Bosch Festoxid-Brennstoffzellen Kleinkraftwerk am Busbahnhof Bamberg

E-Lkws und Kleinkraftwerke Markt für Brennstoffzellen wächst

Stand: 26.04.2021 10:21 Uhr

Die Brennstoffzelle gilt als Schlüsseltechnologie der Energiewende: Mithilfe von Wasserstoff kann Strom und Wärme erzeugt werden. Der weltgrößte Autozulieferer Bosch hofft nun auf den Durchbruch.

Von Till Bücker, tagesschau.de

Wasserstoff ist zahlreichen Experten zufolge der Energieträger der Zukunft - für nachhaltigen Strom im Verkehr, in Gebäuden und auch in der Industrie. Bereits im vergangenen Sommer beschloss die Bundesregierung eine eigene Wasserstoffstrategie. Ein wichtiger Baustein dabei ist die Brennstoffzelle. Der Technologiekonzern Bosch will für einen globalen Durchbruch sorgen und setzt neben Lieferungen an Autobauer und Kooperationen in China auch auf eigene stationäre Brennstoffzellen.

Die Schwaben haben sich das Ziel der CO2-Neutralität entsprechend der weltweiten Klimaschutzvorgaben auf die Fahnen geschrieben. In der Antriebstechnik etabliere sich die Elektromobilität als Kerngeschäft, erklärte Bosch-Chef Volkmar Denner kürzlich. Daher treibe das Unternehmen die Umstellung von Diesel- und Benzinmotoren auf alternative Antriebe voran.

Bosch Festoxid-Brennstoffzelle
Wie funktionieren Brennstoffzellen?

Eine Brennstoffzelle ist eine sogenannte galvanische Zelle: Ein kontinuierlich zugeführter Brennstoff - etwa Wasserstoff als umweltfreundlicher Energieträger - reagiert mit einem Oxidationsmittel wie Sauerstoff. Die Reaktionsenergie wird in elektrische Energie umgewandelt. Zudem wird Wärme freigesetzt. Ohne Verbrennung können die Brennstoffzellen somit aus Wasserstoff mit einem hohen Wirkungsgrad Strom erzeugen.

Herz der Zellen ist der sogenannte Stacks, an dem die Reaktion abläuft. Er besteht aus hunderten eng aufeinandergestapelten Bipolarplatten, durch die auf der einen Seite der Wasserstoff zugeleitet und auf der anderen Seite das bei der chemischen Reaktion entstehende Wasser abgeführt wird.

Akkus technisch effizienter

In die Zukunftstechnik seien schon fünf Milliarden Euro investiert und Aufträge im Wert von mehr als 20 Milliarden Euro gewonnen worden. Der Umsatz wachse derzeit um fast 40 Prozent und damit doppelt so stark wie der Markt. Bis 2025 soll sich der Erlös verfünffachen auf fünf Milliarden Euro, und das Geschäft ab 2024 profitabel sein. "Die Elektromobilität ist längst keine Wette mehr auf die Zukunft, wir verdienen die Vorleistungen zurück", sagte Denner.

In einer Brennstoffzelle reagiert ein Brennstoff - meist Wasserstoff - mit Sauerstoff, wodurch elektrische Energie freigesetzt wird. Bereits in den 1990er-Jahren galt sie als Technik der Zukunft: Fahrzeuge sollten ohne Abgase auf den Straßen rollen und jedes Haus seinen eigenen Strom erzeugen können. Dann wurde es lange ruhig um die Technologie. Zwar arbeiten etwa Daimler und Toyota schon lange an Wasserstoffautos. Das Prinzip konnte sich bislang aber nicht wirklich durchsetzen.

Problematisch sind dabei die hohen Herstellungskosten. Entgegen älterer Studien soll das E-Auto mit Akku außerdem technisch betrachtet effizienter sein. Um die gleiche Strecke zurückzulegen, braucht ein Wasserstoff-Antrieb doppelt bis dreimal so viel Strom. Denn der Brennstoff muss erst einmal mit hohem Energieaufwand hergestellt werden.

Antrieb für Lkws

Trotzdem will Bosch der Brennstoffzelle als emissionsfreie Antriebslösung weltweit zum Durchbruch verhelfen - besonders bei Nutzfahrzeugen. Dafür gründete der Zulieferer zuletzt mit der chinesischen Firma Qingling ein Gemeinschaftsunternehmen, mit dem "möglichst alle chinesischen Fahrzeughersteller" mit Brennstoffzellen-Systemen beliefert werden sollen. Bislang war der Lkw-Hersteller Nikola, ein Startup aus den USA, Boschs erster und wichtigster Kunde.

Der Konzern verweist auf Prognosen der China Society of Automotive Engineers (China-SAE), nach denen in China bereits 2030 mehr als eine Million Fahrzeuge mit Brennstoffzellen-Antrieb zugelassen werden. Die chinesische Regierung investiert bereits jetzt massiv in die Infrastruktur. Noch in diesem Jahr soll eine erste Testflotte von 70 Lkws mit dem System von Bosch starten. Offizieller Marktstart ist ab 2022/2023 geplant. Gemeinsam mit dem schwedischen Spezialisten Powercell entwickelt der Stuttgarter Konzern zudem Brennstoffzellen-Stacks, so etwas wie das Herz der kalten Verbrenner, um von 2022 an in Großserie zu produzieren.

"Gerade bei großen, schweren Fahrzeugen, die lange Strecken zurücklegen, bietet die Brennstoffzelle klare Vorteile gegenüber dem batterieelektrischen Antrieb", sagte Stefan Hartung, der für die Mobilitätssparte zuständige Geschäftsführer. Anders als bei rein batteriebetriebenen Lkws ist bei den Trucks mit den Brennstoffzellen keine acht Tonnen schwere Batterie an Bord. Bereits 2030 könnte laut Bosch jedes achte neu zugelassene schwere Nutzfahrzeug mit einer Brennstoffzelle ausgestattet sein. Auch Daimler trieb jüngst seine seine Pläne für mit flüssigem Wasserstoff betriebene Schwerlaster voran.

Stationäre Brennstoffzellen als kommunale Stromversorger

Darüber hinaus könnte mit Brennstoffzellen in Zukunft auch nachhaltig Energie für Städte, Fabriken, Rechenzentren oder Wohnhäuser. Private Brennstoffzellenheizungen sind zwar noch nicht sehr verbreitet in Deutschland, haben aber laut Experten das Zeug, zum "Game Changer" der Wärmewende zu werden.

Auch beim Thema Energie machte Bosch Ende März einen Schritt vorwärts. Eine erste stationäre Brennstoffzelle versorgt die Stadt Bamberg künftig mit klimafreundlichen Strom. Die zwei Meter hohe kühlschrankgroße Anlage erzeugt rund zehn Kilowatt Strom und deckt den Bedarf von mehr als 20 Haushalten mit vier Personen rund um den Busbahnhof. Die entstehende Wärme werde eine Bäckerei zum Heizen und zur Warmwasseraufbereitung nutzen.

Die neue Anlage in Bamberg werde anfangs noch mit Erdgas betrieben, sei aber bereits wasserstofffähig. Schon jetzt spare die Brennstoffzelle dabei bis zu 40 Prozent an CO2-Missionen im Vergleich zum Strom-Mix in Deutschland, betonte das Unternehmen. Grundsätzlich wird das Ganze erst komplett CO2-neutral, wenn der Wasserstoff auch nachhaltig erzeugt wird.

Milliardenmarkt entsteht

Zum ersten Mal erprobe das Unternehmen eine stationäre Brennstoffzelle unter Realbedingungen, sagte eine Sprecherin von Bosch. Bisher sei die Anlage nur in den Werken getestet worden. In drei Jahren soll die Serienfertigung starten, das Unternehmen will bis dahin einen dreistelligen Millionenbetrag investieren. Nicht ohne Grund: Bosch schätzt, dass bis 2030 ein weltweiter Markt für stationäre Brennstoffzellen für industrielle und kommerzielle Anwendungen in der Größenordnung von jährlich 20 Milliarden Euro entsteht.

Mit ihren Anlagen wollen die Stuttgarter eine Fertigungskapazität von rund 200 Megawatt Leistung pro Jahr schaffen - das wäre eine Stromversorgung für die Haushalte von 400.000 Menschen. Bosch sieht sich als ersten europäischen Großkonzern, der in dieser Größenordnung die Industrialisierung und den Dauerbetrieb von stationären Anlagen angekündigt hat. Neben Bosch mischen jedoch auch andere deutsche Unternehmen im Milliardenmarkt von morgen mit: SFC Energy aus Brunnthal bei München oder SOLIDpower gehören ebenfalls zu den führenden Anbietern von Brennstoffzellen.

Über dieses Thema berichtete Deutschlandfunk am 26. April 2021 um 05:48 Uhr.