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Mobilität Die Zukunft fährt auch elektrisch „Die Zukunft fährt elektrisch“ – so kündigte die Europäische Union das Zeitalter der Elektromobilität an. Gemeint war der in Autobatterien gespeicherte Strom aus erneuerbaren Quellen wie Sonne oder Wind als umweltfreundlichster und unendlich zur Verfügung stehender Kraftstoff. Die Zukunft zeigt jedoch in eine andere Richtung. Nicht das batteriebetriebene Elektroauto wird den Mobilitätsmix in Zukunft maßgeblich gestalten, sondern die Brennstoffzelle als elektrochemischer Energiewandler, in dem Wasserstoff und Sauerstoff kontrolliert und ohne Verbrennungsflamme zu Wasser reagieren und dabei Strom und Wärme erzeugen. Die Bedeutung von Wasserstoff als unerschöpflicher Energieträger ist übrigens nicht neu. Schon Jules Verne hat das erkannt und in seinem Science Fiction Roman „20.000 Meilen unter dem Meer“ festgeschrieben. Warum Wasserstoff? Wasserstoff ist zwar das häufigste Element des Universums, auf der Erde ist der Massenanteil jedoch geringer. Er liegt zudem fast nie rein, sondern überwiegend chemisch gebunden vor. Der größte Teil des irdischen Wasserstoffs findet sich im Wasser. Weitere Quellen sind Erdöl, Erdgas und viele Mineralien. Warum Brennstoffzelle? Im Gegensatz zum Verbrennungsmotor, der auf einem thermodynamischen Prinzip basiert, also Wärme in Bewegung umsetzt, wandelt die Brennstoffzelle den Wasserstoff direkt in elektrische Energie um, mit der dann ein Elektromotor betrieben werden kann. Alle Brennstoffzellen- Fahrzeuge sind somit Elektrofahrzeuge und noch dazu hoch effizient. Sie weisen weit weniger Energieverluste auf als konventionelle Motoren und haben heute schon einen doppelt so hohen Wirkungsgrad wie Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor. Ein Brennstoffzellen-Fahrzeug, das mit Wasserstoff betrieben wird, fährt außerdem lokal emissionsfrei, denn durch die kontrollierte Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff entstehen außer Strom lediglich Wärme und Wasser. Batterie vs. Brennstoffzelle In den letzten Jahren gab es bei der Entwicklung von Wasserstofff-Fahrzeugen große Fortschritte. Fahrzeuge, die mit einem Elektromotor und einer Brennstoffzelle (die den Motor mit Strom versorgt) ausgestattet sind, wurden immer effizienter und gleichzeitig wurden die Brennstoffzellen immer kleiner. Im Ergebnis H2 Mobility-Initiative zum Aufbau einer Wasserstoffinfrastruktur in Deutschland haben die Wasserstoff-Brennstoffzellen-Fahrzeuge nun eine Reichweite von über 700 Kilometern. Die hohe Energiedichte und die kurzen Betankungszeiten für Wasserstoff machen Brennstoffzellen besonders für Langstreckenfahrten und größere Fahrzeuge interessant. Dies wurde im Rahmen verschiedener nationaler und internationaler Projekte im öffentlichen Personennahvekehr nachgewiesen, bei denen Flotten von wasserstoffbetriebenen Autos und Bussen zum Einsatz kamen. Zwar wurden auch Fortschritte bei batteriebetriebenen elektrischen Fahrzeugen erzielt, die Batteriekapazitäten eignen sich aber nur für kleinere Fahrzeuge. Aufgrund der geringen Reichweite sind sie bestenfalls für Kurzstrecken geeignet. Im September 2009 unterzeichneten in Berlin Vertreter führender Industrieunternehmen, wie OMV, Shell, Total, Daimler, Linde etc. im Beisein das damaligen deutschen Bundesministers für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung, Wolfgang Tiefensee, ein Memorandum of Understanding. Ziel dabei war, Möglichkeiten für den kommerziellen Aufbau einer flächendeckenden Infrastruktur zur Versorgung mit Wasserstoff in Deutschland zu prüfen, um die Serienfertigung von Elektrofahrzeugen mit Brennstoffzelle voranzutreiben (H2-Mobility-Initiative). Mit der langfristigen und umfassenden Unterstützung durch das Nationale Innovationsprogramm Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NIP), einer strategische Allianz von Bund, Industrie und Wissen- 32 ENERGIE VISION 2+3/2013
Der integrierte österreichische Öl-und Gaskonzern OMV zeigt in Deutschland Flagge. Bereits im Jahr 2009 wurde die erste öffentiche Wasserstofftankstelle im Bundesland Baden-Württemberg am Stuttgarter Flughafen eröffnet. schaft, ist es nun gelungen, wesentliche Produkte aus dem Technologiefeld Wasserstoff und Brennstoffzelle technisch und aus Sicht des Kundenkomforts marktfähig zu machen. Dazu zählen wasserstoffbetriebene Brennstoffzellen-Fahrzeuge und die dafür notwendige Betankungsinfrastruktur sowie Brennstoffzellen für die Hausenergieversorgung. Die Koordination hierfür erfolgte und erfolgt weiterhin durch die bundeseigene NOW GmbH (Nationale Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie), deren vorrangige Aufgabe es ist, Projekte zu initiieren bzw. zu evaluieren und auf sinnvolle Weise zu bündeln. So zum Beispiel nach geographischen und/oder thematischen Gesichtspunkten, um damit möglichst viel Synergie-Effekte nutzbar zu machen. Darüber hinaus nimmt die NOW Querschnittsaufgaben wahr. Dazu zählen Themen wie Produktionstechnologie, Aus- und Weiterbildung, Kommunikation an der Schnittstelle von Politik, Industrie und Wissenschaft sowie Öffentlichkeitsarbeit, um die allgemeine Wahrnehmung der Technologie und ihrer Produkte zu steigern. Die Realisierung von konkreten Demonstrationsprojekten der Elektromobilität erfolgt dann im Rahmen der Clean Energy Partnership, das ist ein Zusammenschluss von sechzehn führenden Unternehmen mit dem Ziel, Wasserstoff als „Kraftstoff der Zukunft“ zu etablieren. Deutschland ist weltweiter Leitmarkt für Wasserstofftechnologie In Deutschland umfasst das Netz an öffentlich zugängigen Wasserstofftankstellen derzeit 20 Standorte. Geplant sind bis zum Jahr 2015 insgesamt 50 Anlagen. An öffentliche Fördergeldern stehen aus dem Nationalen Innovationsprogramm für Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie insgesamt 1,4 Milliarden Euro bereit. Aufgeteilt je zur Hälfte auf die deutsche Bundesregierung und der Industrie. OMV-Wasserstoff-Initiative Die erste öffentliche Wasserstofftankstelle im Land Baden-Württemberg wurde 2009 in Stuttgart in Betrieb genommen. Im Rahmen einer Public Private Partnership gibt diese Anlage einen wichtigen Impuls für ein Wasserstoff-Versorgungsnetz Deutschlands Bundesverkehrsminister Peter Ramsauer: „Elektrofahrzeuge mit Wasserstoff- Brennstoffzelle fahren ohne schädliche Emissionen. Sie besitzen zudem eine hohe Reichweite und können innerhalb von Minuten aufgetankt werden. Bei ihrer Entwicklung ist Deutschland innerhalb Europas und auch weltweit Leitmarkt.“ und somit den Einsatz lokal emissionsfreier Elektrofahrzeuge auf Basis der Brennstoffzellentechnologie. Ab 12. Oktober 2012 verfügt neben den Großstädten Berlin, Los Angeles und Tokio auch Wien über eine öffentliche Wasserstofftankstelle. Ebenso können dort konventionelle Kraftstoffe wie Benzin und Diesel gezapft werden können. Die Versorgung der Tankstelle mit Wasserstoff erfolgt durch die nahe OMV Raffinerie Schwechat, wo prozessbedingt jährlich rund 100.000 Tonnen Wasserstoff erzeugt werden. q © BM VBS ENERGIE VISION 2+3/2013 33
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