DAS VIESSMANN MAGAZIN SONDERDRUCK AUS DEM HEFT 3
←
→
Transkription von Seiteninhalten
Wenn Ihr Browser die Seite nicht korrekt rendert, bitte, lesen Sie den Inhalt der Seite unten
DAS VIESSMANN MAGAZIN SONDERDRUCK AUS DEM HEFT 3 | 2017
Brennstoffzelle: „The next big thing“? Technologie erobert immer mehr Bereiche und etabliert sich nun auch in Wohnhäusern Blick in das Herz einer Brennstoffzelle: Mehrere Einzelzellen aus jeweils zwei Elektroden mit dazwischenliegender Membran werden zu einem sogenannten Stack hintereinandergeschaltet. Damit wird die für die jeweilige Anwendung erforderliche elektrische Leistung erreicht.
BRENNSTOFFZELLEN-HEIZGERÄTE
N ur fünf Computer weltweit – mit seiner Aussage über
den Bedarf an elektronischen Rechnern lag Thomas J.
Watson, Vorstandsvorsitzender des späteren Computerrie
sen IBM, weit daneben. Als er diese Prognose 1943 wagte,
war allerdings nicht abzusehen, dass wenige Jahre später
Computer ihren Siegeszug um die Welt begannen und heute
nahezu jeder Haushalt über einen PC verfügt. Eine ähnliche
Entwicklung könnte die Brennstoffzelle erfahren.
In bestimmten Bereichen ist ihre Nutzung heute schon eine
Selbstverständlichkeit. So dienen Brennstoffzellen seit rund
60 Jahren in der Raumfahrt als zuverlässige Energielieferan
ten. Heute vertrauen nicht nur Astronauten auf diese Technik,
sondern auch die U-Boot-Besatzungen der Bundeswehr. Auch
bei weitaus profaneren Anwendungen kommt die Brennstoff
zelle zum Einsatz. So macht sie beispielsweise immer mehr
Wohnmobilisten an abgelegenen Orten unabhängig von einer
externen Stromversorgung.
Keine Zukunftsmusik mehr
Im Automobilbau und bei der Bahn ist die Nutzung von
Brennstoffzellen ebenfalls keine Zukunftsmusik mehr. Die
neue Technologie hat bereits Einzug gehalten und ist dabei,
sich zu etablieren. So verkauft der Autobauer Toyota seit 2014
in Japan und den USA die Mittelklasse-Limousine Mirai in
Großserie. Für das nächste Jahr ist der Bau eines Brennstoff 9
zellenbusses geplant, und die japanische Regierung denkt
darüber nach, sämtliche rund 35 000 konventionellen Stadt
busse im Land auszutauschen. Im kommenden Jahr will auch
Mercedes mit dem Mittelklasse-SUV GLC ein Serienfahrzeug
mit Brennstoffzelle auf den Markt bringen. Ebenfalls ab 2018
sollen zwischen Cuxhaven und Stade die ersten Züge mit
Brennstoffzellenantrieb Fahrgäste befördern. Die niedersäch
sische Landesnahverkehrsgesellschaft hat insgesamt 14 die
ser Züge bestellt, die künftig zwischen Weser und Elbe ver
kehren sollen.
Strom und Wärme aus einem Gerät
Seit 2014 zieht diese Technik zur gleichzeitigen Erzeugung
von Strom und Wärme auch in Wohngebäude ein. Mit Vitova
lor 300-P brachte Viessmann als erster Hersteller ein in Serie
produziertes Brennstoffzellen-Heizgerät für Ein- und Zweifa
milienhäuser auf den Markt. Das Gerät hat sich seit seiner
Markteinführung hervorragend bewährt. Fachhandwerker
und Anlagenbetreiber sind gleichermaßen hochzufrieden
(siehe auch Seiten 14 und 15 in dieser „aktuell“).
Spart Geld und schont die Umwelt
Neben der hohen Zuverlässigkeit der Brennstoffzellenhei
zung sind es vor allem die drastischen Energiekosten-Einspa‑
rungen, die zu dieser Zufriedenheit führen. Durch die Nut
zung des selbst erzeugten Stroms reduzieren sich die Ausga‑
ben für den Strombezug aus dem Netz. Im Vergleich zum Be‑
Das Brennstoffzellen-Heizgerät Vitovalor 300-P hat sich seit seiner Markteinführung im Frühjahr 2014 bestens bewährt. Durch die hocheffiziente Erzeu-
gung von Strom und Wärme spart es bis zu 40 Prozent Energiekosten ein und reduziert die CO 2-Emissionen um rund die Hälfte.
zug von üblichem Netzstrom und der eine durchschnittliche jährliche Ener deraufbau (KfW) mit einem hohen Zu
Wärmeerzeugung mit einem Gas- giekosteneinsparung in Höhe von 680 schuss unterstützt (siehe Artikel auf
Brennwertkessel sinken die Energie Euro (siehe Grafik auf Seite 11). Seite 13 in dieser „aktuell“). Damit ist
kosten eines Haushalts um bis zu 40 die Investition in die stromerzeugende
Prozent und die Emissionen des klima Brennstoffzellen-Heizgeräte können zu‑ Heizung vergleichbar mit den Anschaf
schädlichen Kohlendioxids um rund die dem bei Engpässen in der volatilen fungskosten für eine übliche Wärme
10 Hälfte (weitere Informationen in „aktu Stromerzeugung aus Windkraft und pumpenanlage.
ell online“). Sonnenenergie einen wichtigen Beitrag
zur Deckung des Strombedarfs leisten. Wie funktioniert die Brennstoffzelle?
Mit der Einspeisung von überschüssig Da dies dezentral geschieht und der Das Prinzip der Brennstoffzelle ist seit
erzeugtem Strom in das öffentliche Strom im Haus erzeugt wird, werden der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts
Netz kann sogar noch Geld hinzuver die Stromnetze entlastet. Der Einbau bekannt (siehe auch Grafik auf den Sei
dient werden. So ergibt sich beispiels eines Brennstoffzellen-Heizgeräts wird ten 16 und 17 dieser „aktuell“). Wie bei
weise mit Vitovalor 300-P im Neubau deshalb von der Kreditanstalt für Wie einer üblichen Batterie spielt sich im In‑
Betriebsweise des Brennstoffzellen-Heizgeräts Vitovalor 300-P im Tagesverlauf
Früher Morgen Vormittag Mittag
Die erste Bedarfsspitze ist morgens. Während des Vormittags läuft die Über die Mittagsstunden wird zum Ko
Die Brennstoffzelle erzeugt Wärme und Brennstoffzelle weiter und deckt die chen oder Waschen mehr Energie be
Strom, für zusätzliche Wärme schaltet Grundlast ab – das Spitzenlastmodul nötigt. Den Wärme-Mehrbedarf deckt
sich das Spitzenlastmodul zu. schaltet sich aus. wieder das Spitzenlastmodul ab.
Into a new BRENNSTOFFZELLEN-HEIZGERÄTE
century
neren der Zelle eine chemische Reak
tion zwischen dem elektrischen Plus- Beispiel für die durchschnittliche Stromkosteneinsparung
und Minuspol ab. Wasserstoff reagiert mit Vitovalor 300-P im Neubau
dort mit dem Sauerstoff aus der Umge
bungsluft, dabei entstehen Strom und
Wärme sowie als Nebenprodukt Was
serdampf (weitere Informationen in
„aktuell online“). 4 000 kWh/Jahr
Stromerzeugung
Da derzeit noch keine flächendeckende
Infrastruktur für die Versorgung mit
Wasserstoff existiert, verwendet man
für den Betrieb der stationären Brenn
stoffzellen-Heizgeräte herkömmliches
Erdgas. Dessen Hauptbestandteil, Me‑ 80 € 600 €
than (CH4), liefert den benötigten Vergütung Einsparung
Wasserstoff. Dazu wird das Erdgas in aus 40% durch 60%
Einspeisung Eigenstromnutzung
nerhalb der Geräte entsprechend auf
bereitet.
680 €
Gesamtersparnis
PEM oder SOFC – Durchschnittlich erzeugt Vitovalor 300-P etwa 4 000 kWh Strom pro Jahr. Davon werden in der Re‑
Was ist der Unterschied? gel ca. 2 400 kWh (60 %) selbst genutzt. Der Betreiber spart dabei pro kWh rund 0,25 €. Die rest-
lichen 1 600 kWh (40 %) werden gegen eine Vergütung von 0,05 €/kWh in das Netz eingespeist.
Nach dem beschriebenen Grundmus
ter arbeiten alle üblichen Varianten der
Brennstoffzelle. Die verschiedenen Ty In der PEM-Brennstoffzelle kommt als Die PEM-Brennstoffzelle im Vitovalor
pen, wie beispielsweise die PEM- (Po Elektrolyt eine Kunststoffmembran 300-P stammt von Panasonic und wur
11
lymer-Elektrolyt-Membrane) oder die zum Einsatz. Mit Betriebstemperaturen de in Japan bereits über 100.000 Mal
SOFC-Brennstoffzelle (Solid Oxid Fuel zwischen 60 und 90 Grad Celsius, kur‑ installiert. Sie ist für eine Nutzungsdau
Cell), unterscheiden sich im Wesentli zen Anfahrtzeiten und einer hohen Zahl er von mehr als 70.000 Betriebsstun
chen im jeweils verwendeten Elektroly möglicher Start-Stopp-Zyklen ist sie be‑ den ausgelegt und erzeugt über den
ten, der für eine kontrollierte Reaktion sonders für die Beheizung moderner Tag bis zu 16,5 Kilowattstunden Strom.
von Wasserstoff und Sauerstoff sorgt, Neubauten und für energetisch sanier Damit kann ein Großteil des Bedarfs im
sowie in den Betriebstemperaturen. te Bestandsgebäude geeignet. Haushalt gedeckt werden.
Nachmittag Abend Nacht
Im Lauf des Nachmittags sinkt der In den Abendstunden wird mehr Strom Der Bedarf an Wärme und Strom ist ge‑
Energieverbrauch wieder, die Brenn benötigt, als die Brennstoffzelle er ring. Das Brennstoffzellen-Heizgerät
stoffzelle deckt alleine den Grundbe zeugt. Dann wird zusätzlich Strom aus deckt den Energiebedarf des Hauses
darf an Strom und Wärme. dem öffentlichen Netz bezogen. komplett ab.
SOFC auf dem Weg zur Marktreife in den Nachtstunden überschüssiger speicher zur Deckung späterer Strom-
Die SOFC-Brennstoffzelle verwendet Strom in das öffentliche Netz einge Verbrauchsspitzen bevorratet oder ei
als Elektrolyten eine Keramik und arbei speist und vergütet. ner Ladestation für Elektromobile zur
tet mit deutlich höheren Betriebstem Verfügung gestellt.
peraturen zwischen 600 und 1 000 Grad Unabhängiger mit Stromspeicher
Celsius. Durch die Möglichkeit, diese Mit einem zusätzlichen Stromspeicher Weitere Informationen zum Brenn-
Brennstoffzelle auch mit hohen Rück kann der Eigenverbrauchsanteil auf bis stoffzellen-Heizgerät gibt es unter:
lauftemperaturen zu betreiben, ist sie zu 85 Prozent gesteigert werden. Da‑ ``www.viessmann.de/vitovalor
besonders geeignet für Bestandsge mit macht sich der Betreiber dann noch ``https://www.heizung.de/brennstoff
bäude mit hohen Systemtemperaturen unabhängiger von den steigenden zelle/
der Heizungsanlage. Sind zudem hohe Strompreisen. Statt den Überschuss ``http://www.hexis.com/de/home
elektrische Leistungen erforderlich, bei strom einzuspeisen, wird er im Strom‑ ``http://www.ibz-info.de
spielsweise um zusätzlich eine Lade
säule für Elektrofahrzeuge mit Strom zu
versorgen, bietet sie sich wegen ihres
hohen elektrischen Wirkungsgrades an.
Vitovalor 300-P: Zahlen & Fakten
Derzeit entwickelt das zur Viessmann
Group gehörende Schweizer Unterneh
men Hexis eine stromerzeugende Hei
zung auf Basis der SOFC-Brennstoff Viessmann hat die
zelle zur Marktreife. Das Gerät wird für Brennstoffzelle des japa
den Einsatz in Einfamilienhäusern so nischen Kooperations
wie in kleineren Mehrfamilienhäusern partners Panasonic in ein
geeignet sein. kompaktes Gesamtsys
tem integriert und für
12 den Einsatz in Europa ab‑
Ein lernfähiges System
Das Brennstoffzellen-Heizgerät Vitova gestimmt. Zum Brenn
lor 300-P wird stromoptimiert betrie stoffzellenmodul gehö‑
ben. Leistungsabgabe und Betriebs ren ein Spitzenlastmodul
dauer richten sich zunächst nach dem mit Gas-Brennwertkes‑
aktuellen Wärmebedarf des Hauses. sel zur Deckung von Wär
Zusätzlich sorgt ein in der Systemrege mebedarfsspitzen, Heiz
lung integrierter, lernfähiger Energie wasser-Pufferspeicher
manager für eine bedarfsgerechte (130 Liter), Trinkwasser
Stromproduktion. Er erfasst im Tages speicher (46 Liter) und
verlauf den im Haushalt benötigten die Systemregelung.
Strom und erstellt daraus ein individuel
les Stromprofil. Unter Berücksichtigung Beide Module sind kom
der Temperaturen im Heizwasser-Puf plett vormontiert und be
ferspeicher ermittelt er dann den pas nötigen lediglich etwas
senden Einschaltzeitpunkt für eine ma‑ mehr als einen halben
ximale Eigenverbrauchsrate. So lassen Quadratmeter Aufstell
sich bis zu 60 Prozent des selbst er fläche (siehe auch Artikel
zeugten Stroms im eigenen Haus nut auf Seiten 2 und 3 der
zen. Fachnews Nr. 46).
Über den Großteil des Tages reicht die Technische Daten
Stromproduktion aus, um den Bedarf Energieeffizienzklasse A++
zu decken. Lediglich in Spitzenzeiten, Brennstoffzellenmodul: Gas-Brennwert-Spitzenlastkessel:
zum Beispiel frühmorgens und abends, ``Elektrische Leistung 750 Watt ``Thermische Leistung 5,5 bis
muss Strom aus dem öffentlichen ``Thermische Leistung 1 kW 19 kW, optional bis 25,2 kW
Netz bezogen werden. Dafür wird
BRENNSTOFFZELLEN-
HEIZGERÄTE
Die Viessmann
Fördermitteldatenbank
für Marktpartner
Die Viessmann Fördermitteldaten
bank für Marktpartner zeigt auf,
welche Förderungen für Ihren
Wohnort verfügbar sind. Geben
Sie unter www.viessmann.de/de/
services/foerderung.html einfach
Ihre Postleitzahl ein und klicken Sie
dann auf „Fördermittel abfragen“.
Anschließend erhalten Sie eine
Übersicht über mögliche Förderpro
gramme in Ihrer Region.
Förderung in Rekordhöhe
Bis zu 11 100 Euro Förderung für die Vitovalor 300-P
D as Heizen mit Brennstoffzellen in
Neu- und Bestandsbauten wird
vom Staat gefördert. Für Vitovalor
lungs-Gesetz (KWKG) kombiniert wer‑
den. Betreiber können sich eine pau
schalierte Zahlung für den KWK-Strom
Alternativ zur pauschalierten Stromför
derung besteht auch die Möglichkeit,
für jede in das öffentliche Netz einge
13
300-P bedeutet dies eine Förderung in Höhe von 1 800 Euro auszahlen las speiste Kilowattstunde Strom 8 Cent,
von bis zu 11 100 Euro für den Anlagen sen. Zusammen mit der KfW-Förde für selbst verbrauchten Strom 4 Cent
betreiber. So reduzieren sich die Kosten rung sind das dann bis zu 11 100 Euro. pro Kilowattstunde zu beziehen.
für die Anschaffung der Brennstoff
zellenheizung um rund die Hälfte.
Förderprogramm der KfW
In Japan heizen bereits 200 000 Brennstoffzellen
Das neue Förderprogramm wird unter
der Bezeichnung „Energieeffizient Bau Japan hat bei der Hausenergieversorgung gezeigt, wie der Einstieg in den
en und Sanieren – Zuschuss Brenn Markt mit Brennstoffzellen-Heizgeräten funktionieren kann. Ab 2009 haben
stoffzelle“ (Programmnummer 433) bei im Land der aufgehenden Sonne Gasversorger wie Tokyo Gas, Osaka Gas,
der KfW geführt und ist Teil des „An Nippon Oil und die Astomosu Energy Corporation 0,7-kW-Brennstoffzellen-
reizprogrammes Energieeffizienz“. Ge‑ KWK-Anlagen für die Energieversorgung von Einfamilienhäusern vertrieben.
fördert werden Brennstoffzellen bis Dazu gab es einen gemeinsamen Fahrplan mit der Regierung, die die Markt‑
5 kW elektrischer Leistung. Neben einführung der Technik aus Umweltschutzgründen massiv unterstützte. Zu
einem Grundbetrag von 5 700 Euro gibt Beginn lag der Zuschuss bei umgerechnet 29 000 Euro – knapp der Hälfte
es zusätzlich einen leistungsabhängi des Kaufpreises. Die stark degressive Ausrichtung der Subventionen nach der
gen Betrag von 450 Euro je angefange Startphase gab dem Markteintritt einen zusätzlichen Schub.
ner 100 Watt elektrischer Leistung. Für
Vitovalor 300-P erhält der Anlagenbe Allein Panasonic – Kooperationspartner von Viessmann bei Vitovalor 300-P –
treiber von der KfW 9 300 Euro. hat bis heute mehr als 100 000 Geräte verkauft. Mittlerweile sind in Japan
mehr als 200 000 Geräte in Betrieb. Die Kunden betreiben somit eine Anlage,
Stromförderung aus dem KWKG die den Großteil des Stromverbrauchs des Hauses aus dem Gasnetz bestrei
Diese Förderung kann mit der Strom tet und gleichzeitig für Heizung und Warmwasser sorgt.
förderung aus dem Kraft-Wärme-Kopp
aktuell.viessmann.de
„Die Dinger laufen einfach“
So urteilen Anlagenbetreiber und Fachhandwerker
S eit dem Frühjahr 2014 kann das
Brennstoffzellen-Heizgerät Vitovalor
„Eigentlich hatten
14 300-P gekauft und installiert werden.
Die damals für Ein- und Zweifamilien wir uns schon für ein
häuser noch vollkommen neue Technik anderes System
ist nun seit dreieinhalb Jahren verfüg
bar. Die „aktuell“-Redaktion wollte
entschieden“
deshalb von Anlagenbetreibern und
Lars Neumann, Fulda: „Die
Fachhandwerkern wissen, welche Er
Brennstoffzelle haben wir vor drei
fahrungen sie in dieser Zeit mit dem
Gerät gemacht haben.
Jahren bei der Sanierung unseres „Die Installation war
Hauses einbauen lassen. Eigent
lich hatten meine Frau und ich
innerhalb weniger
Investitionsentscheidung aus
uns schon für einen Gas-Brenn Stunden erledigt“
unterschiedlichen Motiven
wertkessel und eine Solaranlage
Neben der Zufriedenheit interessierte Volker Rühlicke, Künzell: „Wir
entschieden. Doch wir haben hin-
uns auch, aus welchen Gründen sich haben Vitovalor seit drei Jahren
und hergerechnet und dabei fest
die Betreiber für die Brennstoffzellen im Betrieb. Ausschlaggebend für
gestellt, dass sich die Mehrkos‑
heizung entschieden haben. Ganz oben unsere Entscheidung waren Zu
ten für Vitovalor nach zwei bis
auf der Liste: geringere Energiekosten, verlässigkeit und Effizienz. Die In
drei Jahren rechnen. Das System
hohe Zuverlässigkeit der Strom- und stallation war innerhalb weniger
funktioniert sehr gut.“
Wärmeversorgung sowie die attraktive Stunden erledigt. Seitdem läuft
Förderung. Daneben spielen hohe Effi das Gerät völlig unproblematisch.
zienz und Klimaschutz durch sehr nied Meine Frau und ich sind sehr zu
rige CO2-Emissionen sowie die größere frieden, und wir haben auch schon
Unabhängigkeit von der öffentlichen anderen Interessierten unsere
Stromversorgung eine wichtige Rolle. Anlage gezeigt. Total interessant
wäre für uns der weitere Ausbau
mit einer Photovoltaikanlage und
einem Stromspeicher.“
Into a new BRENNSTOFFZELLEN-HEIZGERÄTE
century
„Keine Angst“
Martin Jaroschenko, Meister im
Zentralheizungs-, Lüftungsbau
erhandwerk sowie Gas-, Wasser-
und Installationshandwerk, hat
die Geräte in Künzell und Fulda in
stalliert: „Warum ich Vitovalor ver
kaufe? Ganz einfach – da wo ich
bin, ist immer vorne. Wir haben
schon eine ganze Reihe einge‑
baut, in diesem Jahr waren es
bisher sechs, vielleicht werden es „Das Brennstoffzellengerät kann ich auf jeden Fall empfehlen“: Martin Klein (rechts) zusam-
men mit Heizungsbauer Claus G. Kissel.
sieben. Die Dinger laufen einfach,
keine Ausfälle. Man braucht des
halb keine Angst zu haben, seinen „Hohe Stückzahl ist „Die Stromerzeugung
Kunden diese Technik anzubieten. ein Hinweis auf ist ein Riesenvorteil“
Ich forciere das, wo immer es
Zuverlässigkeit“ Martin Klein, Ehningen: „Ich ha‑
geht. Wichtig ist eine kompetente
Beratung der Kunden, die auf‑ be zusammen mit meinem Bru‑
zeigt, dass die Mehrkosten in der Claus G. Kissel, Geschäftsführer der ein Zweifamilienhaus gebaut.
Regel nach wenigen Jahren wieder der Kissel GmbH, hat die Anlage Wir wollten keine Photovoltaik-
drin sind.“ der Brüder Klein installiert: „Wir oder Solaranlage auf dem Dach.
haben immer auch innovative Lö Ein motorbetriebenes Blockheiz
sungen im Programm. Zuverläs kraftwerk kam wegen der mögli 15
sig müssen sie aber sein. Die von chen Geräusche für uns auch
Panasonic in Japan erreichte ho‑ nicht in Frage. Seit April 2016 ver
he Stückzahl der Brennstoffzelle sorgt deshalb die Brennstoffzelle
ist ein guter Hinweis auf deren unser Haus. Die Stromerzeugung
Zuverlässigkeit. Was ich gut finde, ist ein Riesenvorteil und hat unse‑
ist, dass das Gerät auch für den re Stromkosten fast halbiert. Ein
Bestand geeignet ist. Etwas kom ziges Problem war ein verstopfter
pliziert ist es, Energieversorger Luftfilter kurz nach der Inbetrieb
und Elektriker abzustimmen. Trotz nahme, der hatte sich mit Bau
mehrfacher Nachfrage dauert es, stellenstaub zugesetzt. Das Brenn
bis der Zweirichtungs-Zähler in stoffzellengerät kann ich auf jeden
stalliert wird.“ Fall empfehlen.“
„Staatliche Förderung pusht spürbar den Absatz“
Thomas Essenpreis, Geschäftsführer der Essenpreis Haustechnik GmbH in
Östringen, hat ebenfalls viel Erfahrung mit Vitovalor 300-P: „Wir haben mittler
weile an die 40 Geräte eingebaut, und unsere Erfahrungen sind durchweg posi
tiv, das System funktioniert störungsfrei. Die ersten Geräteausführungen waren
noch etwas umständlich im Zusammenbau, weil Zubehörteile noch nicht opti
mal aufeinander abgestimmt waren. Aufgrund der Bauhöhe war leider in man
chen Kellern eine Aufstellung nicht möglich. Bei der neuen Version ist aber
beides kein Thema mehr. Die staatliche Förderung pusht spürbar den Absatz der
Brennstoffzelle.“
aktuell.viessmann.de
Die Geschichte der Brennstoffzelle
Die Erfinder
Christian Friedrich Schönbein Sir William Robert Grove
Physiker und Chemiker, experi- Jurist und Physikochemiker, nutzt
mentiert 1838 in Basel mit zwei die Arbeiten von Schönbein 1839
Platindrähten, die mit Wasser- an der Royal Institution of South
stoff bzw. Sauerstoff umspült Wales als Grundlage für weitere
werden. Dabei entsteht eine Experimente. Auch Grove gilt
elektrische Spannung – die neben Schönbein als Vater der
Brennstoffzelle ist erfunden. Brennstoffzelle.
1838 1839 Erste funktionsfähige
Brennstoffzelle.
Aufbau und Funktionsweise der Brennstoffzelle PEM 1959 Erster Prototyp eines größeren
brennstoffzellenbetriebenen Fahrzeugs
Gleichstrom 4 Gleichstrom wird 1959 von Allis-Chalmers mit einem
Elektron Traktor vorgestellt.
1
Wasserstoff H2
2
Sauerstoff O2
1963 Einsatz in der Raumfahrt,
zuverlässige Energiequelle für
3 5 Satelliten, Gemini- und Apollo-
O2- Raumkapseln.
H+
H+
1966 General Motors
präsentiert den Elec-
trovan. Er blieb ein ein-
Warmes maliges Demonstrations-
Wasser H2O fahrzeug.
Anode Elektrolyt-Membran Kathode
1 Katalytische Oxidation von Wasserstoff (aus Erdgas reformiert) Start von Apollo 8
1994 Daimler-Benz
stellt den NECAR 1 vor (New
an der Anode unter Abgabe von Elektronen zu Wasserstoffprotonen Electric Car), der auf dem
2 Zufuhr von Sauerstoff (aus Umgebungsluft) an der Kathode Transporter Mercedes-Benz
MB 100 basiert.
3 Diffusion der Wasserstoffprotonen durch die Elektrolytmembran
zur Kathode
4 Elektronenfluss (Nutzstrom) über den äußeren Stromkreis 2003 Die von den Howaldtswerke-
Deutsche Werft seit 2003 ge-
5 Bildung von Wasser aus Sauerstoff (2) mit Elektronen aus dem bauten Unterseeboote der Klassen 212
Stromkreislauf (4) und Wasserstoffprotonen (3), gleichzeitig Abgabe und 214 werden durch außenluftunabhän-
von Nutzwärme (exotherme Reaktion) an der Kathode gige Brennstoffzellensysteme angetrieben.
U-Boot-Klasse 212A
2008 Airbus A320. Zu Beginn des Jahres 2008 wird
ein umgebauter Airbus A320 mit einer Brennstoff-
zelle als Backup-System für die Energieversorgung
Als erster Hersteller führt
an Bord getestet. Positiver Nebeneffekt: Das erzeugte
Viessmann im April 2014 mit Wasser wird für die Bordversorgung eingesetzt, was das
Vitovalor 300-P ein Brenn- Abfluggewicht senkt.
stoffzellen-Heizgerät für Ein-
2013
und Zweifamilienhäuser in Brennstoffzellenfahrzeuge in Kleinserien: Hyundai stellt seit 2013 den
den europäischen Markt ein. Hyundai ix35 FCEV her. Seit 2014 verkauft Toyota den Mirai, und schon
seit 2008 liefert Honda den FCX Clarity. Er bietet mit 589 km eine besonders
hohe Reichweite unter den rein elektrisch angetriebenen Fahrzeugen.
2014
2016 Mit 1,4 Megawatt geht in Mannheim ein
Brennstoffzellenkraftwerk in Betrieb. Nach
Angaben des Betreibers ist es das bisher größte in Europa.
Die gesamte Energie wird vor Ort verbraucht.
Brennstoffzellen-Heizgerät
Vitovalor 300-PWasserstoff ...
ist der Energieträger mit der höchsten
H2 Der unterschätzte Brennstoff
Reiner Wasserstoff ist in unserem Alltag kaum bekannt. Vielmehr
gewichtsbezogenen Energiedichte erfährt H2 viele Vorurteile. Häufig verbreitet ist das Argument,
ist ein chemisches Element mit dem Symbol H dass Wasserstoff nicht zuverlässig und dauerhaft gespeichert
besteht aus einem Proton und einem Elektron werden kann. Tatsächlich wird er bereits seit mehr als 100 Jahren
hat die Ordnungszahl 1 (sie beschreibt die Anzahl der Protonen im sicher in Stahlflaschen gelagert.
Atomkern eines chemischen Elements)
ist das häufigste chemische Element im Universum
erzeugt kein CO2, da H2 keinen Kohlenstoff enthält
Wasserstoff ist leichter als Luft. Er hat von allen Brennstoffen mit 33,33 kWh/kg die höchste Energiedichte.
Der Unterschied zu anderen Brennstoffen
Wasserstoff ist Bestandteil von Wasser (H2O) und beinahe allen
organischen Verbindungen. Als Brennstoff hat er aber gegenüber
vielen anderen Energieträgern zahlreiche Vorteile. Wasserstoff ...
Electrovan entzündet sich nicht selbst
von General Motors zerfällt (wie z. B. Acetylen) nicht
ist nicht giftig, ätzend oder radioaktiv
ist geruchlos
verunreinigt kein Wasser
Moderne
schädigt weder Natur noch Umwelt
Wasserstoff-
ist nicht krebserregend
Tanksäule
verbrennt rückstandsfrei
F-Cell B-Klasse
Die Anode (3) wird von Brennstoff
überströmt, die Kathode (5) von
Luft. Das entstehende Sauerstoff-
Konzentrationsgefälle zwischen den
Fotos: Jürgen Klugmann (Tanksäule), General Motors (Electrovan), Hydrogen (Daimler-Benz), FRIATEC AG (Kraftwerk)
Elektroden treibt die Sauerstoff-
ionen durch den Elektrolyt (4) und
erzeugt die elektrische Spannung.
Praktisch geräuschlos Aufbau und Funktionsweise der Brennstoffzelle SOFC
wandelt die Brennstoff-
2 Brennstoff H2, CO H2O, CO2
zelle Wasserstoff direkt in
Strom und Wärme um. 1
3
3
4 4
5 O2-
8
5
7
3
Luft
6
Luft
1 Brennstoff (H2, CO) 5 Kathode
2 Metallisches Verbindungsstück 6 Luft
3 Anode 7 Nachverbrennung
4 Elektrolyt 8 Externer Stromkreis
SOFC-Brennstoffzellen-
Heizgerät der Viess-
mann Tochter HexisViessmann Deutschland GmbH
35107 Allendorf (Eder)
Telefon 06452 70-0
Telefax 06452 70-2780
www.viessmann.de
9450 901 DE 01/2018
Inhalt urheberrechtlich geschützt.
Kopien und anderweitige Nutzung nur mit vorheriger Zustimmung.
Änderungen vorbehalten.Sie können auch lesen
