Der Hydrogeit Verlag feiert stolz sein 20-jähriges Bestehen als renommierter Fachverlag in der Welt der Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie. Im Jahr 2002 gegründet, begann die Reise unter der visionären Leitung von Maschinenbau-Ingenieur Sven Geitmann, der bereits 1997 eine Studienarbeit über „Wasserstoff als Kraftstoff für Fahrzeugantriebe“ verfasste.
20 Jahre Pionierarbeit in Wasserstoff und Brennstoffzellen: Geitmanns Leidenschaft und Engagement für Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie spiegeln sich in der langjährigen Geschichte des Verlags wider: Seit zwei Jahrzehnten sind wir bestrebt, die neuesten Entwicklungen, Innovationen und Erfolgsgeschichten und detailliertes Wissen für den gesamten H2– und BZ-Sektor zu teilen. Unser oberstes Anliegen ist es, objektive und unabhängige Berichterstattung zu gewährleisten, die unseren Lesern Vertrauen und Klarheit bieten.
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Herausragende Errungenschaften: Im Laufe der Jahre hat der Hydrogeit Verlag bedeutende Meilensteine erreicht. Das HZwei-Magazin erfreut sich immer größerer Beliebtheit, sowohl in digitaler Form als auch als hochwertige Printversion. Der Wasserstoff-Blog glänzt mit aktuellen Beiträgen und exklusiven Interviews. Und der Terminkalender bietet eine umfassende Übersicht über Veranstaltungen in der Wasserstoff- und Brennstoffzellenbranche. Das umfangreiche Branchenverzeichnis ist eine bewährte Ressource für Unternehmen und Experten. Die erstklassigen Google-Rankings, die die Inhalte einem breiten Publikum zugänglich machen, sind das Ergebnis langjähriger, engagierter Arbeit.
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Ein Blick zurück und in die Zukunft: Sven Geitmann, Gründer und Inhaber des Hydrogeit Verlags, erinnert sich an die Anfänge, als er persönlich Inhalte online stellte und sogar die ersten Auflagen seiner Bücher selbst gestaltete.
„Dafür musste ich noch stundenlang versuchen, mich per Modem auf dem Hochschulserver einzuloggen. Aber es hat sich gelohnt – und zum Glück muss ich heute nicht mehr alles selber machen. Wenn ich heute auf die vergangenen 20 Jahre zurückblicke, wird mir bewusst, wie weit wir gemeinsam gekommen sind. Dabei möchte ich betonen, dass dieser Erfolg nicht allein meiner Arbeit zu verdanken ist. Ein großartiges Team von Fachleuten und talentierten Autoren hat mich auf diesem Weg begleitet. Ihre Hingabe und Expertise sind unverzichtbare Bestandteile unserer herausragenden Berichterstattung und Informationsquellen.
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Wir sind dankbar für die Unterstützung unserer LeserInnen, AutorInnen und Mitarbeitenden und freuen uns auf weitere erfolgreiche Jahre im Dienst der Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie. Wir versichern, auch in Zukunft unser Bestes zu tun, um weiterhin hochwertige Inhalte bereitzustellen und die Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie voranzutreiben,“ erklärte Geitmann.
Der Anspruch der Landesmesse Stuttgart ist es, mit der hy-fcell ein internationales Branchen-Highlight auszurichten. In früheren Jahren war dem auch so, da war das damals noch f-cell genannte Symposium mit begleitender Ausstellung ein Anlaufpunkt für zahlreiche bekannte Vertreter der Wasserstoff- und Brennstoffzellen-Community. Mittlerweile gibt es jedoch andere Veranstaltungen, die weitaus größer und sehr viel internationaler sind, während auf der hy-fcell im September 2023 vorrangig regionale Unternehmen ausstellten.
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In der Vergangenheit war die f-cell insbesondere ein Kongress. Parallel dazu stellten einige Firmen ihre Produkte und Dienstleistungen aus. Dieses Verhältnis versucht die Landesmesse Stuttgart umzukehren, indem sie sich bemüht, mehr Firmen auf das Messegelände direkt am Flughafen zu locken.
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Gegenüber dem Vorjahr war dann auch ein gewisser Anstieg der Ausstellerzahlen zu verzeichnen. Insbesondere regionale Akteure aus dem industriestarken Umland nutzten die Gelegenheit, sich und ihre Produkte zu präsentieren. Natürlich waren auch ausländische Firmen vor Ort, aber verglichen mit der Hydrogen Technology Expo war deren Anteil eher überschaubar. Während in Bremen fast nur englisch gesprochen wurde, schwätzte man in Stuttgart vorrangig deutsch.
Die Bedeutung der Konferenz, die recht weit abgelegen abgehalten wurde, scheint merklich kleiner zu werden. Während der Eröffnungssession waren in dem großen Saal auffallend viele Stühle leer. In Gesprächen, die die HZwei-Redaktion mit Teilnehmenden führte, wurde zudem deutlich, dass der Erkenntnisgewinn und die Konferenzgebühren mehrheitlich als nicht angemessen aufeinander abgestimmt erachtet wurden.
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hy-fcell Award für ionysis
Bemerkenswert ist, dass der Innovationspreis für Wasserstoff und Brennstoffzellen, der hy-fcell Award, zum vierten Mal einem Team um Matthias Breitwieser verliehen wurde. Dieser mit insgesamt 30.000 Euro dotierte Preis wird jedes Jahr vom Land Baden-Württemberg, unterstützt von der Wirtschaftsförderung Region Stuttgart, dem Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg und der Messe Stuttgart, vergeben.
Dieses Mal war Breitwieser mit der ionysis GmbH (s. HZwei-Heft Apr. 2023) in der Kategorie Start-up angetreten. Das Jungunternehmen wurde 2022 als Spin-off der Universität Freiburg und der Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung gegründet und hat bislang 15 MitarbeiterInnen, die sich unter anderem darauf spezialisiert haben, Alternativen zu den sogenannten Ewigkeitschemikalien zu finden.
Die NachwuchswissenschaftlerInnen entwickelten Membran-Elektroden-Einheiten (MEAs), die ohne den Einsatz umweltschädlicher Fluorverbindungen – sogenannter PFAS (per- und polyfluorierte Chemikalien) – auskommen, und zwar ohne Leistungs- oder Kosteneinbußen. Sie ersetzten dafür das bisherige Standardmaterial Nafion durch Kohlenwasserstoffe. Bereits 2015, 2019 und 2022 hatte die Arbeitsgruppe „Elektrochemische Energiesysteme“ der Uni Freiburg sowie der Hahn-Schickard-Gesellschaft eine Auszeichnung erhalten.
Breitwieser (s. HZwei-Heft Okt. 2018 und Jan. 2016) erklärte gegenüber HZwei: „Der Preis hat eine hohe Bedeutung für uns – die damit verbundene Sichtbarkeit hat uns jedes Mal sehr geholfen: 2015 mit unserer kleinen akademischen Forschungsgruppe, die sich gerade erst geformt hatte, und als wir noch Doktoranden waren; 2019, da damals Severin Vierrath und ich die Arbeitsgruppe von unserem Vorgänger Simon Thiele übernommen hatten und mit dem Preis den ersten publikumswirksamen Nachweis von eigener erfolgreicher akademischer Arbeit bekommen haben, und natürlich 2023 jetzt mit der ersten eigenen Ausgründung. Ich hoffe, der Preis landet noch ein paar Mal in Freiburg.“
Weitere Preise gingen an das Institut für Fahrzeugkonzepte des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) sowie die Robert Bosch GmbH. Interessant war hierbei das Bekenntnis von Bosch, sich vom Brennstoffzellenheizgerät für Einfamilienhäuser zu verabschieden und mit dem neuen 100-kW-SOFC-System bis in den Megawattbereich vorstoßen zu wollen.
Start-ups stehen für Innovation – für JungunternehmerInnen, die mit disruptiven Ideen neue Produkte oder Dienstleistungen in die Welt bringen. Ihnen gemein ist, dass sie Geld für die Gründungs- und Markthochlaufphase benötigen. Aber woher nehmen, wenn nicht stehlen? Investoren sind da nicht nur hilfreich, sondern geradezu notwendig, um Ideen realisieren zu können. Damit Start-ups und Investoren zueinander finden, gibt es verschiedene Akteure und unterschiedliche Veranstaltungsformate, so wie H2UP, die am 20. Juni 2023 in Essen die Hydroverse Convention veranstaltet haben.
Die Location war kolossal: das Colosseum Theater im Essener Westviertel – eine ehemalige Industriehalle der Friedrich Krupp AG. Abgesehen von der angekündigten nordrhein-westfälischen Wirtschaftsministerin Mona Neubaur waren über 350 InvestorInnen, EntwicklerInnen und EntscheiderInnen aus der europäischen Wasserstoffwirtschaft erschienen.
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Im Mittelpunkt standen die insgesamt 20 anwesenden Start-ups, von denen sich zwölf an einem Wettbewerb beteiligten, bei dem sie ihre Ideen in kurzen Pitches präsentierten und Fragen einer Jury beantworteten. Vom Ein-Mann-Unternehmen bis zum europäischen Bushersteller waren unterschiedlichste Akteure vertreten.
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Als Sieger aus diesem männerdominierten Pitch ging die einzige Frau hervor: Flore de Durfort (s. Foto). Als CEO und Mitgründerin von Point Twelve präsentierte sie souverän und charmant, wie sie mit ihren PartnerInnen dazu beitragen kann, möglichst zügig und einfach Wasserstoffprodukte weitestgehend automatisch zertifizieren zu lassen. De Durfort erläuterte gegenüber HZwei: „Die IoT- und SaaS-Plattform von Point Twelve ermöglicht es Herstellern energieintensiver Güter, ihre Produktion einfach und kontinuierlich als grün zu zertifizieren und zu monetarisieren. Durch die Automatisierung alter, manueller, intransparenter und nicht skalierbarer Zertifizierungs- und Verifizierungsprozesse sparen wir bis zu 90 Prozent Zeit im Prozess und schaffen Vertrauen in grüne Produkte.“
Weiter erklärte sie: „Der anfängliche Schwerpunkt liegt auf der Zertifizierung von nachhaltigen Gasen und Kraftstoffen, insbesondere aus grünem, erneuerbarem Strom und Wasserstoff. Wir haben uns bewusst dafür entschieden, mit der Wasserstoffzertifizierung zu beginnen – einem Kernstück der industriellen Dekarbonisierung, bei dem die Probleme rund um die Zertifizierung und die Bereitschaft zum Outsourcing am größten sind.“
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Organisiert wurde die Hydroverse Convention von der H2UP GmbH, einem Essener Acht-Personen-Unternehmen, das sich insbesondere der Verknüpfung von Firmen, Hochschulen, Forschungsinstituten und Investoren verschrieben hat. Unterstützt wird es vom Wirtschaftsministerium Nordrhein-Westfalen sowie den inzwischen vier Anteilseignern OGE, RAG Stiftung, TÜV Süd und DLR.
Allgemeine Innovationstrends entlang der H2-Wertschöpfungskette
Wasserstoff ist das häufigste chemische Element im Universum und birgt seit vielen Jahren das Potenzial, eine bedeutende Rolle bei sauberen Energielösungen einzunehmen. Sein großes Vorkommen und seine sauberen Verbrennungsprodukte würden vermuten lassen, dass Wasserstoff der ideale Kandidat ist, um uns von der Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu befreien. Wenn es jedoch darum geht, seine Tauglichkeit als saubere Energiequelle zu bewerten, muss man die gesamte Wertschöpfungskette betrachten. Diese kann in drei Hauptbereiche unterteilt werden: Produktion, Speicherung sowie Verteilung und Endanwendung. Das Europäische Patentamt (EPO) und die Internationale Energieagentur (IEA) haben kürzlich einen Bericht zur Analyse globaler Innovationstrends entlang H2-Wertschöpfungsketten veröffentlicht. Die bestehenden und neuen Technologien, die den einzelnen Phasen der Wertschöpfungskette entsprechen, sind in der folgenden Abbildung zu sehen, die dem EPO/IEA-Bericht entnommen wurde.
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Heute werden rund 95 Prozent des Wasserstoffs aus fossilen Energiequellen über Prozesse wie Erdgasreformierung gewonnen. Dieser Prozess erfordert nicht nur weiterhin fossile Brennstoffe als Rohstoff, sondern auch einen hohen Einsatz von Energie, die meist ebenfalls aus fossilen Brennstoffen gewonnen wird.
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Produktion
Die Elektrolyse ist eine alternative Methode zur Wasserstoffproduktion, die keine fossilen Brennstoffe als Rohstoff benötigt, zurzeit jedoch nur einen sehr geringen Anteil der weltweiten Produktion ausmacht (ca. 0,04 % im Jahr 2021). Dieser Prozess nutzt Elektrizität, um Wassermoleküle in Wasserstoff und Sauerstoff zu spalten. Die Elektrolyse erscheint zwar vielversprechend, jedoch liegt die durchschnittliche Effizienz dieses Prozesses nur bei rund 75 Prozent. Zudem werden für mehr als 99 Prozent der gesamten Wasserstoffproduktion mittels Elektrolyse nicht-erneuerbare Energiequellen genutzt.
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Die globale Trendanalyse von EPO/IEA zeigt auf, dass im Zeitraum von 2011 bis 2020 der größte Teil der wasserstoffbezogenen Patente auf Technologien zur Wasserstoffproduktion entfiel. Technologien, die in Bedenken bezüglich des Klimawandels begründet sind, generierten 2020 nahezu 90 Prozent der Internationalen Patentfamilien (IPF) im Zusammenhang mit Wasserstoffproduktion. Mit einem starken Fokus auf der Dekarbonisierung der Wasserstoffproduktion gab es eine deutliche Zunahme von Patenten in Bezug auf die Elektrolyse und einen deutlichen Rückgang der Patentanmeldungen für die Wasserstoffproduktion aus fossilen Brennstoffen (s. Abb. 2).
IPF-Trends bei Technologien zur Wasserstofferzeugung, 2001 bis 2020
Durch die hohen Erdgaspreise hat sich das Wirtschaftsklima zugunsten des emissionsarmen Wasserstoffs aus Elektrolyse verlagert, der so für weitere Investitionen interessant geworden ist. Weitere Innovationen werden auch notwendig sein, um eine emissionsarme Wasserstofferzeugung aus erneuerbaren Energiequellen zu ermöglichen. Obwohl zurzeit bereits mehrere Elektrolysetechnologien mit stark unterschiedlicher technischer Reife entwickelt werden, gibt es nach wie vor keinen Konsens über eine bevorzugte Lösung.
Speicherung und Verteilung
Reiner Wasserstoff wird zurzeit als Gas in Pipelines und Tube-Trailern oder in flüssiger Form in Kryobehältern transportiert. Um das Potenzial von Wasserstoff als Brennstoff voll auszuschöpfen, sind effiziente, standardisierte und kostengünstige Methoden für die Speicherung und den Transport zwingend erforderlich.
Bei der Speicherung und beim Transport von Wasserstoff gibt es viele Herausforderungen, zum Beispiel das hohe Gewicht und Volumen der Speichersysteme, Energieverluste in Verbindung mit Kompression und Verflüssigung und die Haltbarkeit von Speichersystemen. Patentanmeldungen im Bereich Wasserstofftransport und -speicherung zeigen einen starken Fokus auf die Infrastruktur zur Unterstützung der Wasserstoffaufnahme (s. Abb. 3).
Patenttrends bei Technologien zu Wasserstoffspeicherung, -verteilung und -umwandlung (IPF, 2001 bis 2020)
Anders als im Bereich der Wasserstoffproduktionstechnologien machen Universitäten und Forschungseinrichtungen nur einen geringen Anteil der Patentanmeldungen für die Speicherung und den Transport von Wasserstoff aus. Dies lässt vermuten, dass dieser Teil der H2-Wertschöpfungskette hauptsächlich auf ausgereiften Technologien mit dem Schwerpunkt auf inkrementeller Innovation basiert. Einige neue Technologien, wie die Nutzung von flüssigen organischen Wasserstoffträgern oder synthetischem Methan, bergen jedoch das Potenzial für einen künftigen breiteren Einsatz.
Neue Anwendungen
Während sich dieser Artikel hauptsächlich auf Wasserstoff als alternativen Brennstoff konzentriert, wird die Wasserstoffnachfrage vor allem von der chemischen Industrie angetrieben, wobei rund 75 Prozent für die Ammoniakproduktion und etwa 25 Prozent für die Methanolproduktion bestimmt sind. Innovationen im Wasserstoffsektor, beschleunigt durch den Wunsch nach sauberer Energie, werden wahrscheinlich zu einer höheren Effizienz der bestehenden H2-Wertschöpfungskette führen und somit die CO2-Emissionen der gesamten Industrie reduzieren.
Neue Wasserstoffanwendungen und Patentanmeldungen sind stark auf den Transport fokussiert. Dabei gibt es seit 2001 mehr IPF für Wasserstoffanwendungen im Automobilbereich als für alle anderen neuen Wasserstoffanwendungen zusammen. Brennstoffzellen scheinen die ausgereifteste Technologie für wasserstoffbetriebene Transportmittel zu sein, was sich bereits in einer gewissen Marktakzeptanz niederschlägt. Alternativen wie H2-Verbrennungsmotoren sind nachweislich leistungsfähig und hinken der Reife der Brennstoffzelltechnologie leicht hinterher.
Wasserstoffbetriebene Lösungen für den Straßen- und Schienenverkehr sind weiter entwickelt als jene für den Lufttransport. Dabei stellen die Skalierbarkeit und Masse an Wasserstoffspeichern weiterhin Herausforderungen im Luftfahrtsektor dar. Die Patentanmeldungen bei Wasserstoffanwendungen zeigen einen starken Fokus auf den Automobilsektor (s. Abb. 4).
Patenttrends bei Wasserstoff-Endanwendungen (IPF, 2001 bis 2020)
Schwierigkeiten bereiten nach wie vor die Wasserstoffspeicherung im Fahrzeug sowie die Umwandlung der chemisch in Wasserstoff gespeicherten Energie in Antriebskraft. Im Automobil- und Luftfahrtsektor dominieren Patentanträge für Antriebssysteme. Insbesondere machen H2-Brennstoffzellen einen beträchtlichen Anteil der Innovationen der letzten zehn Jahre aus. In der Luftfahrt eignen sich Brennstoffzellen voraussichtlich eher für Kurzstreckenflüge. Bei Langstreckenflügen werden die höhere Turbinenleistung und Energiedichte von wasserstoffbasierten Kraftstoffen vermutlich eine höhere Leistung als die Kombination aus Brennstoffzelle und Motor bieten.
Wohin führt der Weg?
Die globale Trendanalyse von EPO/IEA zeigt deutlich, dass Wasserstoff weltweit ein Innovationsschwerpunkt bleibt. Um das Potenzial von Wasserstoff als saubere Energiequelle der Zukunft voll auszuschöpfen, sind Innovationen in der gesamten Wertschöpfungskette erforderlich, die effiziente, kostengünstige und nachhaltige Verfahren von der Produktion bis zur Endanwendung sicherstellen können.
Wir alle setzen darauf, dass Innovatoren die Technologien liefern, die den Weg für Wasserstoff als Energie der Zukunft ebnen. Investitionen in neue Technologien sind für den weiteren kommerziellen Erfolg entscheidend. Mehr als 80 Prozent der in der Spätphase getätigten Investitionen in H2-Start-ups im Zeitraum 2011 bis 2020 gingen in Unternehmen, die einen Patentantrag in Bereichen wie Elektrolyse, Brennstoffzellen oder emissionsarmen Methoden für die Wassererzeugung aus Gas eingereicht haben.
Forresters ist darauf spezialisiert, das geistige Eigentum von Innovatoren, die auf Patente vertrauen, zu schützen, ihre Erfindungen auf den Markt zu bringen und ihnen eine klare Richtung zu geben.
Global ist die Schifffahrt für etwa drei Prozent aller Kohlenstoffdioxidemissionen verantwortlich. Die Internationale Seeschifffahrts-Organisation IMO (von engl. International Maritime Organization) hat sich daher zum Ziel gesetzt, diese bis zum Jahr 2050, verglichen mit dem Stand von 2008, mindestens zu halbieren. Für Schiffe werden aufgrund der hohen Leistungsbedarfe und der großen zurückzulegenden Reichweiten vollelektrische Lösungen nur in einigen Anwendungsfällen möglich sein. Wasserstoff und seine Derivate wecken daher bei der maritimen Industrie zunehmendes Interesse aufgrund ihres Potentials, den Emissionsausstoß der Schifffahrt deutlich zu reduzieren. Die Herausforderung ist dabei, Wasserstoff einerseits in sicherer Form und möglichst kompakt an Bord zu speichern und andererseits das Gesamtenergiesystem auf verschiedene Anforderungen abzustimmen und seine Steuerung optimal zu gestalten.
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Derzeit wird bei der Hitzler Werft in Lauenburg das Forschungsschiff Coriolis des Helmholtz-Zentrums Hereon, Geesthacht, gebaut. Das Schiff wird neben einem dieselelektrischen Antriebssystem auch Batterien sowie ein Wasserstoffsystem an Bord verbaut haben. Letzteres hat das Hereon gemeinsam mit dem DLR Institut für Maritime Energiesysteme und dem Ingenieurbüro Technolog, Hamburg, konzeptioniert.
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Wasserstoffsystemlabor H2SL an Bord
Das H2SL ist als ein über das Schiff verteiltes Wasserstoffsystem geplant. Die Hauptkomponenten sind ein Metallhydridtank (MH-Tank), eine Eigenentwicklung des Hereon, sowie eine Niedertemperatur-PEM-Brennstoffzelle. Dazu kommen noch verschiedene Komponenten der Peripherie, wie beispielsweise eine Bunkerstation für Wasserstoff, ein Tankanschlussraum am Metallhydridtank und zwei Abblasemasten.
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Insbesondere für ein vergleichsweise kleines Schiff wie die Coriolis mit knapp 30 m Länge muss die Anordnung der Komponenten sehr genau geplant werden. Grund hierfür ist unter anderem, dass es für die Verwendung von Wasserstoff an Bord noch keine bindenden Regularien gibt.
Die Definition von Gefahrenzonen sowie die einzuhaltenden Abstände von Be- und Entlüftungen stammen aus dem IGF-Code, welcher in der Schifffahrt den Umgang mit Kraftstoffen mit niedrigem Flammpunkt reguliert und bisher vorrangig für LNG angewendet wird. Hier wird bisher aber noch keine Rücksicht auf die speziellen Eigenschaften von Wasserstoff, wie beispielsweise die wesentlich höhere Flüchtigkeit als bei LNG, genommen. Dies zeigt sich unter anderem bei der Größe und Form der Gefahrenzonen (s. kugelförmige Gefahrenzonen um die Ausbläser und Lufteinlässe). Eine Erweiterung des IGF-Codes auf die Nutzung von Wasserstoff befindet sich derzeit in Arbeit.
Das Tanksystem, bestehend aus dem eigentlichen Metallhydridtank sowie dem vorgeschriebenen inertisierbaren Tankanschlussraum, wird auf einer 5“-Containergrundplatte aufgebaut und etwa die halbe Höhe haben. Neben dem Gewicht des Metallhydrids selbst bestimmen die stählernen Tankhüllen, Verrohrungen und insbesondere der Druckbehälter des Tankanschlussraums das Gesamtgewicht. Bei einem Gesamtsystemvolumen von rund 4 m3 und einem Gesamtsystemgewicht von etwa 5 Tonnen speichert das Tanksystem circa 30 kg H2.
Damit ist die Brennstoffzelle in der Lage, das Schiff mit etwa 500 kWh grüner Energie zu versorgen. Allerdings nur unter der Voraussetzung, grüner Wasserstoff kann und darf tatsächlich gebunkert werden – eine Herausforderung in sich, wie erste Sondierungsgespräche mit Wasserstoffproduzenten und Häfen gezeigt haben.
Im Vorfeld der Werftausschreibung wurde der Energiebedarf für die Propulsion bei der SVA Potsdam im Modellversuch ermittelt und auf die Großausführung skaliert. Die Schiffsform der Coriolis ist auf den Betrieb bei niedriger Geschwindigkeit optimiert, weil dies dem vorrangigen Betriebsprofil in der küstennahen Fahrt entspricht (s. Abb. 3).
Aufgrund des geringen Leistungsbedarfes bei Schleichfahrt kann die Brennstoffzelle, welche eine elektrische Nennleistung von etwa 100 kW haben wird, in Kombination mit der Batterie für viele Messkampagnen und in weiteren Betriebszuständen (z. B. Liegezeiten) der Coriolis verwendet werden, ohne dass ein Dieselmotor zugeschaltet werden muss. Zusätzlich zur Propulsion müssen noch die elektrischen Verbraucher an Bord versorgt werden, welche jedoch nur einen Bruchteil der benötigten Antriebsenergie beanspruchen.
Benötigte Propulsionsleistung in Abhängigkeit von der Schiffsgeschwindigkeit
Metallhydridtanks
Die im Folgenden genannten Eigenschaften machen aus Sicht von Hereon die MH-Tanks für eine Reihe von Anwendungen im maritimen Bereich attraktiv:
Moderate Beladedrücke von deutlich unter 100 bar bei Betriebstemperaturen von unter 100 °C
Kaltstart eines MH-Tanks prinzipiell auch bei Temperaturen unter 0 °C möglich (Hereon EP 3 843 190)
Durch die chemische Bindung des Wasserstoffs ist prinzipbedingt keine plötzliche Freisetzung von großen Wasserstoffmengen möglich, was einen signifikanten Sicherheitsgewinn an Bord bedeutet.
Die wegen der niedrigen Beladedrücke erlaubte flexible Bauform ermöglicht eine leichte Anpassung an die Schiffsform à eingesparter Bauraum. Insbesondere für kleine Schiffe nehmen heutige Druckwasserstofftanks sehr viel Platz ein, der dem Schiff als wertvoller Ladungsraum verloren geht.
Hohes Gewicht kann in bestimmten Anwendungsfällen sogar vorteilhaft sein, z. B. bei Segelschiffen statt des sonst notwendigen „toten“ Ballasts zur Lagestabilisierung.
Forschung im Wasserstoffsystemlabor (H2SL)
Hereon und DLR untersuchen gemeinsam, für welche Schiffstypen die Kombination aus Niedertemperatur-Brennstoffzelle und Metallhydridtank eine sinnvolle Lösung für das Antriebssystem darstellt. Ziel der beiden Forschungsinstitute ist es, ein Leitkonzept zu erstellen, welches eine leichte Adaption und Integration des Konzeptes des Coriolis-Energiesystems auch in andere Schiffe und Schiffstypen ermöglicht.
Zusätzlich zur Option, das Schiff emissionsfrei zu betreiben, bietet das H2SL noch viele weitere Möglichkeiten, innovative Forschungsansätze zu verfolgen. Hereon und DLR planen intensive Forschungsarbeiten anhand des Antriebssystems. Durch den Betrieb des H2SL in realer maritimer Umgebung, die Möglichkeit des Online-Fernzugriffs auf die Betriebsdaten und der sofortigen Anpassung von Steuerungsparametern und damit durch das Studium der Auswirkungen dieser Änderungen erwarten die beiden Einrichtungen wertvolle Erkenntnisse und Echtzeitdaten zu relevanten Forschungsfragen.
Aufsetzend auf den Betriebsdaten wird das DLR einen digitalen Zwilling des Wasserstoffenergiesystems entwickeln, um den Zustand des Systems jederzeit zu erfassen, die Systemsteuerung zu optimieren und Rückkopplungen für den Betrieb abzuleiten.
Darüber hinaus sollen anhand der Daten Betriebsstrategien für das hybride Energiesystem der Coriolis entwickelt werden. Durch die Variation aus verschiedenen Energiequellen (Batterie, Brennstoffzelle und Verbrennungsmotor) gibt es viel Flexibilität hinsichtlich des Betriebes bei verschiedensten Energieverbrauchsszenarios. Ziel ist es, für unterschiedlichste Fahrt- und Lastzustände ein Optimum in Bezug auf Kraftstoffverbrauch und Betriebskosten durch eine intelligente Lastaufteilung zu erreichen.
Der Vorteil einer solchen Untersuchung auf einem Forschungsschiff ist unter anderem, dass die in der Theorie entwickelten Strategien im nächsten Schritt direkt in das Energiemanagementsystem überführt und auf diese Weise zeitnah im Betrieb validiert werden können.
Hybride Energiesysteme finden immer häufiger Einzug auf Schiffen. Die Erkenntnisse aus dem Betrieb der Coriolis werden zukünftig wertvolle Hinweise liefern, die auch auf andere Schiffstypen übertragen werden können und somit einen Beitrag zur Emissionsreduktion des maritimen Sektors leisten.
Die Zahlen für das vierte Quartal 2022 (Fiskaljahr 31.10.): Der Umsatz stieg zwar um 88 % auf 130,5 Mio. US-$ im Gesamtjahr (39,2 Mio. US-$ nach 13,9 Mio. US-$ im vierten Quartal), indes ist der Verlustausweis mit minus 147,2 Mio. US-$ kritisch zu bewerten. Beim Umsatz sind meines Erachtens Sonderfaktoren wie ein abzuwickelnder Auftrag des Ex-Partners Posco in Südkorea zu berücksichtigen.
Der Auftragsbestand fiel im Gesamtjahr von 1.288 Mrd. US-$ auf 1.090 Mrd. US-$. Einzig positiv der Bargeldbestand, der auf 458.1 Mio. US-$ (31.10.) gegenüber 432,2 Mio. US-$ erhöht wurde. Dies hängt mit einem ATM-Programm zusammen, wodurch laufend Aktien über die Börse platziert werden. Da stellt sich mir die Frage, warum die Börse, die Anleger, dies so mittragen?
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Positiv zu bewerten sind die Aussagen, wonach man eine führende Elektrolysetechnologie (SOFC) besitze und damit perspektivisch Wasserstoff zu sehr günstigen Bedingungen produzieren könne. Das Unternehmen investiert in verschiedene Produktionsstätten in den USA wie auch in Kanada. Die Kooperation mit ExxonMobil, bezogen auf die Carbon-Capture-Technologie von FuelCell Energy, geht weiter, wenn auch mit geringerem Invest seitens ExxonMobil.
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ExxonMobil steht derweil massiv in der Kritik, Greenwashing mit seinen Klimaaktivitäten (CO2-Emissionen u. a.) zu betreiben. Der Charakter dieser Forschungspartnerschaft ist nicht ganz klar durchschaubar. Welches potentielle Auftragsvolumen steht für FuelCell Energy hiermit in Verbindung?
Gute Nachrichten betreffen Projekte, die nun in die Umsetzung gehen: Mittels PPA (Power Purchasing Agreement) verkauft FuelCell Energy Strom der US Navy „Groton Sub Base“ (6 MW) an die Conneticut Municipal Electric Energy Cooperative.
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FuelCell Energy betreibt immer mehr BZ-Kraftwerke in Eigenregie, d. h., es verkauft die Energie mittels langfristiger Abnahmeverträge. Für Toyota wird in Long Beach eine 2,3-MW-Anlage betrieben, die Strom, Wasserstoff und Wasser produziert. Pro Jahr kann das Unternehmen 41,5 MW an Leistung liefern, 2023 sollen es 45 MW werden. Das erste Ziel ist eine Jahresleistung neuer Anlagen von 100 MW und eine Fertigungskapazität, die 200 MW pro Jahr erreichen soll.
FuelCell Energy positioniert sich somit als Player im Hochlauf der Wasserstoffwirtschaft und wird durch den Inflation Reduction Act Förderung erhalten. Die Carbon-Capture-Technologie soll nach Aussagen des Unternehmens eine führende sein. Die Aktie wird ihren Weg gehen, aber das permanente ATM-Programm gibt mir zu denken.
Risikohinweis
Jeder Anleger muss sich immer seiner eigenen Risikoeinschätzung bei der Anlage in Aktien bewusst sein und auch eine sinnvolle Risikostreuung bedenken. Die hier genannten BZ-Unternehmen bzw. Aktien sind aus dem Bereich der Small- und Mid-Caps, d. h., es handelt sich nicht um Standardwerte, und ihre Volatilität ist auch wesentlich höher. Es handelt sich bei diesem Bericht nicht um Kaufempfehlungen – ohne Obligo. Alle Angaben beruhen auf öffentlich zugänglichen Quellen und stellen, was die Einschätzung angeht, ausschließlich die persönliche Meinung des Autors dar, der seinen Fokus auf eine mittel- und langfristige Bewertung und nicht auf einen kurzfristigen Gewinn legt. Der Autor kann im Besitz der hier vorgestellten Aktien sein.
Autor: verfasst von Sven Jösting am 5. März 2023
Bild: FuelCell-Energy-Plattform auf dem U-Boot-Stützpunkt der US-Marine in Groton Quelle: FuelCell Energy
