Im Blickpunkt

Altes Prinzip, neue Ideen - Rohstoffe sparen mit Brennstoffzellen

"Kraft-Wärme-Kopplung" - das war das alles beherrschende Thema eines Workshops in Berlin, der von den Partnern des sächsischen WK Potenzial "hyRef" organisiert wurde. Eingeladen hatten die Riesaer Brennstoffzellentechnik (RZB) GmbH und der Stromkonzern Vattenfall. In dessen Räumen tauschten sich 20 Energie-Fachleute über die neuesten Entwicklungen von Brennstoffzellen und deren Einsatzmöglichkeiten aus.

Dr. Katrin Grosser, Koordinatorin von "hyRef", ist mit den Arbeitsergebnissen des Konsortiums vom WK Potenzial sehr zufrieden.

Sie ist das Ergebnis jahrelanger Forschungs- und Entwicklungsarbeit und läuft inzwischen erfolgreich im Feldtest: die Brennstoffzelle "inhouse 5000". Maßgeblich daran beteiligt sind die RZB und deren Mutter, die inhouse GmbH, sowie Wissenschaftler der TU Bergakademie Freiberg. Dr. Katrin Grosser, Geschäftsführerin der RZB und Koordinatorin von "hyRef", präsentiert den Workshop-Teilnehmern die Details rund um das Energiepaket.

Dass es nicht nur in der Theorie funktioniert, sondern auch im praktischen Betrieb, zeigt sich in ersten Feldtests. Bei der Firma Vattenfall läuft das Gerät seit 2010 im Testbetrieb. Der europäische Stromriese hat in den letzten Jahren um die zehn Millionen Euro in die Entwicklung der Brennstoffzellentechnologie gesteckt. Ziel ist eine effizientere Energieversorgung und die Reduzierung des CO2-Ausstoßes um 50 Prozent bis zum Jahr 2020. Thomas Jänicke-Klingenberg von der Vattenfall Europe Wärme AG erläuterte, dass es momentan überwiegend Fernwärmekraftwerke gäbe, die mit Kohle und Gas beheizt werden. Das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung werde noch zu wenig genutzt. Das bestätigte auch Johannes Schiel, einer der Geschäftsführer des Verbandes Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA) e.V.. Aktuelle Statistiken zeigen, dass in Deutschland gerade mal 18 Prozent der Stromversorgungsanlagen die Kraft-Wärme-Kopplung nutzen. Bei der Kraft-Wärme-Kopplung wird die eingesetzte Energie gleichzeitig in Strom und Nutzwärme umgewandelt, beispielsweise in einem Blockheizkraftwerk. Auf diese Weise können die eingesetzten Rohstoffe effizienter genutzt werden. Die Bundesregierung plant, dass 30 Prozent der Stromversorgungsanlagen in Deutschland bis zum Jahr 2020 das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung nutzen.

Energiepaket mit großem Zukunftspotential: das Brennstoffzellensystem "inhouse 5000".

Eine besonders intelligente Methode dafür ist die Brennstoffzellentechnik. In Brennstoffzellen wird durch die Oxidation von Wasserstoff Strom erzeugt. In der Zelle befindet sich ein Elektrolyt oder eine Membran zwischen zwei Elektroden, die den Ionen-Austausch ermöglicht. Die Methode wurde bereits 1838 von einem deutschen Chemiker erfunden. Inzwischen gibt es verschiedene Zelltypen, die sich im Wesentlichen durch den Elektrolyten und die verwendeten Brenngase unterscheiden.

Die "inhouse 5000" zum Beispiel nutzt Erdgas, aber auch Bio- und Flüssiggas sind möglich, um die Wasserstoff-Reaktion in der Brennstoffzelle in Gang zu bringen und damit Strom und gleichzeitig Wärme zu erzeugen. Das Ergebnis kann sich sehen lassen: der thermische Wirkungsgrad liegt bei 85 Prozent, der Stromwirkungsgrad über 30 Prozent. Außerdem haben die Geräte einen Schallpegel von gerade mal 40 Dezibel. Zum Vergleich: Staubsauger liegen im Schnitt bei 70 Dezibel. Mit diesen Werten sind auch die Wissenschaftler vom DBI-Gastechnologischen Institut Freiberg gGmbH sehr zufrieden. Sie haben das Gerät eingehend getestet. Genauso wie das EWE-Forschungszentrum für Energietechnologie e.V. in Oldenburg, das die Riesaer Brennstoffzellen seit Anfang letzten Jahres prüft. Und auch im täglichen Gebrauch gibt es keine Probleme. Seit Anfang des Jahres ist die sächsische Brennstoffzellen-Technik bei der Berliner Gaswerke AG (GASAG) im Testlauf. Eine Schwimmhalle im sächsischen Döbeln nutzt das Gerät und demnächst wird sogar eine Polizeistation in Pirna bei Dresden damit ausgestattet.

Große Anerkennung für ihre Arbeit bekamen Grosser und ihr Team bereits im letzten Jahr. Die "inhouse 5000" erhielt den Bundespreis 2010 der Internationalen Handwerkermesse. Nun soll die Technik weiter optimiert werden. Im Rahmen von hyRef wurde bereits ein neuer Reformer zur Wasserstofferzeugung entwickelt, der wesentlich kostengünstiger und effizienter ist. Der Reformer, in dem Erdgas mit Wasserdampf zu Wasserstoff reagiert, zeigte bereits gute Ergebnisse im Labor, nun wird er in der Brennstoffzelle getestet. Ziel ist es, die "inhouse 5000" so bald wie möglich in Serie zu produzieren. Schließlich wird die Nachfrage steigen. In einer Studie prognostiziert die Bundesregierung für 2020 einen Bedarf von ca. 72.000 Brennstoffzellen-Systemen pro Jahr in Deutschland.


Weitere Informationen zum WK Potenzial hyRef erhalten Sie hier.

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