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Beitrag von Sven Geitmann

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29. Februar 2024

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Titelbild: Stuart Jones

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Verzögert sich das exponentielle Wachstum weiter?

Fuel Cell Industry Review 2022

Die Zahl der Brennstoffzellenlieferungen hat sich im Jahr 2022 nur mäßig gegenüber 2021 erhöht, obwohl letzteres ein bemerkenswertes Jahr war: Als die Megawatt-Zahlen von 2021 die von 2020 um mehr als 70 Prozent übertrafen, glaubten wir endlich den erwarteten Aufschwung zu sehen – ganz im Sinne des sogenannten Hockeyschläger-Musters, bei dem der Anstieg erst moderat, dann aber exponentiell verläuft. Doch die Struktur der Branche – und ihre Abhängigkeit von einigen wenigen Akteuren für den Großteil der Lieferungen – führt vielmehr zu einem Wachstum in Schüben.

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Der achte Jahresbericht von E4tech über die Brennstoffzellenindustrie zeigt, dass im Jahr 2021 knapp 86.000 Einheiten oder etwas mehr als 2.300 MW ausgeliefert wurden, obwohl die COVID-Pandemie immer noch über den Märkten schwebte. Dieses rasante Wachstum war jedoch größtenteils auf die Aktivitäten der beiden Fahrzeughersteller Hyundai und Toyota zurückzuführen, auf die zusammen über 70 Prozent der Leistung entfielen. Ohne Berücksichtigung dieser beiden Hersteller ging das Wachstum nur langsam, aber sicher weiter.

E4tech ist jetzt Teil von ERM, und das Team recherchiert und schreibt weiterhin seinen Lagebericht. Der neunte Brennstoffzellenindustrie-Überblick (Fuel Cell Industry Review – FCIR) zeigt, dass die Zahl der Auslieferungen im Jahr 2022 ähnlich hoch war wie im Vorjahr – wobei das anhaltende, aber langsame Wachstum weiterhin von Hyundai und Toyota angeführt wurde, die immer noch für mehr als 60 Prozent der MW-Lieferungen verantwortlich waren, sowie von Brennstoffzellenbussen und -lastwagen in China. Wir schätzen, dass im Jahr 2022 fast 89.200 Brennstoffzellen ausgeliefert wurden, was einer Leistung von fast 2.500 MW entspricht.

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Analyse nach Regionen

Bei den Fahrzeugen (die mit 85 % aller Lieferungen nach Megawatt bei weitem den größten Anteil ausmachten) war ein Großteil der Nachfrage auf China und Südkorea beschränkt. In China wurden über 4.150 Einheiten für alle Mobilitätsarten ausgeliefert (einschließlich Gabelstapler, die in dem Land langsam in Fahrt kommen), während in Südkorea fast 10.400 Einheiten in Betrieb genommen wurden, vor allem der Nexo von Hyundai. Zusammen mit den 831 Toyota Mirai, die in den japanischen Heimatmarkt geliefert wurden, entfielen auf Asien nun rund 15.600 Einheiten für den Transportmarkt, was 17 Prozent der weltweiten Brennstoffzellenlieferungen entsprach. Aber noch beeindruckender ist, dass rund 1.500 MW (60 %) der gelieferten Leistung auf Asien entfielen.

Hyundai profitiert insbesondere von der 50-prozentigen Subventionierung von Brennstoffzellenfahrzeugen in Südkorea. Südkorea ist jetzt auch der größte Einzelmarkt für große stationäre Anlagen in KWK- und Grundlastbetrieb. Die Lieferungen von stationären Anlagen in das Land stiegen von 147 MW im Jahr 2021 auf 196 MW im Jahr 2022 (8 % der weltweiten MW-Zahl). Diese Zahlen verdeutlichen die Bedeutung Südkoreas für den Absatz von Brennstoffzellen – und darüber hinaus die Schlüsselrolle einer nachhaltigen Politik sowie von Subventionen, die den Brennstoffzellenunternehmen und OEMs helfen, ihr Volumen zu steigern.

Unter Berücksichtigung des Ene-Farm-Programms entfielen auf Asien in allen Märkten (stationär, mobil und tragbar) 60.850 Einheiten (zwei Drittel der weltweiten Lieferungen) und 1.770 MW (71 % der weltweiten Lieferungen). Hinter Asien lag Nordamerika mit etwa 14.550 Brennstoffzellenlieferungen (fast 485 MW oder 19 % der weltweiten Lieferungen in Megawatt), angeführt von Toyota und Bloom Energy, die in die Vereinigten Staaten liefern. Auf Europa entfielen im Jahr 2022 etwa 13.250 Brennstoffzellenlieferungen, gegenüber knapp über 14.000 Einheiten im Jahr 2021.

Der Rückgang der Stückzahlen ist auf das Auslaufen des PACE-Projekts und die unmittelbar bevorstehende Einstellung der KfW-433-Förderung in Deutschland zurückzuführen. In Megawatt stieg die Zahl leicht an, von korrigierten 204 MW im Jahr 2021 auf 228 MW im Jahr 2022, was etwa neun Prozent des Weltmarktes entspricht. Die Lieferungen von Brennstoffzellenfahrzeugen nach Europa sind aufgrund der geringen Subventionen der nationalen Regierungen niedriger als in Asien und den USA.

Analyse nach Anwendungsbereichen

Brennstoffzellen für die Mobilität, vor allem für Autos, dominieren weiterhin die Gesamtzahl. Über alle Mobilitätsarten (einschließlich Gabelstapler) hinweg fielen 2022 85 Prozent der Lieferungen (2.100 MW) in diese Kategorie, 150 MW mehr als 2021. Bei den Einheiten entfielen 35 Prozent der Lieferungen im Jahr 2022 auf die Mobilität, was einen leichten Rückgang gegenüber 2021 bedeutet. Die Botschaft lautet also, dass der Transportsektor wächst, aber auch andere Brennstoffzellenmärkte wachsen.

Der nächstgrößere Beitrag zu den Fahrzeugauslieferungen kommt aus China, wo 2022 ein Rekordwert von 3.789 Einheiten (Busse und Lkw) ausgeliefert wurde. Zusammen steuerten diese schätzungsweise 387 MW zur Gesamtzahl im Jahr 2022 bei.

Während im Jahr 2022 fast 1.000 Brennstoffzellenbusse nach China geliefert wurden, kamen in Europa nur 99 Zulassungen hinzu. Nach Angaben von Calstart wurden 2022 in den USA 82 neue Brennstoffzellenbusse in Betrieb genommen, hauptsächlich in Kalifornien. Außerhalb Chinas waren die Auslieferungen von Brennstoffzellen-Lkw im Jahr 2022 weltweit noch sehr gering. Das könnte sich angesichts der Geschäftspläne von cellcentric, Plastic Omnium, Hyzon und anderen ändern.

Brennstoffzellen für Schiffe und für die Luftfahrt werden weiterhin erforscht, wobei der Schwerpunkt jetzt mehr auf dem Antrieb als auf Bord- (Hotelbetrieb) oder Hilfsenergie liegt. Gabelstapler sind weiterhin eine wichtige Anwendung für Brennstoffzellen, auch wenn 2022 weniger Einheiten ausgeliefert wurden (über 9.650 Einheiten) als 2021 (über 13.400 Einheiten). Primärenergie und Kraft-Wärme-Kopplung machen einen großen Teil der verbleibenden Nachfrage aus – sowohl in Stückzahlen als auch in MW.

Was die Stückzahlen betrifft, so dominiert nach wie vor die Mikro-KWK, wobei Japan mit seinem Ene-Farm-Programm führend ist. Laut ACE wurden im Jahr 2022 42.877 Anlagen installiert, über 3.000 Anlagen mehr als im Vorjahr. Außerhalb Japans und Europas ist die Zahl der ausgelieferten Mikro-KWK-Anlagen vernachlässigbar, was zeigt, wie wichtig die Politik der einzelnen Länder bei der Förderung von Brennstoffzellen ist.

Zusammengenommen trugen Primärenergie und KWK im gesamten Leistungsbereich 364 MW zu den Auslieferungen im Jahr 2022 bei, gegenüber 335 MW im Jahr 2021. Obwohl die Entwickler immer mehr Wert auf Brennstoffzellen zur Netzunterstützung und zur netzunabhängigen Stromversorgung legen, blieb der Absatz von Brennstoffzellen mit 14 MW (für beide Jahre) gedämpft.

Die Lieferungen von tragbaren Brennstoffzellen (einschließlich kleinerer portabler APUs mit einer Leistung von weniger als 20 kW) stiegen von knapp über 6.000 Einheiten im Jahr 2021 auf fast 8.000 Einheiten im Jahr 2022. Diese wurden weltweit geliefert, aber die meisten gingen in die europäischen und nordamerikanischen Industrie- und Verbrauchermärkte.

Auslieferungen nach Brennstoffzellentyp

PEM übertrifft weiterhin die anderen Brennstoffzellentypen bei den Auslieferungen, sowohl in Bezug auf das Volumen als auch auf die MW-Leistung. Von den fast 90.500 Brennstoffzellen, die im Jahr 2022 ausgeliefert wurden, waren über 55.000 PEM. Nach Megawatt verzeichneten PEM-Brennstoffzellen 2.151 MW, was 86 Prozent des gesamten Liefervolumens entspricht.

Die Hochtemperatur-PEM, die im Allgemeinen eher Methanol als Wasserstoff als Brennstoff verwendet, wächst weiter, angeführt von Advent Technologies. Obwohl sie derzeit noch einen Bruchteil aller PEM-Anlagen ausmacht, werden die Auslieferungen angesichts der verbesserten Logistik und der durch den Methanol-Kraftstoff ermöglichten längeren Laufzeiten noch stärker zunehmen. DMFC (Direktmethanol) hatten ein gutes Jahr mit fast 8.000 ausgelieferten Einheiten im Jahr 2022, hauptsächlich von SFC Energy.

SOFC (Solid Oxide) wuchsen auf fast 27.000 Einheiten im Jahr 2022 (hauptsächlich Mikro-KWK, nach Anzahl). Die MW-Zahl stieg von 207 im Jahr 2021 auf 249 im Jahr 2022. Dies ist größtenteils auf den stärkeren Absatz von Bloom Energy zurückzuführen. Die Auslieferungen von PAFC (phosphorsauren Brennstoffzellen) gingen zurück, und während 2022 keine neuen MCFC (Schmelzkarbonat)-Systeme platziert wurden, produziert FuelCell Energy weiterhin erhebliche Mengen an Stacks für die Modernisierung von ausgelieferten Systemen.

Die Auslieferungen von AFC-Systemen (alkalische Systeme) stiegen auf über 100 Einheiten im Jahr 2022 und liegen damit trotz des geringeren Kostenpotenzials sowohl für den Brennstoffzellenstapel als auch für die Wasserstoffreinheit weit hinter den anderen Brennstoffzellentypen zurück.

Zusammenfassung

Das Jahr 2022 war ein gutes Jahr für Brennstoffzellen. Obwohl die Lieferungen in einige wenige Länder von einigen wenigen Hauptlieferanten dominiert werden, beginnen wir endlich, Lieferungen nach Australien und Südamerika zu sehen, was durch das größere Interesse an Wasserstoff im Allgemeinen begünstigt wird. Auch wenn das Interesse hilfreich ist, müssen die Brennstoffzellen noch die Schwelle der hohen Kapitalkosten und (bei wasserstoffbetriebenen Einheiten) die hohen Kraftstoffpreise überwinden. Dies geschieht allmählich durch große Veränderungen in der Zuliefererlandschaft, die IPCEI-Initiative in Europa, erhebliche Kapazitätserweiterungen in der Brennstoffzellenproduktion und den Inflation Reduction Act in den USA.

Aber die Botschaft bleibt weiterhin dieselbe: Es bedarf noch einer nachhaltigen Unterstützung durch die Regierungen, damit Brennstoffzellen die Energiewende voll unterstützen können. Einige Brennstoffzellenunternehmen richten ihre Konzepte und ihr technisches Wissen nun auch auf die Elektrolyse aus, um den Markt, und damit den „Hockeyschläger“, voranzutreiben.

Der ERM-Rückblick, eine Zusammenfassung der Aktivitäten des Jahres sowie eine Analyse der Brennstoffzellenlieferungen nach Region, Typ und Anwendung im Jahresvergleich, ist unter http://FuelCellIndustryReview.com verfügbar. Die Ausgabe 2022 ist zwar verspätet, steht aber kurz bevor. Wir möchten uns bei allen Lieferanten von Brennstoffzellen bedanken, die uns jedes Jahr die Lieferzahlen zur Verfügung stellen, die unsere Analyse untermauern.

Megawatt Kopie
Auslieferungen nach MW

Shipment Kopie
Auslieferungen nach Einheiten (in 1.000 Stück)

Autor: Stuart Jones, ERM, London, Großbritannien
David Hart, ERM, Lausanne, Schweiz

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