02.01.2020

Produktion von Brennstoffzellen in großem Maßstab

Umweltministerium fördert HyFab-Projekt mit 7,9 Millionen Euro, ZSW etabliert Forschungsfabrik in Ulm.

Die Wasserstoff- und Brennstoffzellen­technologie für Fahrzeuge hat in den letzten Jahren große Fortschritte gemacht. Mit ersten kommer­ziellen Modellen kommt man längst geräuscharm und emissionsfrei durch die Republik. Ob sich Brennstoffzellen-Pkw am Markt durchsetzen, entscheidet jetzt nicht zuletzt der Preis, der für diese Fahrzeuge verlangt wird. Eine Industria­lisierung der Produktion ist nötig, denn sie befördert den kosten­günstigeren Einsatz von Brennstoffzellen und bietet so ein enormes Potenzial zur CO2-Reduzierung im Verkehr sowie für die nationale Wertschöpfung. Mit dem Projekt „HyFab-Baden-Württem­berg – Forschungs­fabrik für Brennstoff­zellen und Wasserstoff“ wollen Wissenschaft­lerinnen und Wissen­schaftler vom Zentrum für Sonnen­energie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) in Kooperation mit dem Fraunhofer-Institut für Solare Energie­systeme ISE in Freiburg und weiteren Akteuren aus Industrie und Forschung automati­sierte Fertigungs- und Qualitäts­sicherungs­verfahren für Brennstoff­zellen entwickeln und erproben. Die Forschungs­infrastruktur am ZSW in Ulm soll hierfür deutlich ausgebaut werden. Das Umwelt­ministerium des Landes Baden-Württemberg fördert das Vorhaben an den Standorten Ulm und Freiburg mit insgesamt 7,9 Millionen Euro.

„Die Mobilität von morgen muss klimaneutral und möglichst emissionsfrei sein“, sagt der baden-württem­bergische Umweltminister Franz Untersteller. „Um die Verkehrs­wende ernsthaft und wirksam angehen zu können, brauchen wir Mut und dürfen nicht ausschließlich auf batterieelektrische Fahrzeuge setzen. Wir wollen mit dem Forschungs­projekt HyFab Brennstoff­zellenprodukte serien­tauglich und damit günstiger machen. Und so bundesweit Vorreiter werden."

„Emissionsfreie Brennstoffzellen-Antriebe sind eine der umwelt- und klimafreund­lichsten Lösungen im Verkehr. Die Technologie ist reif für den Markt. Und Probleme, die allererste Brennstoff­zellenfahrzeuge noch aufwiesen, werden heute beherrscht“, sagt Ludwig Jörissen, Leiter der Brennstoff­zellen-Forschung am ZSW. „Es ist jetzt Zeit, großserien­taugliche Fertigungs­verfahren zu erforschen, so dass Brenn­stoffzellen in nennenswerten Stückzahlen auf die Straße kommen. Langfristig können mit regenerativem Wasserstoff betriebene Brenn­stoffzellen­fahrzeuge das Feld übernehmen, das der Diesel gerade verlässt.“

Brennstoffzellenfahrzeuge (FCEV) werden über einen Elektromotor angetrieben, aber ihre Technik unterscheidet sich deutlich von rein batterie­elektrischen Fahrzeugen. In der Brennstoff­zelle reagiert Wasserstoff mit Sauerstoff aus der Luft zu Wasser und erzeugt dabei elektrische Energie und Wärme. Der Strom wird von einem Elektromotor genutzt, eine zusätzliche Batterie unterstützt das Brennstoff­zellen­system während der Beschleunigung und beim regenerativen Bremsen. Der Vorteil von Brennstoff­zellen­fahrzeugen liegt im emissions­freien Fahren, großer Reichweite bei geringerem Gewicht als Batterien und schneller Betankung. Sie eignen sich deshalb auch für Busse, den Schwerlast­verkehr sowie für Züge und Schiffe.

Kommerzielle, serienreife Brennstoff­zellen-Fahrzeuge, Pkw und Lkw, bieten in Deutschland derzeit zwei asiatische Hersteller an (Toyota seit 2014 und Hyundai seit 2013). Mercedes Benz fährt seit 2018 den GLC F-Cell als Versuchsflotte. Weitere Hersteller haben erste Flotten für Mitte der 2020er Jahre angekündigt. Darüber hinaus sind an mehreren Orten Busse sowie erste Nahver­kehrszüge bereits im Linienverkehr mit Wasserstoff unterwegs. Nach den interna­tionalen Roadmaps sind für China bis zum Jahr 2030 über eine Million Brennstoffzellen-Fahrzeuge geplant, Korea stellt 700.000 Brennstoff­zellen-Fahrzeuge für 2025 in Aussicht. Bis 2030 sollen 800.000 Brennstoff­zellenautos auf japanischen Straßen rollen.

Mit dem beschlossenen Komplett­ausstieg aus fossilen Energie­trägern bis 2050 muss die gesamte Energie­versorgung auf fluktu­ierenden, erneuer­baren Strom umgestellt werden. Das erfordert eine kosten­günstige Energie­speicherung, die am besten mit Wasserstoff realisiert werden kann. (Quelle: ZSW)

Link: Zentrum für Elektrolyse, Brennstoffzellen und synthetische Kraftstoffe, Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, Freiburg i.Br.

Weiterbildung

Weiterbildungen im Bereich Quantentechnologie
TUM INSTITUTE FOR LIFELONG LEARNING

Weiterbildungen im Bereich Quantentechnologie

Vom eintägigen Überblickskurs bis hin zum Deep Dive in die Technologie: für Fach- & Führungskräfte unterschiedlichster Branchen.

EnergyViews

EnergyViews
Dossier

EnergyViews

Die neuesten Meldungen zu Energieforschung und -technologie von pro-physik.de und Physik in unserer Zeit.

Meist gelesen

Themen