrogen Lobby Getting Nervous? Ulf Bossel A reply to "The Hydrogen Economy Has No Alternative" by T. Nejat Veziroglu (Opinion, Hydrogen & Fuel Cell Letters, October 2003) European Fuel Cell Forum, 12 October 2003
E06 We Need a Renewable Energy Economy, not a Hydrogen Economy Ulf Bossel Opinion, Hydrogen & Fuel Cell Letters, September 2003
E05 The Physics of the Hydrogen Economy Ulf Bossel European Fuel Cell News, Volume 10, No. 2, July 2003
E04 Efficiency of Hydrogen PEFC, Diesel-SOFC-Hybrid and Battery Electric Vehicles Ulf Bossel European Fuel Cell Forum, 15 July 2003
E03 Hydrogen Energy and Fuel Cells – a Vision of our Future Comments on the draft document of the European Commission Ulf Bossel and Gordon Taylor European Fuel Cell Forum, 17 April 2003
E02 The Future of the Hydrogen Economy: Bright or Bleak? Final Report Ulf Bossel, Baldur Eliasson and Gordon Taylor European Fuel Cell Forum, 15 April 2003, revised 26 February 2005
E01 Solid Oxide Fuel Cells for Transportation Ulf Bossel, Proceedings of the 3rd European SOFC Forum (Philippe Stevens, ed.), Nantes / France, 2-5 June 1998
Zusammenfassung aus http://energieimwandel.de/ | Joachim Jürgens
H.F.B. ENERGIE IM WANDEL
Informationskampagne zu den Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologien
Herzlich Willkommen im Wasserstoff- und Brennstoffzellenland Deutschland!
Unter dem Motto „Energie im Wandel“ informieren von Februar bis Mai 2010 Unternehmen, Forschungsinstitutionen und Verbände der Wasserstoff- und Brennstoffzellenbranche mit Aktionen in ganz Deutschland über Schlüsseltechnologien der Gegenwart und Zukunft.
Welt im Umbruch – Auf dem Weg zur umweltfreundlichen Energiewirtschaft.
Der begrenzte Vorrat an Erdöl, Erdgas und Kohle und die Sorge um das globale Klima haben weltweit zu einem Umdenken und Umlenken in der Energiepolitik geführt. Die Welt befindet sich auf dem Weg zu einer nachhaltigen Energieversorgung. Wasserstoff und Brennstoffzellen werden eine wichtige Rolle in der Energie- und Verkehrsinfrastruktur von morgen spielen.
Zukunft beginnt heute! Vielfalt der Technologien erleben.
Wie werden die Autos von morgen angetrieben? Wie funktioniert eine saubere Energieversorgung in den eigenen vier Wänden? Flugzeuge mit Wasserstoff- oder Handys mit Brennstoffzellenantrieb? Die Vielfalt der Einsatzmöglichkeiten von Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologien im Alltag ist beeindruckend und vielen Menschen in Deutschland nicht bekannt. „Energie im Wandel“ soll dazu beitragen, Wissen über Technologien zu vermitteln, die schon bald selbstverständlicher Teil unseres Lebens sein könnten.
Power für den Standort Deutschland! Erfolg auf den Märkten von morgen.
Deutsche Unternehmen und Forschungsinstitute stehen in den Bereichen Wasserstoff und Brennstoffzelle in Europa an der Spitze und weltweit in der Spitzengruppe, gemeinsam mit den USA, Japan, Korea und China. Energieversorgung und Verkehr, die Schlüsselmärkte der Gegenwart, werden auch die der Zukunft sein. Die entscheidende Frage dabei ist: Kommt die Technologie aus Deutschland – oder nach Deutschland? „Energie im Wandel“ soll in der Bevölkerung, aber auch bei Politik und Medien ein Bewusstsein schaffen für die Bedeutung der Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologien am Standort Deutschland.
Hintergrund
Die bundesweite Kampagne ist auf Initiative der EnergieAgentur.NRW und der Nationalen Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NOW) ins Leben gerufen worden. Sie startet in Berlin und macht im gesamten Bundesgebiet Halt. Ihr Finale erreicht sie in Nordrhein-Westfalen, einer der führenden Wasserstoffregionen Europas, die vom 16. bis 21. Mai 2010 Gastgeber der 18. Welt-Wasserstoffkonferenz (WHEC) ist.
Grußwort vom Bundesverkehrsminister Dr. Peter Ramsauer zu “Energie im Wandel”
Bundesminister Dr. Peter Ramsauer Quelle: www.peter-ramsauer.de
Emissionsfreie Brennstoffzellenautos mit mehr als 400 Kilometern Reichweite pro Wasserstofftankfüllung. Kleine Brennstoffzellenkraftwerke für Warmwasser und Heizung im eigenen Keller. Und das alles möglichst aus deutscher Produktion. So stelle ich mir die Zukunft vor!
Der Klimawandel ist eine riesige industriepolitische Herausforderung. Er bietet für unsere heimischen Unternehmen aber auch Chancen. Die Exportnation Deutschland kann zum weltweiten Leitmarkt für Elektromobilität werden. Neben der Batterie spielt die Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie eine zentrale Rolle für die Mobilität und Energieversorgung von morgen. Hier sind die deutschen Unternehmen Weltspitze. Diese Position wollen wir ausbauen. Dazu braucht es Akzeptanz in der Bevölkerung. Die Branche erhält aber noch nicht die öffentliche Aufmerksamkeit, die ihrer Stellung im internationalen Wettbewerb und ihrer Bedeutung für den Standort Deutschland gerecht wird.
Mit der Kampagne „Energie im Wandel – Willkommen im Wasserstoff- und Brennstoffzellenland“ wollen wir das ändern. Für „Energie im Wandel“ öffnen unsere Unternehmen ihre Türen. Ich lade alle interessierten Bürgerinnen und Bürger ein, die Veranstaltungen der Kampagne in ihrer Region zu besuchen. Machen Sie sich selbst ein Bild vom Stand der Technik in der faszinierenden Zukunftswelt von Wasserstoff und Brennstoffzelle.
Die Kampagneninitiatoren EnergieAgentur.NRW
Die EnergieAgentur.NRW arbeitet im Auftrag der Landesregierung von Nordrhein-Westfalen als operative Plattform mit breiter Kompetenz im Energiebereich: von der Energieforschung, technischen Entwicklung, Demonstration und Markteinführung über die Energieberatung bis hin zur beruflichen Weiterbildung. In Zeiten hoher Energiepreise gilt es mehr denn je, die Entwicklung von innovativen Energietechnologien in NRW zu forcieren und von neutraler Seite Wege aufzuzeigen, wie Unternehmen, Kommunen und Privatleute ökonomischer mit Energie umgehen oder erneuerbare Energien sinnvoll einsetzen können.
Die EnergieAgentur.NRW managt das Cluster EnergieWirtschaft „EnergieRegion.NRW“ (www.energieregion.nrw.de) und das Cluster EnergieForschung „CEF.NRW“ (www.cef.nrw.de). Darüber hinaus werden von der EnergieAgentur.NRW Energieberatungsleistungen in Form von Initial- und Contractingberatungen für Unternehmen und Verwaltungen sowie Informations- und Weiterbildungsangebote für Fach- und Privatleute angeboten. Auch die Schulungen des Nutzerverhaltens gehören zum Aufgabenbereich.
Weitere Informationen zur EnergieAgentur.NRW finden Sie unter:
Die NOW GmbH Nationale Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie wurde 2008 gegründet. Sie koordiniert und steuert Marktvorbereitungsprogramme für Produkte und Anwendungen aus dem Technologiefeld Wasserstoff, Brennstoffzelle und batterieelektrische Antriebe. Im Einzelnen ist die NOW verantwortlich für die Umsetzung der Programme
- Nationales Innovationsprogramm Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NIP) und
- Modellregionen Elektromobilität.
Die NOW ist eine Bundesgesellschaft. Hundertprozentiger Eigner ist die Bundesregierung, vertreten durch das Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS).
Weitere Informationen zur NOW finden Sie unter: http://now-gmbh.de/
Kontakt:
Geschäftsführer: Dr. Klaus Bonhoff Kontakt über Tilman Wilhelm NOW GmbH Fasanenstr. 5 10623 Berlin
WIND-projekt Ingenieur- und Projektentwicklungsgesellschaft mbH
Workshop und Ausstellung “Energietechnologien in M-V”
Als Initiatoren und Veranstalter laden die Wasserstofftechnologie-Initiative Mecklenburg-Vorpommern e.V., die enerday GmbH, Neubrandenburg, das Leibniz Institut für Katalyse e.V., Rostock und das Enterprise Europe Network Mecklenburg-Vorpommern zu einem Workshop unter dem Titel “Energietechnologien in M-V”. Neben Fachvorträgen werden Unternehmen und Hochschulen ihre Produkte, Projekte, Dienstleistungen und Forschungsergebnisse in einer kleinen Ausstellung präsentieren.
Die WIND-projekt GmbH präsentiert in diesem Rahmen ein Plakat zum Vorhaben RH2-Werder/Kessin/Altentreptow (RH2-WKA) und führt ein funktionstüchtiges Modell zur Funktionsweise von Wind-Wasserstoff-Systemen allgemein vor.
Partner: tba Wo: Leibniz-Institut für Katalyse e. V. Albert-Einstein-Straße 29a 18059 Rostock
Wann: 24.03.2010, 17:00 Uhr »mehr
Wasserstofftechnologie-Initiative Mecklenburg-Vorpommern e. V.
Workshop und Ausstellung “Energietechnologien in M-V”
Als Initiatoren und Veranstalter laden die Wasserstofftechnologie-Initiative Mecklenburg-Vorpommern e.V., die enerday GmbH, Neubrandenburg, das Leibniz Institut für Katalyse e.V., Rostock und das Enterprise Europe Network Mecklenburg-Vorpommern zu einem Workshop unter dem Titel “Energietechnologien in M-V”. Neben Fachvorträgen werden Unternehmen und Hochschulen ihre Produkte, Projekte, Dienstleistungen und Forschungsergebnisse in einer kleinen Ausstellung präsentieren.
Leibniz-Institut für Katalyse e. V. Albert-Einstein-Straße 29a 18059 Rostock
Wann: 24.03.2010, 17:00 Uhr »mehr
Heliocentris Energiesysteme GmbH
Fortbildungsaktionen und Best Practices
In Berlin, Ulm und Essen führt Heliocentris Fortbildungsveranstaltungen für Professoren und Dozenten von Universitäten und Hochschulen durch. Innerhalb dieser Veranstaltungen wird ein theoretischer Einblick in die Brennstoffzellentechnologie geliefert. Anschließend werden an realen Trainingssystemen Funktionsweisen und Anwendungsgebiete erläutert. Dabei werden die Teilnehmer direkt durch Experimente und Versuche an den Systemen miteingebunden.
In Zusammenarbeit mit dem Beluga College wird ein Schülerprojekt zum Thema „Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie in der Schifffahrt“ durchgeführt. Schülerinnen und Schüler werden sich die innovative Technologie erarbeiten und die Ergebnisse auf Postern präsentieren. Fachlehrer am Beluga College sowie Mitarbeiter des Elsflether Zentrums für Maritime Forschung und der Abteilung Research & Innovation der Beluga Shipping GmbH übernehmen die individuelle inhaltliche Betreuung.
Partner: Elsflether Zentrum für Maritime Forschung GmbH Wo: Beluga College Am Deich 86 28199 Bremen
Wann: 7. Februar – 17. Mai 2010 (Projektlaufzeit) »mehr
Beluga Shipping GmbH
Schülerprojekt
In Zusammenarbeit mit dem Beluga College wird ein Schülerprojekt zum Thema „Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie in der Schifffahrt“ durchgeführt. Schülerinnen und Schüler werden sich die innovative Technologie erarbeiten und die Ergebnisse auf Postern präsentieren. Fachlehrer am Beluga College sowie Mitarbeiter des Elsflether Zentrums für Maritime Forschung und der Abteilung Research & Innovation der Beluga Shipping GmbH übernehmen die individuelle inhaltliche Betreuung.
Partner: Beluga Shipping GmbH Wo: Beluga College Am Deich 86 28199 Bremen
Wann: 7. Februar – 17. Mai 2010 (Projektlaufzeit) »mehr
BRENNSTOFFZELLENWOCHEN AM DLR – Vorträge (einstündig) in einem unserer Labors mit Daueraustellung zum Thema Brennstoffzelle.
Partner: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Wo: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. in der Helmholtz-Gemeinschaft Pfaffenwaldring 38-40 70569 Stuttgart
Wann: 06.04.10-14.05.10 nach vorheriger Anmeldung »mehr
Brennstoffzellen Initiative Sachsen
Im gemischten Doppel zum Erfolg:Brennstoffzellen und Biogas
Partner: Brennstoffzelleninitiative Sachsen
Wo: Modell- und Demonstrationsanlage Bioenergie Pöhl
Wann: 08.04.10 »mehr
DWV
1. Aktion: Jahrespressekonferenz
Jahrespressekonferenz mit Dr. Johannes Töpler, Vorsitzender des Vorstands des DWV und Dr. Ulrich Schmidtchen, Mitglied im Vorstand des DWV, Dr. Klaus Bonhoff, Geschäftsführer der NOW GmbH, Dr. Joachim Wolf, Mitglied im Vorstand des DWV und Dr. Martin Kleimaier. Die Pressekonferenz gibt einen Rückblick auf das vergangene Jahr 2009 sowie einen Ausblick auf das Jahr 2010.
2. Aktion: Wasserstoff und Brennstoffzellen in die Schulen – Energietechnik von morgen für den Nutzer von morgen
Gemeinsam mit der Gesellschaft Deutscher Chemiker e. V. lädt der DWV dazu ein zu diskutieren, welche Beiträge Schulen im naturwissenschaftlichen Unterricht leisten können, um Schülerinnen und Schüler mit den Problemen der Brennstoffzellentechnik und ihrer Bedeutung und Anwendung vertraut zu machen. h-tec beteiligt sich mit dem Workshop “Brenntsoffzellentechnologie im Unterricht”. Weitere Informationen folgen.
Partner: Deutscher Wasserstoff- und Brennstoffzellen-Verband e. V. Wo: Jahrespressekonferenz: Tagungszentrum in Haus der Bundespressekonferenz Schiffbauerdamm 40 10117 Berlin Wasserstoff und Brennstoffzellen in die Schulen: Universität Rostock
Wann: 1. Aktion (Jahrespressekonferenz): 18.02.10 um 11:30 Uhr 2. Aktion (Wasserstoff und Brennstoffzellen in die Schulen): 08.04.10 »mehr
H2 Gate
Podiumsdiskussionen und Journalistenworkshops
Im Rahmen von EiW planen NOW und H2gate, eine Reihe von technologie- und wirtschaftspolitischen Podiumsdiskussionen und Journalistenworkshops zu initiieren und gemeinsam mit weiteren Partnern zu organisieren und zu veranstalten. Die Veranstaltungen finden im Rahmen der BZ-Stammtische (60-80 Teilnehmer) in unterschiedlichen Städten statt.
München am 16.04.2010: In Kooperation mit MTU und SFC.
Emsteck/Niedersachsen am 29.04.2010: In Kooperation mit EWE.
Partner: tba Wo: München, genauer Ort wird noch bekanntgegeben ZentrumZukunft Europa-Allee 2 / ecopark 49685 Emstek
NOW und H2gate laden gemeinsam mit SFC und weiteren Partnern zu einer Reihe von technologie- und wirtschaftspolitischen Podiumsdiskussionen und Journalistenworkshops. Die Veranstaltungen finden im Rahmen der BZ-Stammtische in unterschiedlichen Städten statt.
München am 16.04.2010: In Kooperation mit MTU und SFC. Emstek/Niedersachsen am 29.04.2010: In Kooperation mit EWE.
Partner: tba Wo: München, genauer Ort wird noch bekanntgegeben
Technologie Wasserstoff und Brennstoffzellen – wertvolle Partner alternativer Energien
Wasserstoff und Brennstoffzellen werden als effiziente Speicher und Wandler von Energie eine bedeutende Rolle in der Energielandschaft der Zukunft spielen.
Hier finden Sie in Kürze die wichtigsten Informationen zu den Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologien. Wesentliche Downloads und Links rund um das Thema stehen Ihnen auf dieser Seite ebenfalls zur Verfügung.
Wasserstoff
Erneuerbare Energien können nur zum Teil direkt in Form von Wärme und Strom genutzt werden, da zwischen Quelle und Verbrauch oft zeitliche oder räumliche Abstände überbrückt werden müssen. Für die umfassende Nutzung dieser unerschöpflichen Energiequellen ist deshalb ein speicherfähiger, transportierbarer und umweltfreundlicher Energieträger notwendig. Wasserstoff erfüllt all diese Anforderungen: Er ist reichlich vorhanden und kann aus verschiedensten Quellen gewonnen werden; er kann außerdem große Mengen Energie aufnehmen und wieder abgeben, ohne dass umweltschädliche Emissionen entstehen. Wasserstoff ist somit ein idealer chemischer Energieträger, der die fossilen Energieträger Erdgas, Erdöl und Kohle mittelfristig ergänzen und längerfristig sogar ersetzen kann.
Eine ausführliche Einführung zu Eigenschaften und Potenzialen des Wasserstoffs finden Sie in der Publikation des Deutschen Wasserstoff- und Brennstoffzellenverbandes (DWV) „Wasserstoff. Der neue Energieträger“.
Brennstoffzellen
Brennstoffzellen sind hoch effiziente und saubere Energiewandler, die chemische Energie unmittelbar in Strom und Wärme umsetzen. Ihr ungewöhnlich hoher elektrischer Wirkungsgrad macht Brennstoffzellen zum optimalen Mittel, um die in Wasserstoff gespeicherte Energie wieder nutzbar zu machen.
Durch ihren unkomplizierten Aufbau können Brennstoffzellen an zahlreiche Anwendungen angepasst werden und eignen sich für stationäre, mobile und tragbare Anlagen:
- Stationäre Anwendungen: Als Kleinkraftwerke für den Heizungskeller können Brennstoffzellen den Grundbedarf an Strom und Warmwasser für Ein- oder Mehrfamilienhäuser decken.
- Mobile Anwendungen: In diesem Bereich werden Brennstoffzellen schon seit Langem bei Autos und Bussen eingesetzt. Erfolgreich erprobt ist die mobile Technologie auch bei der Bordstromversorgung von Flugzeugen, LKWs und Schiffen. Als „Minikraftwerke“ sind Brennstoffzellen aber auch für die Stromerzeugung in kleinen elektrischen Geräten wie Mobiltelefonen, Kameras oder Laptops geeignet.
- Tragbare Anwendungen: In diese Kategorie gehören Kleingeneratoren für die Verwendung in Gärten oder Wohnmobilen, in Notrufsäulen oder Parkscheinautomaten. Derartige Brennstoffzellensysteme stehen bereits heute kurz vor dem Markteintritt.
Einen Basistext zur Rolle von Wasserstoff und Brennstoffzellen in der Energielandschaft der Zukunft stellt die DWV zur Verfügung: „Wasserstoff und Brennstoffzellen - Starke Partner erneuerbarer Energiesysteme“.
H2-Infrastruktur
Die ökonomische und ökologische Bewertung von Wasserstoff für den Straßenverkehr hängt wesentlich vom Aufbau der notwendigen Infrastruktur ab, das heißt von der Produktion und Distribution des Wasserstoffs. Für die Produktion gilt, dass Wasserstoff aus einer Vielzahl von Energiequellen hergestellt werden kann – dazu zählen Erdgas, Kohle, Biomasse, Netzstrom und Windstrom. Zudem fällt Wasserstoff als Nebenprodukt in der chemischen Industrie an. Wasserstoff aus Wind ist auch im Sinne des Ausbaus der erneuerbaren Energiequellen ideal. Das Wasserstofftankstellen-Netz muss in Metropolregionen begonnen und dann landesweit ausgebaut werden. Berlin und Hamburg, aber auch Stuttgart und Nordrhein-Westfalen sind hier Vorreiter.
Mehr Informationen zur H2-Infrastruktur finden Sie hier..
Nationales Innovationsprogramm Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie
Das Nationale Innovationsprogramm Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NIP) wurde 2008 von der Bundesregierung ins Leben gerufen. Das Gesamtbudget des Innovationsprogramms beträgt 1,4 Milliarden Euro, die jeweils zur Hälfte von der Bundesregierung und der Industrie getragen werden. Ziel des Programms ist die Marktvorbereitung von Produkten und Anwendungen, die auf Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie basieren. Die deutsche Industrie ist auf diesem Gebiet weltweit führend. Das NIP soll dazu beitragen, diesen Wettbewerbsvorteil zu bewahren und auszubauen, um Nachhaltigkeit sowohl beim Umweltschutz als auch in der Wirtschaft zu ermöglichen. Koordiniert und umgesetzt wird das NIP von der Nationalen Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NOW).
Das NIP als Download erhalten sie hier.
Im NIP werden Einzelprojekte thematisch oder regional zu sogenannten „Leuchttürmen“ zusammengefasst. Dadurch werden Projektcluster geschaffen, mit denen sich einerseits Demonstrationsversuche umfassender und alltagsnäher durchführen lassen. Andererseits erhöht dies die Sichtbarkeit der Projekte und ermöglicht ein gemeinsames Lernen der Partner. Lesen Sie mehr über die wichtigsten Leuchttürme:
- Mobil mit Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie. Der internationale Zusammenschluss aus Autoherstellern sowie zahlreichen Mineralöl-, Gas- und Energieunternehmen bildet den Leuchtturm “Clean Energy Partnership” (CEP). Weitere Informationen finden Sie unter: http://www.cleanenergypartnership.de/
- Effizient heizen mit der Brennstoffzelle – informieren Sie sich unter: http://www.callux.net/home.Projekte.html
- Vom Kreuzfahrtschiff bis zur Luxusyacht. Wenn Sie mehr über Brennstoffzellen auf Schiffen erfahren wollen, lesen Sie mehr unter: http://www.e4ships.de/
- Einen detaillierten Überblick über alle Demonstrationsobjekte im NIP finden Sie hier: http://now-gmbh.de/index.php?id=140
Eine gute Gelegenheit, der Fachwelt sowie dem breiten öffentlichen Publikum zu verdeutlichen, dass Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie heute schon erlebbar ist, stellt die Weltwasserstoffkonferenz vom 16. bis 21. Mai 2010 in Essen dar.
http://www.whec2010.com/
Presse Willkommen im Pressebereich von „Energie im Wandel“. Hier finden Sie alle Presse-Informationen zur Kampagne und zu den einzelnen Veranstaltungen. Honorarfreie Pressefotos stehen ebenfalls zum Download für Sie bereit.
Pressemitteilungen
04.03.2010 – Pressemitteilung zur 1. CO2-neutralen Tankstelle
18.02.2010 – Pressemitteilung zur Jahrespressekonferenz des DWV
16.02.2010 – Pressemitteilung zum Kampagnenstart
28.01.2010 – Pressemitteilung zum Start der WHEC 2010
Bildmaterial
Hier können Sie Pressebilder in druckfähiger Qualität herunterladen. Um Bildnachweis www.energieimwandel.de wird gebeten.
16.02.2010 Kampagnenstart von “Energie im Wandel” in Berlin
18.02.2010 DWV Jahrespressekonferenz in Berlin
04.03.2010 Pressekonferenz zur 1. CO2-neutralen Tankstelle in Schönefeld
