Allgemeiner Teil - BWT

Brennstoffzelle
Dieses Know-how aus der Polymersynthese, die Produktionserfahrung aus der Folien- und Membranherstellung
sowie die Qualifizierung dieser Membranen in technischen Produkten wird in die Entwicklung
und Serienfertigung von protonenleitenden Membranen für alle bekannten Polymerelektrolytmembran
(PEM)-Brennstoffzellen und Batterien eingebracht. Durch die eigenen Beschichtungsanlagen für die kontinuierliche
Membranfertigung ist FUMATECH bereits heute als Lieferant für Membranen im Pilot- und
Produktionsmaßstab gerüstet.
Die Kernkompetenz der FUMATECH bezieht sich auf das Herz der PEM-Brennstoffzelle, die protonenleitende
Membran fumapem ® . Neue Anwendungen für fumapem ® Membranen ergeben sich im Bereich
der Speicherung von erneuerbaren Energien so beispielsweise in elektrochemischen Großspeichern wie
Vanadium Redox-Batterien, aber auch in der Herstellung und Speicherung von Wasserstoff bis hin zur
Kohlendioxid-Abtrennung für neuartige Konzepte der Methanisierung im Bereich Power-to-Gas.
PEM-Zellen dominieren den Markt
Bei den weltweiten Brennstoffzellen-Aktivitäten ist aus kommerzieller Sicht gesehen derzeit die PEM-Brennstoffzelle
mit 97% aller Auslieferungen der wichtigste Zellentypus. Die PEM-Zelle ist ein Vertreter der
Niedertemperatur-Brennstoffzellen (PEFC, DMFC-Direkt-Methanol-Brennstoffzelle) mit Betriebstemperaturen
von 70 bis 170°C, was geringere Anforderungen an das Material der Zell- und Stapelkomponenten
stellt und somit den Vorteil geringerer Materialkosten hat. Als nachteilig gegenüber den Hochtemperatur-
Brennstoffzellen (MCFC - Schmelzcarbonatzelle, SOFC - Festoxidzelle) kann die erforderliche höhere
Gasreinheit des Brennstoffs gesehen werden. Gerade für einen Großteil der derzeitigen kommerziellen
Anwendungen der PEM, bei denen reiner Wasserstoff zum Einsatz kommt, fällt diese Problematik jedoch
weg, wodurch sich der höhere Grad der Kommerzialisierung begründen lässt. Während PEM-Brennstoffzellen
vermehrt im kleinen Leistungsbereich für zahlreiche mobile Anwendungen zum Einsatz kommen
und somit ein breites Spektrum an Nischenmärkten vorfinden, liegt der Fokus bei den MCFC und SOFC
mehr im Kleinkraftwerksbereich. Dies resultiert aufgrund der hohen Betriebstemperatur (650 – 1000°C)
auch aus der Tauglichkeit für eine Kraft-Wärme-Kopplung.
Markttrends 2012 und Anwendungen
Nach Schätzungen von Fuel Cell Today hat sich der Absatz von Brennstoffzellen im Jahr 2012 im Vergleich
zu den Vorjahren deutlich beschleunigt auf rund 78.000 Einheiten (davon >90% PEMFC) – das ist
mehr als dreimal so viel wie 2011. Bemerkenswert dabei ist, dass in der Statistik im Jahr 2011 erstmals
der Anteil der „Spielzeug“- und Demonstrations-Zellen für Lehrzwecke heraus gerechnet wurde, was als
ein deutliches Signal der voranschreitenden Kommerzialisierung der Branche gewertet werden kann.
Diese haben bislang einen Großteil der Stückzahlen ausgemacht (2011 ursprünglich 230.000 Stk., in
der neuen Statistik 24.600). Die Zahlen widerspiegeln nun gänzlich die industrielle Markteinführung und
Enduser-Marktentwicklung.
Das Wachstum in der Gesamtleistung soll bei 61% auf rund 176 MW gelegen haben. Dazu haben alle
Bereiche beigetragen: große, stationäre Zellensysteme, fortgesetztes Wachstum bei den kleineren Stromund
Wärme gekoppelten Haushaltsgeräten und neue portable Brennstoffzellen-Ladegeräte. Im Jahr 2011
lag der Schwerpunkt des Wachstums bei den stationären Anlagen, deren Absatz sich fast verdoppelt und
kapazitätsmäßig den Mobil bzw. Transport-Bereich überholt hat.
Stationäre Anwendungen
Der stationäre Bereich lässt sich in drei Segmente gruppieren: große Einheiten im Megawatt-Bereich
für die primäre Energieerzeugung beispielsweise in Kombination mit Windkraftanlagen, Backup und
Standby-Systeme zum Beispiel für Telekom- und wichtige Infrastruktureinrichtungen und kombinierte Kraft-
Wärme-Kopplungen wie solche für den Einsatz in Haushalten.
Vor allem in Kombination mit dem Ausbau der Alternativenergien (Sonne, Windkraft, Wasser, Biomasse)
ergeben sich für die Brennstoffzelle aber auch für Hochleistungsbatterien (Redox-Flow Batterien mit beispielsweise
flüssigem Vanadium-Elektrolyt, Metall-Luft Batterien wie beispielsweise Zink-Luft oder Lithium-
Luft Batterien) aussichtsreiche Chancen. Der unstetig anfallende, ökologisch erzeugte Strom kann entweder
chemisch in Form von Wasserstoff oder elektrisch in Batterien gespeichert und zu Bedarfszeiten jederzeit
abgerufen werden. Bei der chemischen Speicherung wird der Wasserstoff durch Elektrolyse von reinem
Wasser erzeugt und entweder gasförmig in Gaskavernen für eine spätere Rückverstromung gespeichert,
mit Kohlendioxid methanisiert oder direkt zur Brennwerterhöhung ins vorhandene Erdgasnetz eingespeist.
BWT Geschäftsbericht 2012 41