In dem Atomkraftwerk Fukushima I in Japan ist es dieser Tage wiederholt zu Wasserstoffexplosionen gekommen; in Block 1 am 12. März, in Block 3 am 14. März und in Block 2 am 15. März 2011. Wie tagesschau.de vermeldete gilt es inzwischen als sicher, dass in mindestens einem der insgesamt sechs Siedewasserreaktoren eine Teil-Kernschmelze erfolgt ist. Wie es genau zur Entstehung von Wasserstoff gekommen ist, ist indes noch unklar. Normalerweise ist in derartigen Reaktoren kein Wasserstoff vorhanden – weder gasförmig noch flüssig. Das Gas entsteht erst bei vergleichsweise hohen Temperaturen.
Der Deutscher Wasserstoff- und Brennstoffzellen-Verband (DWV) geht davon aus, dass die Hüllen der Brennstäbe, die den Kernbrennstoff zusammenhalten, indirekt als H2-Quelle herhalten müssen. Diese Hüllen bestehen hauptsächlich aus Zirkonium, einem Metall, das bei etwa 1.000 °C beginnt zu oxidieren. „Da es aber rund um den Reaktorkern keinen freien Sauerstoff gibt, reagiert das Metall mit dem Wasserdampf und entzieht diesem den Sauerstoff. Nimmt man dem Wasser den Sauerstoff weg, bleibt Wasserstoff übrig.“ (Zitat: DWV-Meldung vom 16.03.2011)
Eine andere Möglichkeit, wie sich Wasserstoff bilden könnte, wäre die Thermolyse von Wasser (Spaltung/Dissoziation durch hohe Temperaturen). Die thermische Dissoziation bezeichnet den Zerfall von Molekülen – in diesem Fall das H2O-Molekül – durch Wärmeeinwirkung in seine einzelnen Bestandteile (H2 & O2). Oberhalb einer Temperatur von etwa 4.000 °C vollzieht sich eine direkte Spaltung von Wasserdampf in Wasserstoff und Sauerstoff. Diese Temperaturen werden in einem Reaktor jedoch nicht erreicht. Bei der Anwesenheit spezieller Reaktionspartner (z.B. Jod, Schwefeldioxid) kann die erforderliche Mindesttemperatur jedoch auf 1.000 bis 1.700 °C gedrückt werden. Hierbei würde auch Sauerstoff freigesetzt werden.
Unabhängig davon, auf welchen chemischen Pfaden genau der Wasserstoff bei diesem Unglück erzeugt wurde, steht fest, dass er das Ergebnis einer unbeabsichtigten Reaktorüberhitzung ist. Nachdem das Wasserstoffgas wie auch immer gebildet wurde, stieg es aufgrund seiner hohen Flüchtigkeit und seines niedrigen Eigengewichts rasch nach oben. Es konnte somit über geeignete Ventile oben aus dem Stahlbehälter abgelassen werden. Diese Freisetzung schien notwendig geworden zu sein, um einen Überdruck im Reaktorbehälter zu verhindern.
Wie den bisherigen Meldungen zu entnehmen ist, wurde in den Reaktorbehältern der Gebäude 1 und 3 Wasserstoff gezielt abgelassen, um somit für einen Druckabbau zu sorgen. Außerhalb des Stahlbehälters vermischte sich dieses Gas dann mit dem Luftsauerstoff, so dass ein zündfähiges Gemisch entstand, das sich entzündete und die Gebäudehüllen der Gebäude 1 und 3 absprengte.
Der Stahlbehälter von Reaktor 2 scheint infolge von herab fallenden Gebäudeteilen defekt zu sein. Infolge der dort ebenfalls herrschenden hohen Temperaturen könnte es hier im Inneren des Stahlbehälters zur Bildung eines zündfähigen Gemisches kommen.
Zur Entzündung von Wasserstoff kommt es erst dann, wenn erstens Sauerstoff vorhanden ist, sich zweitens ein zündfähiges Wasserstoff-Sauerstoff-Gemisch gebildet hat und drittens ausreichend Zündenergie zugeführt wird.
Das gesamte Kernkraftwerk Fukushima I verfügt über eine elektrische Bruttoleistung von 4.696 Megawatt, deutlich mehr als deutsche Kraftwerke. Ähnliche Reaktortypen (Siedewasserreaktor) stehen in Deutschland in Brunsbüttel (Bruttostromleistung: 806 MW), Isar 1 (912 MW) und Philippsburg 1 (926 MW). Die Anlage in Krümmel bei Hamburg ist vom gleichen Typ aber leicht modifiziert und größer (1.402 MW).
Schritt für Schritt werden immer mehr Elektroautos auf die Straße gebracht. So zum Beispiel in der Bundeshauptstadt, wo Ende Januar 2011 insgesamt fünf neue elektrisch betriebene Paketfahrzeuge ihren Betrieb im Kurier-, Express- und Paketdienst aufnahmen. Die Deutschen Post (DHL) greift dabei auf drei mit Natriumchlorid-Nickel-Batterien ausgestattete Fahrzeuge zu, so genannte Daily Electrics. Diese 3,5-Tonner basieren auf dem Daily 35 S von Iveco und verfügen über einen wassergekühlten Drehstrom-Asynchronmotor (Nennleistung: 30 kW). Die Spedition Meyer & Meyer setzt auf zwei 11-Tonner, die von dem niederländischen Fahrzeughersteller AGV umgerüstet wurden.
Die Fahrzeuge gehören zum Projekt E-Stadtlogistik, das Teil der „Modellregion Elektromobilität Berlin/Potsdam“ ist (s. HZwei-Heft Apr. 2010). Mit ihnen soll der Alltagseinsatz im Zustelldienst erprobt werden. Dazu gehören auch die Freigabe des nächtlichen Lieferverkehrs und die Nutzung spezieller Fahrspuren für Elektrofahrzeuge. Peter Ramsauer, Bundesminister für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung, überreichte die Förderbescheide über insgesamt 1,3 Mio. Euro an DHL, Spedition Meyer & Meyer sowie die Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung und erklärte, dass damit jetzt sämtliche der rund 200 Einzelprojekte in den acht Modellregionen angelaufen seien. Kaufanreizen erteilte er erneut eine Absage: „Unsere Steuermilliarden investiere ich lieber in den Erhalt der Infrastruktur, denn was nützt mir das beste Elektroauto, wenn es über marode Straßen holpert?“ Dem entgegnete Daimler-Entwicklungsvorstand Thomas Weber laut Nachrichtenagentur dpa-AFX: „Ohne Marktanreizsysteme wird das Ziel, bis 2020 eine Million Autos auf Deutschlands Straßen zu haben, nicht erreichbar sein.“
Ein weiterer Praxistest in Berlin läuft seit Mitte Februar 2011 mit Almuth Hartwig-Tiedt, der Staatssekretärin in der Senatsverwaltung für Wirtschaft, Technologie und Frauen. Sie testet für drei Monate die Alltagstauglichkeit eines Stromos als Elektro-Dienstwagen. In einem Blog berichtet die Staatssekretärin in dieser Zeit über ihre Erfahrungen – und einige Probleme innerhalb der ersten Tage (http://blog.emo-berlin.de). Gernot Lobenberg, Leiter der Berliner Agentur für Elektromobilität eMO, erklärte:„Der aktuelle Feldversuch wird uns wichtige Informationen über Praxistauglichkeit von Elektroautos und die entsprechende Infrastruktur in Berlin liefern.“
Der Ausstieg der Friedrichshafener Tognum AG aus dem Brennstoffzellengeschäft ist von der BZ-Szene als negatives Signal bewertet worden. Der Vorsitzende des Deutschen Wasserstoff- und Brennstoffzellen-Verbandes (DWV) Dr. Johannes Töpler sagte Mitte Februar während der Jahrespressekonferenz in Berlin: „Das ist ein herber Rückschlag für die Branche.“ Er nannte diesen Schritt eine „kleine Katastrophe“, fügte jedoch hinzu: „Man muss auch mit Rückschlägen leben.“
Anfang Dezember 2010 waren aus Berlin noch Forschungsgelder für die Weiterentwicklung dieser Technologie bewilligt worden, weil glaubhaft die Weiterverfolgung der MCFC-Technik beteuert worden war. Diese Bewilligung wurde mittlerweile aber zurückgerufen, hieß es aus der Hauptstadt. Auf Nachfrage der HZwei-Redaktion stellte ein Tognum-Sprecher klar, dass diese Unternehmensentscheidung allein aus wirtschaftlicher Sicht getroffen worden sei. Er sagte: „Das heißt nicht, dass diese Technik tot sein muss.“ Weiterhin erklärte er, dass die Tognum-Gruppe schon im Jahr 2010 sehr aktiv nach Kooperations- und auch Verkaufsmöglichkeiten für MTU Onsite Energy gesucht habe, sich letztlich aber alle Hoffnungen zerschlagen hätten.
Von Gewerkschaftsseite kam heftige Kritik an der Entscheidung des Aufsichtsrates, da nun 93 Arbeitsplätze in einer zukunftsträchtigen Technikbranche wegzufallen drohen. Lilo Rademacher, erste Bevollmächtigte der IG Metall Friedrichshafen-Oberschwaben, sagte, ein Technologiekonzern wie die Tognum AG, der die Eigenentwicklung der Brennstoffzelle nicht zur Serienreife bringe, sondern diese Zukunftstechnologie einfach aufgebe, scheine wohl eher von kurzfristigen Aktionärsinteressen geleitet zu sein als von Perspektiven für die eigene Zukunft.
Tognum hatte Ende Dezember 2010 mitgeteilt, dass sie ihre Brennstoffzellenaktivitäten zur Weiterentwicklung von stationären Hochtemperatursystemen beendet.
Die Doppelverstaltung, die mit dem „Batterietag NRW“ sowie dem Kongress „Kraftwerk Batterie“ vom 28. Februar bis 2. März 2011 stattfand, war ein voller Erfolg: 550 Batteriexperten waren nach Aachen gekommen und waren begeistert. Veranstalter waren das Haus der Technik, EnergieForschung.NRW, EnergieRegion.NRW und NanoMikro+Werkstoffe.NRW. Unterstützt wurden beide Termine u.a. von der HZwei.
„Das Thema Batterien ist für die Elektromobilität von herausragender Bedeutung“, sagte Tagungsleiter Prof. Sauer von der RWTH Aachen. Er ergänzte noch: „Mit der Entwicklung leistungsfähigerer und preiswerterer Batterien steht und fällt das ganze Projekt E-Mobility.“ Einige Referenten auf der Tagung Kraftwerk Batterie stellten die Batterie sogar auf die gleiche Stufe mit dem Verbrennungsmotor.
Bei der Batterietechnik ist das Rennen um die Technologieführerschaft gerade voll entbrannt. Was in Deutschland getan werden muss, um vorne mit dabei zu sein, wurde ausführlich diskutiert. Die Veranstaltungen gaben zudem einen umfassenden Einblick in den Stand der Technik und die aktuellen Entwicklungen im Bereich Batterien für die Elektromobilität. Entlang der gesamten Wertschöpfungskette der Batterietechnologie, Automobilelektrifizierung und Netzeinbindung diskutieren internationale Fachleute die technischen Innovationen und visionären Nutzungsmöglichkeiten neuartiger Batteriekonzepte in Fahrzeugen und anderen Anwendungen in den sich schnell entwickelnden Märkten. „Unter der Vielzahl der Veranstaltungen zum Thema E-Mobilität und Batterietechnologie ist die HDT-Tagung `Kraftwerk Batterie` sicherlich ein Highlight, vor allem auch was die Qualität und Relevanz der Redebeiträge angeht.“ so ein Teilnehmer. „Außerdem waren alle wichtigen Firmen und Ansprechpartner aus der Branche vertreten“. Eine umfangreiche Posterausstellung rundete das Programm ab.
Der nächste Termin steht bereits fest: vom 5. bis 7. März 2012 in Münster. Dann liegen die Ergebnisse der zahlreichen, durch die Bundesregierung angestoßenen, Forschungsprojekte vor. Ein guter Grund, den neuen Termin im Auge zu behalten. www.battery-power.eu
Hydrogeit lädt Sie nach Hannover ein, damit Sie dort die weltweit größte Industriemesse erleben zu können. Alle HZwei-Abonnenten und Kunden des Hydrogeit Verlags erhalten kostenlose Fachbesucher-Tickets. Klicken Sie für die Reservierung einfach auf folgenden Link: www.hannovermesse.de/aktion2011?5s7b2
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Viel Spaß in Hannover wünscht die HZwei-Redaktion!
