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08-11-2016 | Erneuerbare Energien | Im Fokus | Article

Brennstoffzellen sind effektiv aber zu teuer

Author:
Frank Urbansky

Brennstoffzellen erzeugen besonders effizient Strom und Wärme. Technisch sind sie bereits marktreif. Für den Durchbruch müssen jedoch die Preise sinken. Dafür gibt es Förderung vom Staat.

Die Bundesregierung will sie – die Brennstoffzelle. Die Technologie erzeugt aus Wasserstoff oder Erdgas mit Hilfe von Sauerstoff nahezu rückstandfrei Strom und Wärme. "Damit entfällt der übliche
Energiewandlungsprozess von Kraftstoff in mechanische Energie (Verbrennungskraftmaschine) und anschließend über den Generator in elektrische Energie. Der Wirkungsgrad der Energiewandlung mittels Brennstoffzelle ist deshalb grundsätzlich höher", beschreibt Springer Vieweg-Autor Karl E. Noreikat den Effizienz-Vorteil in seinem Buchkapitel "Brennstoffzelle"

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2015 | OriginalPaper | Chapter

Brennstoffzelle

Die Brennstoffzelle ist ein Energiewandler, der die im Brennstoff (meist Wasserstoff ) gespeicherte Energie mithilfe von Sauerstoff direkt in elektrische Energie umwandelt. Damit entfällt der übliche Energiewandlungsprozess von Kraftstoff in mechanische Energie (Verbrennungskraftmaschine) und anschließend über den Generator in elektrische Energie. 


Mit einem gerade beschlossenen Zehn-Jahres-Programm bis 2026 will die Bundesregierung nun dieser Technologie zum Durchbruch verhelfen. Es ist die Fortführung und quasi zweite Phase des Nationalen Innovationsprogramm Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NIP). Denn Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologien sind Schlüsseltechnologien für die Umgestaltung des Energiesystems.

Grundsätzlich ist der Einsatz von Brennstoffzellen in zwei volkswirtschaftlichen Bereichen möglich: der Mobilität und der Wärmeversorgung bei gleichzeitiger Stromerzeugung. Denn die Brennstoffzelle ist eine Technologie der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) und wird auch durch ein entsprechendes Gesetz vom Staat gefördert. Nötig ist das allemal, denn die aktuellen Kosten für die Brennstoffzelle sind sehr hoch.

Einsatz im Heizungskeller

Eine Brennstoffzelle für den Heizungskeller kommt auf gut 25.000 Euro. Zum Vergleich: Ein Heizkessel mit Erdgas kommt inklusive Installation gerade mal auf 6.000 Euro. Allerdings kann der keinen Strom erzeugen.
Die bisherigen Nutzer einer heimischen Brennstoffzelle scheinen zufrieden. In diesem Jahr wurde der Callux-Feldtest abgeschlossen. Dabei wurden seit 2008 rund 500 von insgesamt 1.000 Brennstoffzellen in Deutschland in heimischen Kellern installiert. Trotz der hohen Investitionskosten wurden die Erwartungen der Bewohner an die Technologie erfüllt. Denn die Brennstoffzelle hat gegenüber einer KWK-Anlage mehrere Vorteile: Sie arbeitet nahezu geräuschlos, der Wartungsaufwand ist gering, da sie fast ohne bewegliche Teile auskommt und somit sich die Zuverlässigkeit und Lebensdauer sehr hoch.

Teure Brennstoffzellen-Mobilität

In der Mobilität sind die Kosten noch üppiger. So kostet der Toyota Mirai als Mittelklassewagen etwa 80.000 Euro. Der aktuelle Bonus von 3.000 Euro beim Kauf eines E-Mobils, das auch für Brennstoffzellen-Fahrzeuge gilt, ist da nur ein Tropfen auf den heißen Stein. Auch der Ausbau de Infrastruktur und insbesondere des Tankstellen-Netzwerkes hinkt hinterher. Mittels des Bundesprogrammes soll dieses von bisher 50 auf insgesamt 400 Tankstellen in zehn Jahren ausgeweitet sein. Auch Brennstoffzellen-Busse sollen von der Förderung profitieren.

Deutlich verbreiteter sind aktuell E-Autos mit batterieelektrischen Antrieb. "(Bei den Brennstoffzellen) werden Energiedichten erreicht, die über denen von Batteriespeichersystemen liegen", beschreibt Springer Vieweg- Autor Karl Strauss den unschlagbaren Vorteil der Brennstoffzelle in der Mobilität in seinem Buchkapitel "Alternative Prozesse zur Nutzung fossiler Brennstoffe" auf Seite 377. Deswegen gibt es durchaus Hoffnung für die Brennstoffzelle im Straßenverkehr.

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