Wenn ein Marktriese wie Bosch in den Markt für mobile Brennstoffzellen einsteigt und sich nicht weniger vornimmt als den „Durchbruch der Technik für Lkw und Pkw“, dann ist das eine Hausnummer. Die Brennstoffzellentechnik ist nicht ganz unkompliziert: Das Herzstück der Technik ist der sogenannte Stack, ein aus Brennstoffzellen und bipolaren Trennplatten bestehender „Brennstoffzellen-Stapel“, der Wasserstoff und zugeführte Luft in elektrische Energie wandelt.
Zur Weiterentwicklung und Produktion von Stacks ist Bosch jetzt eine Kooperation mit dem schwedischen Hersteller Powercell Sweden AB, der bereits Brennstoffzellen-Stacks herstellt, eingegangen. Die Vereinbarung sieht vor, dass beide Partner den Stack auf Basis der Polymerelektrolyt-Brennstoffzelle (PEM) gemeinsam zur Serienreife weiterentwickeln und Bosch in Lizenz die Technik für den weltweiten Automotive-Markt in Serie fertigt. Der Stack ergänzt das Bosch-Portfolio an Brennstoffzellen-Komponenten und soll spätestens 2022 auf den Markt kommen. „Bosch hat im Bereich der Brennstoffzelle ein starkes Blatt auf der Hand“, ist Dr. Stefan Hartung, Bosch-Geschäftsführer und Vorsitzender des Unternehmensbereichs Mobility Solutions, überzeugt. „Technologie zu industrialisieren ist eine unserer Stärken. Das gehen wir jetzt konsequent an und erschließen den Markt.“ Bosch sieht im Geschäft mit mobiler Brennstoffzellen-Technik langfristig Potenzial in Milliardenhöhe. Bis 2030 werden nach Bosch-Schätzung bis zu 20 Prozent aller Elektrofahrzeuge weltweit mit Brennstoffzellen angetrieben. Powercell-CEO Per Wassén sieht in der Kooperation mit Bosch den richtigen Schritt für einen erfolgreichen Markteintritt: „Mit seiner ganzen Power und Kompetenz eröffnet Bosch unserer Brennstoffzellen-Technik die Möglichkeit, im Automotive-Markt Fuß zu fassen. Bosch ist der beste Partner, den wir uns dafür vorstellen können.“
Brennstoffzellen-Technik für Nutzfahrzeuge und Pkw
Die besten Chancen für einen breiten Einsatz der Brennstoffzellen-Technik sieht Bosch zunächst im Nutzfahrzeug-Markt. Die Flottenvorgaben der Europäischen Union für Lkw sehen bis 2025 eine Minderung der CO2-Emissionen um im Schnitt 15 Prozent, bis 2030 um 30 Prozent vor. Dieses Ziel lässt sich nach Ansicht von Bosch nur mit einer zunehmenden Elektrifizierung des Antriebs erreichen. Die Brennstoffzelle spielt hierfür eine entscheidende Rolle. Ausgehend von den Nutzfahrzeugen werden Brennstoffzellen-Antriebe nach der Planung von Bosch in der Zukunft dann auch im Pkw vermehrt zum Einsatz kommen. Dafür müssen jedoch sukzessive die Kosten für Brennstoffzellen-Systeme sinken. Größter Posten ist der Stack. Dieser macht bis zu zwei Drittel der Gesamtkosten eines Brennstoffzellen-Systems aus. „Durch die Industrialisierung und über die Verbreitung der Technik am Markt wird Bosch Skaleneffekte erzielen und an der Kostenschraube drehen“, glaubt Hartung. Sinken müssen die Kosten auch noch beim Wasserstoff. Aktuell wird der Energieträger hauptsächlich für industrielle Anwendungen hergestellt mit einem Kilogrammpreis von oft mehr als fünf Euro. Mit steigender Produktion sollte der Preis tendenziell noch fallen. Ein Kilogramm Wasserstoff enthält so viel Energie wie 3,3 Liter Diesel. Für 100 Kilometer würde ein 40-Tonner etwa neun bis zehn Kilogramm Wasserstoff benötigen.
Wasserstoff könnte im Idealfall klimaneutral mit erneuerbarem Strom hergestellt werden. An der Optimierung dieses Prozesses arbeiten verschiedene Industrieunternehmen. Auch gibt es in Deutschland bereits ein kleines Wasserstoff-Tankstellennetz von etwas mehr als 60 Stationen – Tendenz steigend. Getankt wird Wasserstoff innerhalb weniger Minuten als hochkomprimiertes Gas. In der Brennstoffzelle, von der mehrere zusammengeschaltet den Stack ergeben, reagiert der Wasserstoff mit Sauerstoff. Dabei entsteht – neben Wasser als Überbleibsel – elektrische Energie. Diese kann entweder zum Laden einer Batterie im Fahrzeug genutzt werden, oder sie treibt direkt den elektrischen Motor an. Durch das flexible Kombinieren von zwei oder mehreren Stacks kann ein Leistungsspektrum von Pkw bis schweren Lkw abgedeckt werden. Powercell stellt mit seinen 60 Mitarbeitern Stacks mit bis zu 125 Kilowatt Leistung zunehmend automatisiert her. Das 2008 als Ausgliederung der Volvo Gruppe gegründete Unternehmen mit Sitz in Göteborg liefert bereits Brennstoffzellen für Lkw- und Pkw-Prototypen. Auch Bosch verfügt bereits Know-how in der Brennstoffzellen-Technik und hat etliche Komponenten für Brennstoffzellen in Lkw und Pkw entwickelt. Dazu gehören unter anderem ein Luftkompressor mit Leistungselektronik sowie ein Steuergerät mit Sensoren.
Bosch-Kooperation auch bei stationären Brennstoffzellen
Neben PEM-Brennstoffzellen ist Bosch bei den sogenannten Festoxid-Brennstoffzellen (SOFC) aktiv. Mit dem britischen Spezialisten Ceres Power entwickelt Bosch seit Mitte des vergangenen Jahres die SOFC-Technik weiter, um zum Beispiel Fabriken oder Rechenzentren dezentral mit Strom zu versorgen. Die Technik soll kleine Kraftwerke ermöglichen, die überall in der Stadt sowie in Industrie- und Gewerbegebieten platziert werden können. Durch die hohe Flexibilität der standardisierten Anlagen können unter anderem Lastspitzen besser abgedeckt werden. In der Zukunft soll ein SOFC-Modul eine elektrische Leistung von 10 Kilowatt erzeugen. Für einen höheren Energiebedarf lassen sich beliebig viele Module mit gleicher Leistung vernetzen.
