Wer etwas bewegen will, muss den richtigen Antrieb haben. Bei uns Menschen ist es die Eigen-Motivation; bei Fahrzeugen waren es bisher Diesel, Benzin oder Gas. Erst seit einigen Jahren sorgt auch der Elektroantrieb für Bewegung. Doch ein richtiger Ersatz für die bisherigen Kraftstoffe scheint er nicht zu sein. Zu lange Ladezeiten, zu teuer und auch nicht umweltgerecht. Denn die Herstellung der Batterien als auch des benötigten Stroms geschieht meist noch mit hoher CO2-Belastung für die Umwelt. Sollte Strom aus nachhaltigen Quellen wie Solar und Wind gewonnen werden, so kommen wir einer dringend benötigten nachhaltigen Energieversorgung und der Energiewende näher. Genauso scheint es mit der Brennstoffzelle zu funktionieren, wenn der benötigte Wasserstoff mit nachhaltiger Energie gewonnen werden kann.

Brennstoffzellen-Technik

Fahrzeuge mit Elektroantrieb kann heute fast jeder in seiner Garage bauen. Einige Beispiele dazu sind schon auf dem Markt verfügbar. Doch eine anspruchsvollere Technik scheint nur etwas für Profis zu sein. Einer dieser Experten ist Bosch. Das Unternehmen sieht für einen breiten Einsatz der Brennstoffzellen-Technik gerade im Nutzfahrzeug-Markt und größeren PKW wie Geländewagen und deren Derivaten das passende Umfeld. Denn mit den bisherigen Terchniken scheinen die EU-Vorgaben nicht zu erreichen. So sehen die Flottenvorgaben der Europäischen Union für Lkw bis 2025 eine Minderung der CO₂-Emissionen um im Schnitt 15 Prozent, bis 2030 um 30 Prozent vor. Dieses Ziel lässt sich nach Ansicht des Unternehmens nur mit einer zunehmenden Elektrifizierung des Antriebs erreichen. Die Brennstoffzelle spielt hierfür eine entscheidende Rolle. Ausgehend von den Nutzfahrzeugen werden Brennstoffzellen-Antriebe in der Zukunft dann auch im Pkw vermehrt zum Einsatz kommen. Dafür müssen jedoch sukzessive die Kosten für Brennstoffzellen-Systeme sinken. Größter Posten ist der Stack. Dieser macht bis zu zwei Drittel der Gesamtkosten eines Brennstoffzellen-Systems aus. Sinken müssen die Kosten auch noch bei Wasserstoff. Aktuell wird der Energieträger hauptsächlich für industrielle Anwendungen hergestellt mit einem Kilogrammpreis von oft mehr als fünf Euro. Mit steigender Produktion wird der Preis tendenziell noch fallen. Ein Kilogramm Wasserstoff enthält so viel Energie wie 3,3 Liter Diesel. Für 100 Kilometer benötigt ein 40 Tonner etwa neun bis zehn Kilogramm Wasserstoff.

Umfangreichem Portfolio

Wasserstoff kann klimaneutral mit erneuerbarem Strom hergestellt werden. An der Optimierung dieses Prozesses arbeiten verschiedene Industrieunternehmen. Auch gibt es in Deutschland bereits ein kleines Wasserstoff-Tankstellennetz von über 60 Stationen – Tendenz steigend. Getankt wird Wasserstoff innerhalb weniger Minuten als hochkomprimiertes Gas. In der Brennstoffzelle, von der mehrere zusammengeschaltet den Stack ergeben, reagiert der Wasserstoff mit Sauerstoff. Dabei entsteht – neben Wasser als Überbleibsel – elektrische Energie. Diese kann entweder zum Laden einer Batterie im Fahrzeug genutzt werden, oder sie treibt direkt den elektrischen Motor an. Durch das flexible Kombinieren von zwei oder mehreren Stacks kann ein Leistungsportfolio von Pkw bis schweren Lkw abgedeckt werden. Der Boschpartner Powercell aus Schweden stellt mit seinen 60 Mitarbeitern Stacks mit bis zu 125 Kilowatt Leistung zunehmend automatisiert her. Das 2008 als Ausgliederung der Volvo Gruppe gegründete Unternehmen mit Sitz in Göteborg liefert bereits Brennstoffzellen für den prototypischen Einsatz in Lkw und Pkw. Auch Bosch verfügt über viel Know-how in der Brennstoffzellen-Technik. Das Technologie- und Dienstleistungsunternehmen versteht sich als Systemanbieter und hat bereits ein umfangreiches Portfolio an Komponenten für Brennstoffzellen in Lkw und Pkw entwickelt. Dazu gehört unter anderem der Luftkompressor mit Leistungselektronik sowie das Steuergerät mit Sensoren.

Stationären Brennstoffzellen

Neben PEM-Brennstoffzellen ist Bosch bei den sogenannten Festoxid-Brennstoffzellen (SOFC) aktiv. Mit dem britischen Spezialisten Ceres Power entwickelt Bosch seit Mitte des vergangenen Jahres die SOFC-Technik weiter, um zum Beispiel Fabriken oder Rechenzentren dezentral mit Strom zu versorgen. Die Technik soll kleine Kraftwerke ermöglichen, die überall in der Stadt sowie in Industrie- und Gewerbegebieten platziert werden können. Durch die hohe Flexibilität der standardisierten Anlagen können unter anderem Lastspitzen besser abgedeckt werden. In der Zukunft soll ein SOFC-Modul eine elektrische Leistung von 10 Kilowatt erzeugen. Für einen höheren Energiebedarf lassen sich beliebig viele Module mit gleicher Leistung einfach vernetzen.