BWT Geschäftsbericht 2011 - BWT Group

PEM-Zellen dominieren den Markt
Bei den weltweiten Brennstoffzellen-Aktivitäten ist aus kommerzieller Sicht gesehen derzeit die PEM-
Brennstoffzelle, ein Vertreter der Niedertemperatur-Brennstoffzellen (PEM, DMFC-Direkt-Methanol-
Brennstoffzelle), die treibende Kraft. Betriebstemperaturen unter 200°C stellen dabei geringere Anforderungen
an das Material der Zell- und Stapelkomponenten und haben somit den Vorteil geringerer
Materialkosten. 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 2011 und Anwendungen
In einigen (Nischen-)Märkten hat die Brennstoffzelle kommerziell erfolgreich Einzug gehalten, in anderen,
wichtigen Bereichen ist die Technologie noch immer sehr stark von Förderungen abhängig bzw.
im Prototypenstadium. Im Jahr 2011 stieg der Absatz von Brennstoffzellen laut FuelCellToday weltweit
um 40% auf rund 230.000 Stück. In den einzelnen Anwendungsbereichen ist die Entwicklung jedoch
sehr unterschiedlich. Der portable Bereich dominierte mit 95%. Mehr als 97% waren Polymer-Elektrolyt-
Membran (PEM)-Brennstoffzellen. Bezogen auf die Stückzahlen liegt Europa vor Nordamerika und
Asien, nach installierter Leistung liegen aufgrund der stationären Anwendungen Nordamerika und
Asien voran.
Stationäre Anwendungen
Der stationäre Bereich lässt sich in drei Segment 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 (Vanadium-Redox mit
flüssigem Elektrolyt, Metall-Luft) aussichtsreiche Chancen. Der unstetig anfallende, ökologisch erzeugte
Strom kann in Form von über Elektrolyse erzeugten Wasserstoff oder Strom gespeichert und zu Bedarfszeiten
abgerufen werden.
Im haustechnischen Bereich können Brennstoffzellen in Heizgeräten zum Einsatz kommen, welche mit
Erdgas betrieben werden und sowohl für Neubauten als auch für die energetische Sanierung im Gebäudebestand
konzipiert sind. Die Mikro-Kraft-Wärme-Kopplungssysteme erzeugen gleichzeitig Wärme
und Strom mit vergleichsweise hohen Wirkungsgraden. In den letzten Jahren werden auf diesem
Gebiet SOFCs (Festoxid-Zellen) und Stirlingmotoren neben PEM-Zellen verstärkt entwickelt und getestet.
Die Serienreife bzw. Marktstart für derartige Systeme wird im Zeitraum 2012 bzw. frühestens 2016
gesehen. Im Rahmen des Projektes Callux sind in Deutschland alleine derzeit über 700 Brennstoffzellen-
Heizgeräte im Praxistestbetrieb. In Japan sind im Rahmen des Ene-Farm-Projekts bereits über 13.000
Systeme in Einsatz, allein für 2015 plant Toshiba einen Absatz von 15.000 Stück einer neuen Generation.
Die Gesamtleistung dieser Systeme liegt bei etwa 1-3kW, etwa ein Drittel Strom, zwei Drittel
Wärme. In den USA liegt der Schwerpunkt eher bei höheren Leistungen um die 5kW z.B. für Schulen,
Hotels, die zum Beispiel von ClearEdge Power geliefert werden.
Mobile Anwendungen
Ein weiterer vielversprechender Anwendungsbereich für Brennstoffzellen sind Kraftfahrzeuge. In einigen
Ländern sind Brennstoffzellenautos von vielen großen Herstellern in Leasing in Vorbereitung des
Marktstarts im Jahr 2015 erhältlich. Die Entwicklung und Einführung elektrisch betriebener Fahrzeuge
ist dabei ein wichtiger Meilenstein. Wie sich in den aktuellen Zulassungszahlen zeigt, wurden im Jahr
2011 weltweit rund 50.000 Elektroautos abgesetzt. In Leitmärkten wie Deutschland sind die Zulassungen
bislang aber weit hinter den Erwartungen geblieben, was zum Teil auf fehlende Förderanreize,
hohe Preise und grundsätzliche Nachteile der Batterietechnologie erklärt.
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Brennstoffzelle