Stationäre Brennstoffzellen mit Licht und Schatten

Licht und Schatten kennzeichnen die Entwicklung bei stationären Brennstoffzellen für den Einsatz zur Hausenergieversorgung. Nach Ceramic Fuel Cells und Hexis hat mit Viessmann ein weiterer Anbieter mit der Markteinführung begonnen. Buderus und Junkers wollen im kommenden Jahr folgen. Mit Solidpower ist zur Hannover Messe ein neuer Anbieter hinzugekommen. Während Vaillant und Elcore weitere Fortschritte verzeichnen können und Baxi Innotech mit einem neuen Systempartner aufwartet, befand sich Ceramic Fuel Cells Ende März über­raschend in einem vorläufigen Insolvenzverfahren.

Die deutsche Brennstoffzellenindustrie hat inzwischen einige 100 Notstromversorgungsanlagen, über 1.000 Brennstoffzellenheizgeräte und mehrere 10.000 portable Brennstoffzellen zur netzunabhängigen Stromversorgung von Freizeitfahrzeugen und Sicherheitstechnik auf den Markt gebracht, gab die VDMA Arbeitsgemeinschaft Brennstoffzellen (VDMA AG BZ) – ein Industrienetzwerk für gut 60 Hersteller von Brennstoffzellen-Sys­temen und -Komponenten in Deutschland – anlässlich ihrer Mitgliederversammlung Anfang April bekannt. "Es gilt nun, den Markthochlauf zu be­schleunigen", bekräftigt der Vorsitzende Dr. Manfred Stefener (Elcore). Dazu brauche die Industrie verlässliche Rahmenbedingungen und eine möglichst ­geschlossene Lieferkette.

Die Umsätze der Brennstoffzellenindustrie in Deutschland mit kommerziell verfügbaren Brennstoffzellen-Heizgeräten und Stromversorgungsanlagen waren in 2014 mit 70 Mio. Euro noch moderat. Doch der VDMA erwartet für das laufende Jahr ein Wachstum von 80 Prozent. Die Brennstoffzellenindustrie könne daher optimistisch voraus blicken. "Im laufenden Jahr rechnen wir allein mit Brennstoffzellen zur Stromerzeugung mit einem Umsatzvolumen in dreistelliger Millionenhöhe", erklärt Stefener wenige Tage später auf der Hannover Messe. Doch gebe es gegenüber früheren Prognosen Verzögerungen bei der kurz- bis mittelfristigen Technologieeinführung. Die Unternehmen erwarten für 2020 nun einen von 2,0 Mrd. Euro leicht auf 1,8 Mrd. Euro reduzierten Branchenumsatz.

Die Zahl der aktuell Beschäftigten in der deutschen Brennstoffzellenindustrie decke sich hingegen mit den Erwartungen. "Bereits in 2015 arbeiten etwa 1.900 Menschen in der Brennstoffzellenindustrie. Bis zum Jahr 2020 können ­allein mit Brennstoffzellen für stationäre Anwendungen und spezielle Märkte in Deutschland knapp 5.000 Menschen ­beschäftigt werden", betont Johannes Schiel, Geschäftsführer der VDMA AG BZ. Hier war man zuletzt noch von etwa 6.000 Beschäftigten in 2020 ausgegangen. Transportanwendungen sind bei der Umfrage noch nicht berücksichtigt.

Die Technologien sind weitgehend ausgereift und die Kosten bereits deutlich gesunken, unter anderem dank der Unterstützung durch das Nationale Inno­vationsprogramm für Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologien (NIP) der Bundesregierung. „Für den erfolgreichen Sprung zur Serienfertigung braucht die Brennstoffzellenindustrie verlässliche Rahmenbedingungen zur weiteren Kostensenkung und Systemoptimierung – auch jenseits des aktuellen NIP“, betont Stefener. "Systemhersteller und Lieferanten stehen wie Anwender und Betreiber für weitere Investitionen bereit."

Über das NIP wurden seit 2007 gemeinsam von Politik und Industrie 1,4 Mrd. Euro bereitgestellt und zahlreiche Demonstrationsvorhaben realisiert. Unter anderem konnte in der Hausenergie- und der Bordstromversorgung in Deutschland der Übergang von Proto­typen zu Kleinserien umgesetzt werden. "Das Etappenziel, Alltagstauglichkeit und technologische Marktfähigkeit in Häusern und Fahrzeugen nachzuweisen, wurde erreicht", so der VDMA. "Nun gilt es, die zweite Etappe bis zum kommerziellen Marktdurchbruch zu organisieren."

Im Zentrum der künftigen Forschungs-, Entwicklungs- und Demonstrationsaktivitäten stehe die Kostenreduktion der Systeme. Für die Fortsetzung des NIP sind laut VDMA zusätzlich befristete, degressiv gestaltete und an Zielen orientierte Markteinführungsinstrumente erforderlich. Ziel der Weiterentwicklung des NIP sei die sukzessive Technologieeinfüh-rung von Brennstoffzellentechnologien in energie- und volkswirtschaftlich entscheidenden Bereichen. Mit den Erfahrungen des NIP könnte bei Brennstoffzellen für stationäre Energieversorgung mit Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) bis zum Jahr 2025 der Meilenstein von mehr als 0,5 Mio. Brennstoffzellenheizgeräten und damit tragfähige Geschäftsmodelle erreicht werden. "Brennstoffzellen werden so zur tragenden Säule der Energiewende 2.0 in Deutschland."

In den nächsten zehn Jahren würden Unternehmen in Deutschland entsprechend dem Commitment im Maßnahmenkatalog für das Folgeprogramm NIP 2.0 für den Zeitraum 2016 bis 2025 mindestens 2 Mrd. Euro in die Forschung & Entwicklung, Demonstration sowie den Markthochlauf investieren. Die im Koalitionsvertrag angekündigte Weiterführung des NIP werde mit der Umsetzung helfen, die Serienfertigung in Deutschland für den Heimmarkt und Exportmärkte aufzubauen.

Maßgeblich zur Marktvorbereitung habe der Praxistest Callux beigetragen, berichtet die Initiative Brennstoffzelle (IBZ).

Aktuell sei rund jede zweite in Deutschland installierte Brennstoffzelle für die Hausenergieversorgung ein Projekt von Callux. Der Praxistest, der bis Mitte 2016 läuft und an dem die Her­steller Baxi Innotech, Hexis und Vaillant sowie die Energieversorger EnBW, E.On, EWE, MVV Energie und VNG – Verbundnetz Gas teilnehmen, zeichne für bislang fast 500 der rund 1.000 in Deutschland installierten Geräte verantwortlich.

Wie die IBZ im Vorfeld der Hannover Messe betont, wurden die Anlagen bei Callux neben der herkömmlichen wärmegeführten Betriebsweise auch stromgeführt eingesetzt und zusammen mit der Callux-Box zur Fernsteuerung auch in virtuellen Kraftwerken erprobt. "KWK-Anlagen auf Brennstoffzellenbasis erfüllen so eine wichtige Aufgabe für die Energiewende: Die innovativen Anlagen lassen sich bei Bedarf, wenn regenerative Energieerzeuger nicht genügend Strom zur Verfügung stellen, zur Netzstabilisierung und als Stromlieferant zuschalten." Zusätzlich zur Praxisdemonstration habe Callux auch Themen wie Schulung, Marktforschung und Kommunikation verfolgt. "Für Hauseigentümer ist es faszinierend, den eigenen Strom zu erzeugen", erläutert Callux-Sprecher Alexander Dauensteiner (Vaillant). "Brennstoff­zellen-Heizgeräte sind ausgereift, gut positioniert, benötigen aber zur Markteinführung mehr staatliche Unterstützung in Form eines Technologieeinführungsprogramms."

Dies sieht Walter Bornscheuer, Leiter Technologie der Viessmann Group, ähnlich. Derzeit fehlten verlässliche politische Rahmenbedingungen. Seit Sommer vergangenen Jahres bietet Viessmann das in Kooperation mit dem japanischen Unternehmen Panasonic entwickelte Brennstoffzellen-Heizgerät Vitovalor 300-P im Markt an – Zielgruppe sind Besitzer von Ein- und Zweifamilienhäusern.

Doch bis zur Messe ISH wurden nur weniger als 100 Anlagen verkauft. Man hatte sogar mit Radiowerbung versucht, das Produkt bei den Endkunden bekannter zu machen. Die Technologie brauche noch Anschub. Das Unternehmen habe jetzt den Brutto-Endkundenlistenpreis von rund 26.000 Euro auf unter 20.000 Euro gesenkt, um die Attraktivität zu steigern.

Bei dem Gerät handele es sich um "sichere und erprobte Technologie". Seit sieben Jahren sei das Brennstoffzellenmodul in Japan im Einsatz, über 50.000 Anlagen wurden mittlerweile installiert. Das Brennstoffzellenmodul hat eine elektrische Leistung von 750 W und eine thermische Leistung von 1 kW. Der elektrische Wirkungsgrad wird mit 37 Prozent angegeben. Der integrierte Spitzenlastkessel mit Gasbrennwert schaltet sich bei erhöhtem Wärmebedarf mit einer thermischen Leistung von 5,5 bis 19 kW hinzu.

Mit dem KWK-System spare der Immobilienbesitzer im Vergleich zu einem Gasbrennwertkessel und dem üblichen Bezug von Netzstrom bis zu 40 Prozent seiner Energiekosten ein – und reduziere nebenbei die CO₂-Emissionen um rund 50 Prozent. Die "stromerzeugende Heizung" produziere im Tagesverlauf bis zu 15 kWh Strom, mit dem ein Großteil des Bedarfs im Haushalt gedeckt werden kann. Die bei der Stromerzeugung in der Brennstoffzelle gleichzeitig anfallende Wärme wird der Heizung oder Trinkwassererwärmung zugeführt.

Bei dem Brennstoffzellenmodul handelt es sich um eine mit Erdgas betriebene PEM-Brennstoffzelle (Polymerelektrolytmembran). Sie ist für eine Lebensdauer von mindestens 60.000 Betriebsstunden ausgelegt, was einem Zeitraum von etwa zehn Jahren entspricht. Für die Installation besteht das Vitovalor 300-P aus zwei Einheiten, dem Brennstoffzellenmodul und dem Spitzenlastmodul, die sich separat einbringen lassen und zusammen nur 0,65 m² Aufstellfläche beanspruchen. Beide Module sind komplett vormontiert. Es müssen nur noch ein Erdgasanschluss, eine Abgas-/Zuluftleitung, Heizungsvor- und -rücklauf sowie die Trinkwasserleitungen angeschlossen werden. Hinzu kommt noch der elektrische Anschluss für den Bezug von Strom bzw. für die Netzeinspeisung des erzeugten Stroms.

Viessmann empfiehlt für das Gas-Brennwertgerät eine Wartung im Zweijahres-Rhythmus. Ebenfalls alle zwei Jahre sei die Brennstoffzelle zu warten. Die dabei anfallenden Tätigkeiten würden sich auf den Austausch des Luft- und des Wasserfilters beschränken. Die Einrichtung zur Entschwefelung des Erdgases für die Brennstoffzelle sei wartungsfrei.

Als Ergänzung des Vitovalor 300-P bietet Viessmann für mehr Unabhängigkeit vom Stromnetz auch einen wandhängenden Stromspeicher mit Lithium-Ionen-Zellen. Bei einer Speicherkapazität von bis zu 5,5 kWh und einer möglichen Entladetiefe von 90 Prozent stünden 4,95 kWh nutzbare elektrische Energie zur Verfügung. Ein integriertes Batteriemanagement regelt die Lade- und Entladevorgänge. Ausgelegt auf mindestens 5.000 Ladezyklen sei ein Speicherbetrieb für die Dauer von bis zu 20 Jahren gewährleistet. Bei einem Ausfall der öffentlichen Stromversorgung ergänze der Stromspeicher die Stromversorgung durch das Mikro-KWK-System.

Viessmann ist über ein Jointventure mit der Schweizer Stiftung für Kunst, Kultur und Geschichte auch zu 50 Prozent an Hexis beteiligt. Das auf SOFC (Festoxid-Brennstoffzelle) basierende System Galileo befindet sich in einer "Pilot-Markteinführung".

Insgesamt wurden in den vergangenen Jahren mehr als 250 Geräte im Feld getestet. Die Brennstoffzellen liefern eine Leistung von 1 kW elektrisch und etwa 1,8 kW thermisch. Überschreitet der Wärmebedarf diesen Wert, so kann ein integrierter kondensierender Zusatzbrenner modulierend 7 bis 19 kW thermische Leistung bereitstellen. Aktuell arbeitet man an einem Galileo-Nachfolger, der im Wesentlichen über Viessmann vertrieben werden soll. Die in die Viessmann-Systemwelt integrierte neue Gerätegeneration soll 2016 in den Pilottest gehen. 2017 könnte dann die Markteinführung starten.

Innerhalb der BDR Thermea Gruppe hat SenerTec Kraft Wärme Energiesysteme den Vertrieb und den Service des neuen Brennstoffzellen-Heizgeräts Dachs InnoGen für den deutschen und europäischen Markt übernommen.

Es entstand nach dem Wechsel des Systempartners von Baxi Innotech (ebenfalls BDR Thermea Gruppe) in Kooperation mit Toshiba Fuel Cell Power Systems. Toshiba weist weltweit über 50.000 in­stallierte Brennstoffzellen-Heizgeräte auf. "Wir haben mit Toshiba einen Partner an unserer Seite, der uns als europaweiter Marktführer für hocheffiziente KWK-Anlagen auf ganzer Linie optimal ergänzt", betont Michael Boll, Geschäftsführer von SenerTec. "Toshiba steht für einen reichhaltigen Erfahrungsschatz im Bereich der Brennstoffzellen-Technologie, für erstklassige Qualität und hervorragende Leistungsdaten. Wir bieten mit unserem umfangreichen KWK Know-how und unserem bewährten Vertriebs- und Servicesystem die idealen Voraussetzungen für eine breite und schnelle Marktdurchdringung."

Der auf der ISH und der Hannover Messe erstmals der Öffentlichkeit präsentierte Dachs InnoGen überzeugt mit einem elektrischen Wirkungsgrad von mehr als 35 Prozent, unterstreicht Hagen Fuhl, Leiter Marketing und Vertrieb bei SenerTec. Die PEM Brennstoffzelleneinheit weist bis zu 700 W elektrische und bis zu 960 W thermische Leistung auf. Bei ­einer Höhe von 1,80 m passt der Dachs InnoGen auch in niedrige Kellerräume. Der modulare Aufbau umfasst neben der Brennstoffzelleneinheit einen 300 l Pufferspeicher mit Frischwasserstation, ein Hydraulikmodul, ein Energiemanager sowie einen zusätzlichen 20 kW Spitzenlastwärmeerzeuger. Dank des Pufferspeichers und einer Modulationsfähigkeit von 250 bis 700 W sei ein ganzjähriger Betrieb möglich, so Fuhl. Einmal im Jahr ist eine kleine Inspektion erforderlich, die Brennstoffzellen-Einheit muss alle drei Jahre gewartet werden. "In der zweiten Hälfte dieses Jahres wird die neue Anlage für neue und sanierte Einfamilienhäuser mit niedrigem Energiebedarf in die System­erprobung gehen", erklärt Fuhl. "Ihre Markteinführung ist für das zweite Quartal 2016 geplant. Der Markt wird zeigen, wie das System angenommen wird. Das Potential halten wir für enorm."

Bei Vaillant meidet man zwar Aussagen zu einer Markteinführung. Doch es wird im Rahmen des Auftritts innerhalb der IBZ von einem Termin 2016/2017 berichtet. Die Technik selbst sei jedenfalls bereits marktreif. Doch "Ziel ist es, die Brennstoffzellen-Heizgeräte unseren Kunden zu einem marktfähigen Preis anbieten zu können". Im Rahmen des bundesweiten Praxistests Callux sowie des europäischen Förderprojekts ene.field hätten die Vaillant Brennstoffzellen-Heizgeräte der vierten und fünften Generation mehr als eine Million Betriebsstunden geleistet. Insgesamt sind nun rund 200 Anlagen in Betrieb und beweisen ihre Alltagstauglichkeit. Etwa 120 Systeme sind in Deutschland installiert, der Rest im europäischen Ausland. "Durch Demonstrationsprojekte hin zum Seriengerät – diesen Weg konnten wir sowohl in Deutschland als auch auf europäischer Ebene bisher optimal umsetzen", resümiert Alexander Dauensteiner, Leiter Technology Portfolio Development bei der Vaillant Group.

In diesem Frühjahr nun hat Vaillant mit der sechsten Generation eine neue Ausführung seines Brennstoffzellen-Heizgeräts vorgestellt.

Die Leistung wird mit 0,8 kW elektrisch und 1,5 kW thermisch angegeben. Der elektrische Wirkungsgrad liege bei 33 Prozent. Das Gerätedesign unterscheidet sich deutlich von den Vorgängermodellen. Statt eines komplexen Systems aus mehreren Einzelkomponenten ist das neue Modell als bodenstehendes Kompaktgerät konzipiert, das die gesamte Technik in einem Ge­häuse vereint. Neben dem eigentlichen Brennstoffzellen-Modul ist dabei auch eine Brennwert-Einheit im Gerät integriert. Der weiter reduzierte Systemaufbau und die Nutzung von Standardkomponenten sei ein weiterer Schritt in Richtung Serienreife. Nach und nach würden Produktionsvolumen und Lieferketten aufgebaut.

"Eine Realisierung in Form eines Kompaktgerätes hat zahlreiche Vorteile", so Dauensteiner. "Zum einen reduziert sich der Platzbedarf für das System um circa 60 Prozent. Zum anderen vereinfacht sich die Installation aufgrund der leichteren Einbringung ins Gebäude und der geringeren Anzahl an technischen Schnitt­stellen signifikant." Beispielsweise sei eine Verrohrung unter den Komponenten fortan ebenso wenig notwendig wie die Einrichtung mehrerer Abgasführungen. Lediglich der Pufferspeicher werde noch ergänzt. "Der gesamte Installationsaufwand liegt rund 60 Prozent niedriger als bei vorherigen Brennstoffzellen-Systemen", schätzt Dauensteiner. "So werden die Kosten deutlich gesenkt."

Ziel sei es, sowohl dem Fachhandwerk als auch den Endkunden mit Serienreife ein attraktives Gesamtpaket zu liefern. Wichtig sei ein robuster und einfacher Aufbau des Systems. Dazu trage auch der Einsatz der SOFC-Technologie bei. Dadurch könne auf eine komplexe Dampfreformierung verzichtet und ein höheres Temperaturniveau im Rücklauf erzielt werden. Eingesetzt werden könne die Anlage sowohl im Neubau als auch im Bestand bei der Heizungssanierung.

Von der Elcore 2400 seien bereits über 100 Anlagen installiert, heißt es bei Elcore. Zu den Frühjahrsmessen präsentierte man nun eine neue Generation dieser "stromerzeugenden Heizung" sowie ein Optimierungspaket Elcore Plus und ein Komplettpaket Elcore Max.

Wie das Unternehmen betonte, erzeuge ihre Lösung auf PEM-Basis mit einer elekt­rischen Leistung von 300 W und einer Wärmeleistung von 700 W nur so viel Wärme, wie ein herkömmliches Eigenheim benötigt. Es eigne sich für alle bestehenden oder neu gebauten Eigenheime.

Bei der Elcore Plus handle es sich um ein "stromerzeugendes Effizienz-Upgrade" für bestehende Heizungsanlagen. Basis ist die Elcore 2400. Sie wird ergänzt um einen Schichtenpufferspeicher, eine Frischwasserstation, Heizkreisgruppen und Systemregler. Die Heizungsanlage wird als Spitzenlastgerät weiter genutzt. Die Brennstoffzelle liefere nicht nur Wärme und Strom. Sie optimiert zusätzlich die gesamte Heizung und reduziert das häufige und unwirtschaftliche Ein- und Ausschalten des bestehenden Kessels gerade in den Sommermonaten, betont das Unternehmen. Dadurch würde sie die Lebensdauer des Kessels verlängern und für weitere Effi­zienzgewinne sorgen. Somit ließen sich auch Bestandsgebäude effizienter machen, ohne den bisherigen Wärmeerzeuger auszutauschen.

Die Elcore Max sei hingegen ein "stromerzeugendes Heizungskomplettpaket" mit zusätzlicher Gasbrennwerttherme. Die Mehrkosten des Komplettpakets Elcore Max gegenüber konventionellen Heizungssystemen ohne Stromerzeugung seien so gering, dass sie bereits nach etwa zwei Jahren durch die eingesparte Energie ausgeglichen werden könnten. Danach spart der Haushalt bares Geld. In einem typischen Einfa­milienhaus liege die Ersparnis gegenüber dem kompletten Strombezug aus dem Netz und der Wärmeversorgung mit einem Gasbrennwertkessel bei rund 1.300 Euro pro Jahr.

"Wir liefern die erste stromerzeugende Heizung, die sich auch im ganz normalen Eigenheim rechnet. Die bisherigen Lösungen auf dem Markt sind für die meisten Häuser überdimensioniert und dadurch unnötig teuer. Sie erzeugen gerade im Sommer viel überflüssige Wärme und schalten sich deswegen häufig ab. Der Haushalt muss dann seinen kompletten Strom teuer einkaufen, obwohl er ihn mit dem eigenen Gerät günstig produzieren könnte. Das ist unwirtschaftlich und hat bisher den Durchbruch der stromerzeugenden Heizungen verhindert. Wir haben unser Energiesystem so ausgelegt, dass es an neun von zehn Tagen läuft und so fast kontinuierlich Kosten spart", erklärt Dr. Manfred Stefener, Gründer und geschäftsführender Gesellschafter von Elcore.

Mit Designstudien in der neuen Titanium Glas-Optik sorgte Bosch Thermotechnik auf der ISH für Aufmerksamkeit. So zeigte Buderus seine Brennstoffzellen-Energiezentrale Logapower BZH192iT und Junkers die Systemlösung Cerapower 9000i.

Nach erfolgreichen Feldtests in den vergangenen Jahren werde jetzt die Markteinführung der stromerzeugenden Heizung mit Brennstoffzellentechnologie von Partner Aisin Seiki auf Basis von SOFC vorbereitet. Insgesamt seien 25 Geräte innerhalb des Demonstrationsprogramms ene.field erfolgreich installiert worden, weitere 45 Brennstoffzellen würden planmäßig bis Mitte 2016 eingebaut. Es habe bereits positive Rückmeldungen "für die einfache Installation nach dem Plug&Play Prinzip bekommen", berichtet Uwe Glock, Vorsitzender der Geschäftsführung von Bosch Thermotechnik.

Die Geräte weisen eine elekt­rische Leistung von 0,7 kW (bei einem elektrischen Wirkungsgrad von bis zu 45 Prozent) und eine thermische Leistung der Brennstoffzelle von 0,62 kW auf. Ins Gehäuse integriert sind zudem bei Buderus ein Gasbrennwert Hybridgerät mit 14 kW oder 24 kW Nennleistung, bei Junkers beträgt die Nennwärmeleistung von Brennstoffzelle und Gasbrennwertgerät bis zu 25 kW. Die Brennstoffzellensysteme lassen sich bei ene.field unter euro­päischen Randbedingungen (wie Gas­zusammensetzung, Netzanschluss oder Inneninstallation) in Neubauten wie Altbauten betreiben. Möglich seien Jahreslaufzeiten von über 8.000 h im Einfamilienhaus. "Die Endkunden zeigen großes Interesse an der eigenen Stromerzeugung und wollen an der Energiewende partizipieren", erklärt Glock. "Dazu trägt wesentlich bei, dass die erwarteten Energieeinsparungen im realen Betrieb tatsächlich eintreten." Nach Angaben von Buderus und Junkers können Hauseigentümer eine Energiekostensenkung von bis zu 1.300 Euro jährlich erzielen.

Die SOFC arbeitet bei zirka 700 °C und benötigt nur einen relativ einfachen, integ­rierbaren Reformierungsprozess (Aufbereitung von Wasserstoff aus dem Erdgas). In die Gehäuse integriert sind bei Buderus und Junkers neben den Gasbrennwertgeräten jeweils auch ein 75 l Warmwasserspeicher und ein 135 l Pufferspeicher. Die Gasbrennwertgeräte kommen über ein integriertes Mischventil nur bei Bedarfsspitzen zum Einsatz, das heißt, wenn kurzfristig eine größere Menge warmes Wasser benötigt wird. Alle Komponenten seien modular aufgebaut und vormontiert.

"Das ene.field Demonstrationsprojekt wird zeigen, dass die Geräte in jeder Hinsicht reif für die Markteinführung in der Fläche sind. Für die erfolgreiche Marktdurchdringung ist daneben auch die wirtschaftliche Betrachtung entscheidend. Um die Investitionskosten zu senken und dadurch die Wirtschaftlichkeit weiter zu verbessern, ist eine Erhöhung der Stückzahl notwendig. Diese kann zum Beispiel durch ein Marktanreizprogramm und den Abbau von Bürokratie erreicht werden", erläutert Glock. "Wir werden 2016 die ersten Geräte in den Markt einführen und erwarten ab 2018 einen spürbaren Marktanstieg."

Die Markteinführung längst gestartet hatte Ceramic Fuel Cells (CFC) – zuletzt waren knapp 600 Anlagen installiert. Doch Ende März befand man sich überraschend in einem vorläufigen Insolvenzverfahren. Wie zu hören war, befand sich die Geschäftsführung der CFC-Gruppe auf der Suche nach Investoren und führte bereits Gespräche mit Interessenten. Zudem sei der Geschäftsbetrieb und besonders der Anlagenservice weiter fortgeführt worden.

Der deutsch-australische Hersteller mit Hauptsitz in Melbourne ist seit 2006 in Deutschland mit einer Tochtergesellschaft vertreten. In Heinsberg bei Aachen startete 2009 die Serienfertigung für Brennstoffzellenstapel auf SOFC-Basis. Seit 2011 werden dort auch komplette BlueGen-Systeme für den Weltmarkt gefertigt. BlueGen heißen die mit Erdgas oder Bioerdgas betriebenen Anlagen, die eine Nennleistung von 1,5 kW elektrisch und 0,6 kW thermisch aufweisen.

Bei der Entwicklung hatte man einen besonderen Schwerpunkt auf einen möglichst hohen elektrischen Wirkungsgrad gelegt. Dieser erreicht einen Wert von 60 Prozent. Es wird mehr Strom und weniger Wärme produziert. Das Konzept sieht BlueGen denn auch als dezentrales Kleinkraftwerk, das stromgeführt ganzjährig betrieben und über einen Warmwasserspeicher – als Beistell-Lösung – in vorhandene Heizsysteme integriert werden kann.

Als neues Mitglied der IBZ präsentierte Solidpower auf der Hannover Messe die EnGen 2500, ein "Brennstoffzellen-Energiegerät" auf Basis der SOFC-Technologie.

Es hat eine Leistung von maximal 2,5 kW elektrisch und 2 kW thermisch. Den elektrischen Wirkungsgrad gibt das Unternehmen mit 50 Prozent an. Das Konzept sieht auch hier eine Kombination mit vorhandener Heizungstechnik vor. Als Zielgruppen sieht man Eigenheimbesitzer, kleinere Industrie- und Büroeinheiten, Gewerbebetriebe ­sowie Energieversorgungsunternehmen. Bei größerem Energiebedarf könnten bis zu sechs Einheiten in Reihe zusammengeschlossen werden.

"Wir müssen schon etwas über den Tellerrand schauen, damit die Eigen­produktion von Strom und Wärme mit Brennstoffzellen langfristig marktfähig ist und bleibt", forderte Guido Gummert, Geschäftsführer von Solid­power, auf der Hannover Messe. Es reiche nicht mehr aus, die Bedarfsprognose über den Wärmebedarf zu definieren. Der größte Energiebedarf der Zukunft liege nachweislich im steigenden Strombedarf – und führe damit auch weiterhin zu steigenden Kosten im Eigenheim wie auch bei klein- und mittelständischen Betrieben.

Aktuell arbeite man an dem Aufbau eines europaweiten Servicenetzes und der Schulung ausgewählter, lokaler Fachhandwerksbetriebe (für Installation, Service und Wartung). Der Markteinstieg sei für die Jahreswende 2016/2017 geplant. "Wir sind mit der EnGen 2500 dem Entwicklungsstadium entwachsen und dabei, eine ausgereifte Technik mit Hilfe der Förderung durch das europäische ene.field Förderprogramm für den bevorstehenden Markteinstieg fit zu machen", erklärt Gummert. Und Alberto Ravagni, CEO der Firmengruppe mit Sitz im italienischen Mezzolombardo, ergänzt: "Mit der EnGen 2500 haben wir ein Gerät spezifiziert und entwickelt, das die Anforderungen eines zukünftigen Energiemarktes mit individuellen Energielösungen oder einen Betrieb in intel­ligenten Stromnetzen (Smart Grids) erfüllt."

Die Entwicklung des Brennstoffzellen-Stacks finde im unternehmenseigenen Technologiezentrum in der Schweiz statt, in Italien kümmere man sich um die Entwicklung und Produktion der Energiegeräte, und von Deutschland aus werde derzeit für die Unternehmensgruppe das Vertriebs- und Servicenetz europaweit ­installiert. Während die Stackfertigung schon mit einer möglichen Kapazität von 2 MW pro Jahr im Werk in Mezzolombardo installiert ist, befinde sich die Systemfertigung noch in einem Stadium niedriger Automation. Unter dem Stichwort Industrie 4.0 sollen intelligente Produktionsmethoden dafür sorgen, Zielkosten zu erreichen und Arbeitsplätze in Italien und anderen europäischen Ländern zu erhalten oder neue aufzubauen, betont Ravagni.

Bis zum Frühjahr waren nach Information von Gummert schon 50 Anlagen produziert. Feldtests liefen in Norditalien, Großbritannien, Slowenien und der Schweiz. An ene.field wolle man sich mit insgesamt 86 Anlagen beteiligen. In Deutschland sollen die ersten beiden Aggregate ab diesem Sommer bei Stadtwerke Augsburg Energie ihre Praxis­tauglichkeit unter Beweis stellen.

"Der steigende Anteil erneuerbarer Energien an der Energieerzeugung verändert die europäische Energielandschaft grundlegend; die Dezentralisierung der Energieversorgung nimmt weiter zu. Dabei können hochinnovative Technologien wie stationäre Brennstoffzellen eine wichtige Rolle spielen, denn sie können sowohl fossile als auch grüne Energieträger sehr effizient in Strom und Wärme umwandeln. So erreichen sie eine elektrische Effizienz von bis zu 60 Prozent, die kombinierte elektrische und thermische Effizienz kann sogar über 90 Prozent liegen." Zu diesem Fazit kommt eine jüngst vorgestellte Studie von Roland Berger Strategy Consultants und dem Fuel Cells and Hydrogen Joint Undertaking, eine öffentlich-private Partnerschaft zwischen der Europäischen Kommission, Vertretern der Brennstoffzellen- und Wasserstoffbranche sowie Forschungs- und Bildungseinrichtungen. Dabei wurde das Kommerzialisierungspotential von stationären Brennstoffzellen untersucht.

Die Technologie könne von der gut ausgebauten Erdgasinfrastruktur in Europa profitieren, so Heiko Ammermann, Partner von Roland Berger Strategy Consultants. Das jährliche Gesamtmarkt­potential allein für Mikro-KWK in Ein- und Zweifamilienhäusern liege in Deutschland, Großbritannien, Italien und Polen bei zusammen rund 2,5 Mio. Einheiten. Mikro-KWK-Anlagen und ausgewählte Industrielösungen auf Brennstoffzellenbasis würden in naher Zukunft vermutlich den größten Fortschritt in Richtung kommerzieller Nutzung machen. "In Japan, Südkorea und den USA sind solche Systeme schon seit mehreren Jahren im Markt. Die europäische Industrie muss nun aufschließen."

Stationäre Brennstoffzellen können erheblich dazu beitragen, Treibhausgasemissionen und Energieverbrauch zu senken. So entfallen auf ein teilsaniertes Einfamilienhaus in Deutschland beim aktuellen Energiemix mit einer Brennstoffzellen-Mikro-KWK-Anlage rund 30 Prozent weniger CO₂-Emissionen pro Jahr als mit einem modernen Gas-Brennwertkessel und Netzstromversorgung. Der Ausstoß von Schadstoffen wie NOx oder SOx lässt sich fast komplett vermeiden. Nun gehe es darum, die Kapitalkosten zu reduzieren. "Die Technologie wird erst dann in größerem Umfang auf dem europäischen Markt erfolgreich sein, wenn die Kapitalkosten für Kunden deutlich reduziert werden", ist Ammermann überzeugt.