Beispiele
Brennstoffzellen können überall dort zum Einsatz gelangen, wo Strom und auch Wärme in irgendeiner Form gebraucht werden können. Im portablen Bereich ersetzen sie Batterien oder Benzingeneratoren. Laptops oder Handys sind sicherlich die vielversprechendsten Anwendungen. Die Brennstoffzelle kann aber auch das Auto der Zukunft zum Elektroauto machen. Batterieautos haben noch immer eine mangelhafte Reichweite. Ein neuartiger Batterieersatz wäre im Auto, aber auch in anderen Fortbewegungsmitteln hoch willkommen. Nicht nur im kleinen, auch im großen Maßstab, also als Kraftwerke der Zukunft, sollen Brennstoffzellen wirksam werden.
Kleine Zelle, großer Markt - Die tragbare Brennstoffzelle
Schon heute gibt es über 6 Millionen Handheld-Computer, 30 Millionen digitale Camcorder und 400 Millionen Mobiltelefone. Das Büro wird tragbar, die Telekommunikation allpräsent, der mediale Informationsfluss unverzichtbar. Mit dem scheinbar unausweichlichen Boom tragbarer elektronischer Geräte ist ein enormer Verbrauch an Batterien und damit negative Folgen für die Umwelt verbunden.
Brennstoffzellen versprechen Abhilfe: „Hundert Stunden Laptop oder siebzehn Tage Handy-Stand-by am Stück", das sind die Verheißungen der Firmen, die sich in der Entwicklung portabler Systeme engagieren.
Nach zweijähriger Entwicklungsarbeit präsentierte das Fraunhofer-Institut gemeinsam mit einem Computerhersteller einen Laptop, der über eine Brennstoffzelle versorgt wird. Das Besondere: Die Brennstoffzelle muss nicht wie bei früheren Entwicklungen extern untergebracht werden, sondern passt in den ursprünglichen Akkuschacht hinein. Zu den Vorteilen der Brennstoffzelle zählen neben einer positiven Ökobilanz eine hohe Energiedichte und Lebensdauer. Auch der sogenannte, von Akkus bekannte Memory-Effekt gehört der Vergangenheit an.
Antrieb von Fahrzeugen
Viele Fahrzeughersteller sehen in der Brennstoffzelle den technischen Hoffnungsschimmer und haben brennstoffzellenbetriebene Prototypen entwickelt. Die Palette reicht vom Motorroller über Mittelklasse-PKWs bis hin zu großen Bussen.
Mittlerweise ist die Technik recht ausgereift und würde auch Alltagsbedingungen standhalten. Dass noch keine Brennstoffzellenautos im Straßenverkehr zu sehen sind, liegt weniger an technologischen Problemen als vielmehr an der fehlenden Wasserstoff-Infrastruktur.
Viele Umweltnachteile, die sonst mit dem Automobil assoziiert werden, vor allem der stinkende Auspuff, werden bei Brennstoffzellenautos passé sein. „Nur Wasser aus dem Auspuff“, so die Autobranche. In zwei Aspekten kann die Brennstoffzelle ökologisch vor allem punkten: bei Emissionen und bei der Effizienz. Allerdings machen Brennstoffzellen-Antriebe erst dann ökologisch richtig Sinn, wenn der Wasserstoff aus erneuerbaren Energiequellen hergestellt wird.
Einer allzu raschen Einführung von wasserstoffbetriebenen Brennstoffzellenautos stehen, wie so oft, die Kosten entgegen. Ein Liter unversteuertes Benzin kostet so viel wie ein Brötchen oder eine Flasche billigen Mineralwassers. Das ist die strenge Messlatte für künftige Kraftstoffe. Schon Wasserstoff aus Erdgas kostet deutlich mehr. Solarer Wasserstoff ist noch teurer.
Nicht nur der Kraftstoff selbst, auch der Aufbau einer Infrastruktur muss bezahlt werden: ein Netz von Tankstellen, eine neue Logistik und zusätzliche Produktionszentren. Weltweit werden die Kosten für den Aufbau der Infrastruktur auf Billionen Euro geschätzt. Der Aufbau der Infrastruktur ist ein typisches Henne-Ei-Problem. Wer investiert diese Summen, wenn es nur wenige Wasserstoff-Mobile gibt? Und wer kauft sich ein Brennstoffzellen-Auto, wenn er die Tankstellen mühsam auf der Landkarte suchen muss?
Die Brennstoffzelle als Kraftwerk
Brennstoffzellen finden in ganz verschiedenen Bereichen der Energieversorgung ihren Platz. Als erstes Klinikum weltweit setzt das Rhön-Klinikum an seinem Stammsitz in Bad Neustadt eine Hochtemperatur-Brennstoffzelle zur Strom- und Wärmeerzeugung ein. Sie hat eine Leistung von 250 kW elektrisch und 180 kW thermisch.
Weil Brennstoffzellen auch im Kleinen so effizient sind, wollen einige Hersteller von Heizkesseln aus diesen Aggregaten sogar kleine Kraftwerke bauen, die im Heizungskeller von Ein- oder Mehrfamilienhäusern installiert werden und Strom für die Haushalte liefern. Die Verlustwärme der Zellen heizt zugleich die Räume und das Warmwasser. Selbst große Versorgungsunternehmen denken jetzt darüber nach, viele solcher „Kraftwerke im Keller“ über Datenleitungen zu einem „virtuellen Kraftwerk“ zusammenzuschalten und dadurch langfristig Hochspannungsleitungen und Großkraftwerke überflüssig zu machen.
Hamburg als Vorreiter
Hamburg ist deutschlandweit Vorreiter bei der Nutzung von Wasserstoff als Energieträger. In einer Vielzahl von Projekten, darunter auch internationale sowie EU-Projekte, wird an der nachhaltigen Energieversorgung von morgen gearbeitet. Zu den Schwerpunkten gehören neben Fragen der Nutzungsmöglichkeiten vor allem Forschung und Entwicklung im technischen Bereich.
Beispiele für Hamburger Forschungsprojekte sind:
In einem breit angelegten Feldtest erprobt die Hamburger Firma BAXI INNOTECH mehrere Brennstoffzellenheizgeräte in Einfamilienhäusern. Eine im Jahr 2006 installierte Feldtestanlage (mit maximal 1,5 Kilowatt elektrischer und 3 Kilowatt thermischer Leistung mit einem integrierten Brennwertgerät mit 15 Kilowatt) hat bereits über 5.000 Betriebsstunden absolviert. Mit einer solchen Kleinanlage sollen 75 Prozent des häuslichen Strombedarfs und 65 Prozent des Wärmebedarfs abgedeckt werden. Wie erwartet lag der elektrische Wirkungsgrad bei 30 Prozent, der thermische bei rund 50 Prozent. Durch den Praxistest konnten neue Erkenntnisse zur Optimierung gewonnen und umgesetzt werden. Selbst die Lebensdauer einiger Verschleißteile wurde dadurch verlängert. Mittlerweile sind verbesserte BETA-Modelle aufgestellt worden. Derzeit befinden sich etwa 15 Geräte in Betrieb. Die technische Marktreife soll Mitte des nächsten Jahrzehnts erreicht werden.
Links
Brennstoffzellenwettbewerb an Hamburger Schulen
www.die-zero-emission.de
HH2 - Hamburg kommt an mit Wasserstoff
Ausführliche gut aufbereitete Unterrichtsmaterialien und Downloadmöglichkeit eines Schulfilmes
www.hh2wasserstoff.de
Kleine Zelle, großer Markt - Die tragbare Brennstoffzelle
Schon heute gibt es über 6 Millionen Handheld-Computer, 30 Millionen digitale Camcorder und 400 Millionen Mobiltelefone. Das Büro wird tragbar, die Telekommunikation allpräsent, der mediale Informationsfluss unverzichtbar. Mit dem scheinbar unausweichlichen Boom tragbarer elektronischer Geräte ist ein enormer Verbrauch an Batterien und damit negative Folgen für die Umwelt verbunden.
Brennstoffzellen versprechen Abhilfe: „Hundert Stunden Laptop oder siebzehn Tage Handy-Stand-by am Stück", das sind die Verheißungen der Firmen, die sich in der Entwicklung portabler Systeme engagieren.
Nach zweijähriger Entwicklungsarbeit präsentierte das Fraunhofer-Institut gemeinsam mit einem Computerhersteller einen Laptop, der über eine Brennstoffzelle versorgt wird. Das Besondere: Die Brennstoffzelle muss nicht wie bei früheren Entwicklungen extern untergebracht werden, sondern passt in den ursprünglichen Akkuschacht hinein. Zu den Vorteilen der Brennstoffzelle zählen neben einer positiven Ökobilanz eine hohe Energiedichte und Lebensdauer. Auch der sogenannte, von Akkus bekannte Memory-Effekt gehört der Vergangenheit an.
Antrieb von Fahrzeugen
Viele Fahrzeughersteller sehen in der Brennstoffzelle den technischen Hoffnungsschimmer und haben brennstoffzellenbetriebene Prototypen entwickelt. Die Palette reicht vom Motorroller über Mittelklasse-PKWs bis hin zu großen Bussen.
Mittlerweise ist die Technik recht ausgereift und würde auch Alltagsbedingungen standhalten. Dass noch keine Brennstoffzellenautos im Straßenverkehr zu sehen sind, liegt weniger an technologischen Problemen als vielmehr an der fehlenden Wasserstoff-Infrastruktur.
Viele Umweltnachteile, die sonst mit dem Automobil assoziiert werden, vor allem der stinkende Auspuff, werden bei Brennstoffzellenautos passé sein. „Nur Wasser aus dem Auspuff“, so die Autobranche. In zwei Aspekten kann die Brennstoffzelle ökologisch vor allem punkten: bei Emissionen und bei der Effizienz. Allerdings machen Brennstoffzellen-Antriebe erst dann ökologisch richtig Sinn, wenn der Wasserstoff aus erneuerbaren Energiequellen hergestellt wird.
Einer allzu raschen Einführung von wasserstoffbetriebenen Brennstoffzellenautos stehen, wie so oft, die Kosten entgegen. Ein Liter unversteuertes Benzin kostet so viel wie ein Brötchen oder eine Flasche billigen Mineralwassers. Das ist die strenge Messlatte für künftige Kraftstoffe. Schon Wasserstoff aus Erdgas kostet deutlich mehr. Solarer Wasserstoff ist noch teurer.
Nicht nur der Kraftstoff selbst, auch der Aufbau einer Infrastruktur muss bezahlt werden: ein Netz von Tankstellen, eine neue Logistik und zusätzliche Produktionszentren. Weltweit werden die Kosten für den Aufbau der Infrastruktur auf Billionen Euro geschätzt. Der Aufbau der Infrastruktur ist ein typisches Henne-Ei-Problem. Wer investiert diese Summen, wenn es nur wenige Wasserstoff-Mobile gibt? Und wer kauft sich ein Brennstoffzellen-Auto, wenn er die Tankstellen mühsam auf der Landkarte suchen muss?
Die Brennstoffzelle als Kraftwerk
Brennstoffzellen finden in ganz verschiedenen Bereichen der Energieversorgung ihren Platz. Als erstes Klinikum weltweit setzt das Rhön-Klinikum an seinem Stammsitz in Bad Neustadt eine Hochtemperatur-Brennstoffzelle zur Strom- und Wärmeerzeugung ein. Sie hat eine Leistung von 250 kW elektrisch und 180 kW thermisch.
Weil Brennstoffzellen auch im Kleinen so effizient sind, wollen einige Hersteller von Heizkesseln aus diesen Aggregaten sogar kleine Kraftwerke bauen, die im Heizungskeller von Ein- oder Mehrfamilienhäusern installiert werden und Strom für die Haushalte liefern. Die Verlustwärme der Zellen heizt zugleich die Räume und das Warmwasser. Selbst große Versorgungsunternehmen denken jetzt darüber nach, viele solcher „Kraftwerke im Keller“ über Datenleitungen zu einem „virtuellen Kraftwerk“ zusammenzuschalten und dadurch langfristig Hochspannungsleitungen und Großkraftwerke überflüssig zu machen.
Hamburg als Vorreiter
Hamburg ist deutschlandweit Vorreiter bei der Nutzung von Wasserstoff als Energieträger. In einer Vielzahl von Projekten, darunter auch internationale sowie EU-Projekte, wird an der nachhaltigen Energieversorgung von morgen gearbeitet. Zu den Schwerpunkten gehören neben Fragen der Nutzungsmöglichkeiten vor allem Forschung und Entwicklung im technischen Bereich.
Beispiele für Hamburger Forschungsprojekte sind:
- Die Hamburger Brennstoffzellen-Busflotte, Hochbahn
- Planung eines Alsterdampfers mit Null Emissionen
- Brennstoffzellenheizgeräte der Firma BAXI INNOTECH
In einem breit angelegten Feldtest erprobt die Hamburger Firma BAXI INNOTECH mehrere Brennstoffzellenheizgeräte in Einfamilienhäusern. Eine im Jahr 2006 installierte Feldtestanlage (mit maximal 1,5 Kilowatt elektrischer und 3 Kilowatt thermischer Leistung mit einem integrierten Brennwertgerät mit 15 Kilowatt) hat bereits über 5.000 Betriebsstunden absolviert. Mit einer solchen Kleinanlage sollen 75 Prozent des häuslichen Strombedarfs und 65 Prozent des Wärmebedarfs abgedeckt werden. Wie erwartet lag der elektrische Wirkungsgrad bei 30 Prozent, der thermische bei rund 50 Prozent. Durch den Praxistest konnten neue Erkenntnisse zur Optimierung gewonnen und umgesetzt werden. Selbst die Lebensdauer einiger Verschleißteile wurde dadurch verlängert. Mittlerweile sind verbesserte BETA-Modelle aufgestellt worden. Derzeit befinden sich etwa 15 Geräte in Betrieb. Die technische Marktreife soll Mitte des nächsten Jahrzehnts erreicht werden.
- Der Hamburger Flughafen
- HotModule in der Hamburger Hafencity
- Weitere Projekte in Hamburg
Links
Brennstoffzellenwettbewerb an Hamburger Schulen
www.die-zero-emission.de
HH2 - Hamburg kommt an mit Wasserstoff
Ausführliche gut aufbereitete Unterrichtsmaterialien und Downloadmöglichkeit eines Schulfilmes
www.hh2wasserstoff.de
