Vorwort fĂŒr das Buch: Energiewende 3.0 mit Wasserstoff und Brennstoffzellen

Klaus Bonhoff

Herr Dr. Klaus Bonhoff, studierte Maschinenbau an der RWTH Aachen und an der ENSTA, Paris, Frankreich. Nach seiner Promotion zum Dr.-Ing. an der RWTH Aachen arbeitete er in der Forschungszentrum JĂŒlich GmbH, bei der Ballard Power Systems GmbH und bei der DaimlerChrysler AG. Er war Sprecher der GeschĂ€ftsfĂŒhrung der NOW GmbH Nationale Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie bevor er im August 2019 zum Abteilungsleiter Grundsatzangelegenheiten im Bundesministerium fĂŒr Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) berufen wurde. Herr Dr. Bonhoff ist in NebentĂ€tigkeit Lehrbeauftragter an der Technischen UniversitĂ€t Hamburg (TU HH) und Mitglied in verschiedenen BeirĂ€ten.

Vorwort

Wasserstoff und Brennstoffzellen sind seit langem bekannte Technologien – ihre AktualitĂ€t und Relevanz ist heute insbesondere vor dem Hintergrund der Energiewende höher denn je. Im Verkehr und in der stationĂ€ren Energieversorgung, in der Industrie wie zu Hause erwartet der Kunde eine zuverlĂ€ssige und kostengĂŒnstige Bereitstellung von Antriebsenergie, Strom und WĂ€rme. Angesichts der AbhĂ€ngigkeit von fossilen EnergietrĂ€gern und deren steigender Preise sowie angesichts der energie-, klima- und industriepolitischen Herausforderungen ist die Nutzung innovativer Technologien – eingebettet in ganzheitlich optimierte Systeme – unabdingbar.

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Die Energiewende, also die Steigerung der Energieeffizienz und der schrittweise Umbau der Energieversorgung weg von fossilen und hin zu erneuerbaren Energien, wird in Deutschland von einem breiten gesellschaftlichen Konsens getragen. Die Nutzung heimischer regenerativer Energiequellen verringert die AbhÀngigkeit von fossilen Energieimporten, erhöht den Anteil inlÀndischer Wertschöpfung, ermöglicht deutliche Effizienzgewinne sowie die Reduktion klimaschÀdlicher Gase.

Allerdings bringt der Ausbau der erneuerbaren Energien auch Herausforderungen mit sich. Ein zentraler Punkt ist die Einbindung stark wachsender Mengen unregelmĂ€ĂŸig anfallenden Wind- und Solarstroms in die Verkehrs- und Energiewirtschaft. Die AufnahmekapazitĂ€ten der bestehenden Netze sind damit ĂŒberfordert, und auch der diskutierte notwendige Ausbau der Netze wird angesichts der zu erwartenden hohen Leistungen nicht ausreichen. Das Energiesystem muss sich von zentralen Strukturen, in denen bedarfsgerecht Energie bereitgestellt wird, wandeln zu einem eher dezentralen System, in dem das Energieangebot (aus erneuerbaren Quellen) und der Bedarf voneinander entkoppelt sind. Im Verkehrssektor ist die Nutzung erneuerbarer Energiequellen als Kraftstoff unabdingbar, um das langfristige Ziel der Dekarbonisierung zu erreichen.

Wasserstoff als Energiespeicher und -trĂ€ger sowie Brennstoffzellen als hocheffiziente Energiewandler, die heute an der Schwelle zur Kommerzialisierung stehen, sind SchlĂŒsseltechnologien fĂŒr ein neues Energiekonzept. VielfĂ€ltige DemonstrationsaktivitĂ€ten im Rahmen des von der Bundesregierung geförderten Nationalen Innovationsprogramms Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NIP) belegen die Alltagstauglichkeit entsprechender Systeme.

So wird zum Beispiel Strom aus Wind oder Fotovoltaik per Elektrolyse zu Wasserstoff gewandelt und dann gespeichert. Die Machbarkeit und zunehmende Wirtschaftlichkeit von so genannten Wind-Wasserstoff-Systemen wird in Deutschland erfolgreich demonstriert. Der Wasserstoff kann als emissionsfreier Kraftstoff fĂŒr Brennstoffzellenfahrzeuge oder als CO2-freies Industriegas genutzt werden, er kann als großmaßstĂ€blicher Energiespeicher von fluktuierender erneuerbarer Energie genutzt und bei Bedarf rĂŒckverstromt werden oder er kann ins Erdgasnetz eingespeist werden.

Mit Blick auf die ElektromobilitĂ€t mit Brennstoffzelle und Wasserstoff sind die grundsĂ€tzlichen technologischen Herausforderungen in Bezug auf ZuverlĂ€ssigkeit und Performance von Brennstoffzellenfahrzeugen inklusive deren Betankung in wenigen Minuten ĂŒberwunden; die Erfahrungen der Clean Energy Partnership (CEP) zeigen, dass aus Kundensicht hier heute keine Abstriche gegenĂŒber herkömmlichen Fahrzeugen mehr gemacht werden. FĂŒhrende Automobilhersteller bereiten den Markteintritt ab 2015 vor. Gemeinsame Analysen der Industrie, beispielsweise im Rahmen von H2-Mobility, zeigen die zentrale Bedeutung von Brennstoffzellenfahrzeugen fĂŒr die zukĂŒnftige Verkehrswirtschaft auf und legen die Basis fĂŒr einen koordinierten Aufbau einer bedarfsgerechten Betankungsinfrastruktur fĂŒr Wasserstoff parallel zum Hochlauf der Fahrzeuge.

Die Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie nĂ€hert sich in Deutschland auch im Bereich der Hausenergie der MarkteinfĂŒhrung, die in Japan bereits in vollem Gange ist. Im NIP Leuchtturm-Projekt callux wird der Beweis gefĂŒhrt, dass BrennstoffzellenheizgerĂ€te auf der Basis von Erdgas eine effiziente und kostensparende Alternative in der Hausenergieversorgung werden können. Auf Basis dieser Erprobungen werden in weiteren, auch grenzĂŒberschreitenden Verbundvorhaben zusĂ€tzliche Erfahrungen gesammelt und der Markteintritt konzertiert vorbereitet. Andere Anwendungen von Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologien, die heute erfolgreich im Alltag erprobt werden, umfassen u.a. die netzunabhĂ€ngige Stromversorgung/Notstromaggregate, Spezialfahrzeuge z.B. im Umfeld von Lagerhallen oder FlughĂ€fen, portable Stromversorgung im professionellen und im privaten Umfeld oder auch Lösungen fĂŒr den Luft- und fĂŒr den Schiffsverkehr.

Die Technologiefelder rund um Produktion, Verteilung und Nutzung von Wasserstoff sowie die anwendungsspezifischen Herausforderungen an die Brennstoffzelle sind sehr vielfĂ€ltig. Die erfolgreiche EinfĂŒhrung entsprechender Produkte am Markt kann nur gelingen, wenn diese in der Gesellschaft auf Akzeptanz stoßen. Dazu sind in der jetzigen Phase der Marktvorbereitung die Verbreitung von Informationen und der Austausch mit Politik, Wirtschaft, Anwendern und der breiten Öffentlichkeit so wichtig. Hierzu leistet das vorliegende Buch „Wasserstoff und Brennstoffzellen“ einen aktuellen, umfassenden und kompetenten Beitrag.

Berlin, August 2012

Dr. Klaus Bonhoff

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