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Einsatz von Brennstoffzellen - Wo liegen die Probleme?

Fachbericht | Wörter: 339 | Aufrufe: 18495 | Druckbare Version

Einsatz von Brennstoffzellen - Wo liegen die Probleme?

von Dr. Renate Hoer, Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V., 14.10.2003

In die Jahrestagung Chemie 2003 der Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh) vom 6. bis 11. Oktober in München bringt die GDCh-Fachgruppe Angewandte Elektrochemie das Thema Brennstoffzellen ein. Seit Jahrzehnten wird auf diesem Gebiet geforscht und entwickelt. Wann wird der Markt diese hocheffizienten Energielieferanten akzeptieren können?

Brennstoffzellen sind die Basis einer direkten Energiewandlungstechnolgie, die gegenüber herkömmlichen Technologien, die über mehrere, mit hohen Verlusten behaftete Zwischenstufen (Wärme und mechanische Energie) laufen, einen wesentlich höheren elektrischen Wirkungsgrad aufweist. Da zusätzlich auch die Wärme genutzt werden kann, ergibt sich ein sehr hoher Gesamtnutzungsgrad des eingesetzten Brennstoffes. Die direkte Energiewandlung (chemische in elektrische Energie) ermöglicht darüber hinaus eine extrem geringe Schadstoff- und Geräuschbelastung der Umwelt. Damit kann die Brennstoffzelle einen wesentlichen Beitrag zur Ressourcenschonung und Umweltentlastung leisten.

Diese Vorteile können besonders in der stationären Kraft-Wärmekopplung (z.B. Siedlungskraftwerk, Hotels, Krankenhäuser, Ein- und Mehrfamilienhäuser) genutzt werden. Der hohe elektrische Wirkungsgrad ist auch eine gute Voraussetzung für mobile (z.B. PKW, Bus) und auch portable (z.B. Notebook, Handy) Anwendungen.

Unmittelbar mit der Brennstoffzellenanwendung ist die Frage nach dem geeigneten Brennstoff verbunden. Vom elektrochemischen Standpunkt ist der Wasserstoff am geeignetsten. Allerdings ist er schwer zu speichern und verlangt für Anwendungen mit höheren Leistungen (z.B. PKW, Bus) eine teure Wasserstoffinfrastruktur. Für die stationären Anwendungen erzeugt man den Wasserstoff in einer der Brennstoffzelle vorgeschalteten Reformeranlage z.B. aus Erdgas. Für kleinere Leistungsbereiche versucht man auch direkt, das weniger reaktive Methanol oder Ethanol einzusetzen, die als Flüssigkeit besser speicherbar sind.

Trotz der beträchtlichen F&E-Fortschritte der vergangenen fünf Jahre, ist eine breitere Markteinführung noch nicht gelungen, da vor allem die Kosten noch zu hoch und die Lebensdauer der Brennstoffzellen zu niedrig sind. Da die vom Markt akzeptierten Kosten durch die Produkte bestimmt werden, die sich am Markt bereits durchgesetzt haben, und diese je Anwendung recht verschieden sein können, ergeben sich unterschiedliche Zielpreise für die Brennstoffzellenanwendungen, z.B. für den PKW: 50 bis 75 Euro/kW und die stationären Anwendungen 1.000 bis 1.500 Euro/kW.


Zwangsläufig werden dadurch auch die Markteinführungszeiträume für die unterschiedlichen Anwendungen verschieden sein. Während man im stationären Bereich, insbesondere im Hausenergiebereich, mit einem verstärkten Marktstart um 2007 rechnet, werden Brennstoffzellenfahrzeuge in größerer Stückzahl erst nach 2010 auf dem Markt erscheinen.



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