{"id":92852,"date":"2023-07-25T10:15:16","date_gmt":"2023-07-25T08:15:16","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/?p=92852"},"modified":"2023-07-25T10:40:24","modified_gmt":"2023-07-25T08:40:24","slug":"brennstoffzellen-wie-entwickeln-sich-technologien-markt-und-produktion-in-zukunft-weiter","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/de\/energie\/brennstoffzellen-wie-entwickeln-sich-technologien-markt-und-produktion-in-zukunft-weiter\/","title":{"rendered":"Brennstoffzellen: Wie entwickeln sich Technologien, Markt und Produktion in Zukunft weiter?"},"content":{"rendered":"\n

Im Projekt \u00bbH2GO\u00ab f\u00fchrt das Fraunhofer ISI eine Innovationsanalyse zu Brennstoffzellen durch, deren Ergebnisse jetzt auf einer neuen Webseite ver\u00f6ffentlicht wurden. <\/p>\n\n\n\n

Sie umfasst Erkenntnisse zur Entwicklung und Diffusion neuer Technologien genauso wie Einsch\u00e4tzungen zur Entstehung neuer M\u00e4rkte und zum Aufbau von Produktionskapazit\u00e4ten. Gemeinsam mit komplement\u00e4ren Untersuchungen zur Elektrolyse entsteht so eine Basis f\u00fcr einen umfassendes Roadmapping f\u00fcr Wasserstofftechnologien.<\/p>\n\n\n\n

Wasserstoff gilt als wichtiger zuk\u00fcnftiger Energietr\u00e4ger und spielt im Rahmen der weiteren Ausgestaltung der Energiewende und aus energiestrategischer Sicht eine zentrale Rolle. Brennstoffzellen sind dabei eine Schl\u00fcsseltechnologie f\u00fcr den flexiblen Einsatz des Energietr\u00e4gers etwa im Verkehrssektor. Im Projekt \u00bbH2GO \u2013 Nationaler Aktionsplan Brennstoffzellen-Produktion\u00ab arbeiten 19 Fraunhofer-Institute gemeinsam an der Entwicklung von technischen L\u00f6sungen f\u00fcr einen z\u00fcgigen Markthochlauf der Brennstoffzellen-Produktion, um damit eine nachhaltige Antriebsoption zur signifikanten CO2<\/sub>-Reduzierung im Schwerlastverkehr in Deutschland zu etablieren.<\/p>\n\n\n\n

Das Fraunhofer ISI f\u00fchrte in \u00bbH2GO\u00ab ein Monitoring von Innovationsdaten zu Brennstoffzellen-Technologien durch, das Forschungsnetzwerke, Patentdaten, Markterwartungen und Produktionsaufbau ber\u00fccksichtigt. Es differenziert drei Technologie-Bereiche, die sich unter anderem nach Arbeitstemperatur und elektrochemischem Zellaufbau unterscheiden: Erstens die Polymerelektrolytmembran bzw. PEM-Brennstoffzellen, die sich besonders f\u00fcr Anwendungen im Verkehr eignen und heute schon in Schienenfahrzeugen oder U-Booten verbaut werden. K\u00fcnftig k\u00f6nnten sie im Schwerlastverkehr Anwendung finden. Zweitens Hochtemperatur-Brennstoffzellen, die sich aufgrund ihrer h\u00f6heren Arbeitstemperatur eher f\u00fcr Kraft-W\u00e4rme-Kopplung eignen. Schlie\u00dflich erfasst das Monitoring noch alternative Brennstoffzellentypen, die sich deutlich von den anderen beiden unterscheiden und derzeit eine untergeordnete Rolle spielen.<\/p>\n\n\n\n

Wie k\u00f6nnte sich der globale Markt f\u00fcr Brennstoffzellen in Zukunft entwickeln?<\/h4>\n\n\n\n

Eine der zentralen Fragen des Monitorings war, welche Bedeutung der globale Brennstoffzellen-Markt in Zukunft erlangen k\u00f6nnte. Die im Projekt durchgef\u00fchrte Meta-Analyse zeigt eine enorme Spannbreite der Markterwartungen auf: Prognosen beziffern j\u00e4hrliche Wachstumsraten zwischen 10 und 41 Prozent, wobei die gro\u00dfe Mehrheit der betrachteten Studien von einem mittleren Wachstum zwischen 15 und 30 Prozent ausgeht. F\u00fcr das Jahr 2030 werden zudem j\u00e4hrliche Umsatzzahlen zwischen knapp 2 und 87 Mrd. US-Dollar prognostiziert. Die enorme Spannweite spiegelt die gro\u00dfe Unsicherheit wider, die ohnehin mit der Entstehung neuer M\u00e4rkte verbunden ist. Die hohe Dynamik der Energiewende verst\u00e4rkt den Effekt, da in vielen Anwendungen verschiedene technische Alternativen zur Abl\u00f6sung fossiler Energietr\u00e4ger konkurrieren.<\/p>\n\n\n\n

Das Monitoring nahm zudem relevante Patentanmeldungen unter die Lupe, um globale Aktivit\u00e4ten nach L\u00e4ndern, Akteuren und Technologien aufzuschl\u00fcsseln. Im Zeitraum von 1985 bis 2020 sind weltweit \u00fcber 30.000 Erfindungen mit Bezug zu Brennstoffzellen markt\u00fcbergreifend angemeldet worden. Rund ein Drittel davon stammt aus Japan, Deutschland rangiert mit 4.642 Patentanmeldung hinter den USA (7.339) international auf dem dritten Platz, gefolgt von S\u00fcdkorea (1.658), Frankreich (1.280), Kanada (996), Gro\u00dfbritannien (980) und China (777). Unter industriellen Akteuren stechen drei japanische Unternehmen heraus, die im Patent-Ranking die drei ersten Pl\u00e4tze belegen: Toyota, Matsushita und Nissan. Deutschland ist mit der Robert Bosch GmbH, der Siemens AG und der Daimer AG dreimal unter den Top 10 vertreten, was seine starke Position auf dem globalen Brennstoffzellen-Markt untermauert. Eine Differenzierung der Patente nach Technologien zeigt eine besondere Dynamik bei PEM-Brennstoffzellen auf. Die j\u00fcngsten verf\u00fcgbaren Zahlen aus dem Jahr 2020 weisen 305 einschl\u00e4gige PEM-Patentanmeldungen aus, gefolgt von Hochtemperatur-Technologien (185), w\u00e4hrend f\u00fcr alternative Brennstoffzellen in 2020 nur 65 Patentanmeldungen erfasst wurden.<\/p>\n\n\n\n

F\u00f6rdermittel als wichtige Innovationstreiber<\/h4>\n\n\n\n

Gerade in fr\u00fchen Innovationsphasen ist die staatliche F\u00f6rderung ein wichtiger Treiber zur Entwicklung neuer Technologien. In Deutschland konnte durch eine systematische F\u00f6rderung ein umfassendes Forschungsnetzwerk zu Brennstoffzellen unter starker Beteiligung der Industrie etabliert werden. So beteiligten sich bis heute mehr als 500 Unternehmen \u2013 darunter 270 KMU \u2013 an einschl\u00e4gigen F\u00f6rdervorhaben, die sie zumeist eng mit Verbundpartnern aus Wissenschaft und Wirtschaft vernetzen. In Summe zeigt sich, dass sich seit 2017 eine stetige Zunahme der F\u00f6rderung durch den Bund speziell f\u00fcr die PEM-Technologie (ca. 130 Mio. Euro in 2023) beobachten l\u00e4sst, w\u00e4hrend auch Investitionen in Hochtemperatur-Brennstoffzellen (ca. 14 Mio. Euro in 2023) \u00fcber den Zeitverlauf konsistent vorangetrieben werden. Auch ist eine deutliche Zunahme an F\u00f6rderung ohne direkte Zuordnung zu einer bestimmten Brennstoffzell-Technologie seit 2009 festzustellen. Es handelt sich dabei zumeist um Markthochlauf- und Marktanreizprogramme wie z.B. Verkehrsprojekte mit Brennstoffzell-Fahrzeugen oder den Aufbau einer Tankstelleninfrastruktur. Hier engagieren sich vor allem das BMDV (ca. 233 Mio. Euro in 2023), aber auch das BMWK (mit ca. 64 Mio. Euro in 2023) und das BMBF (mit ca. 27 Mio. Euro in 2023) als F\u00f6rdergeber.<\/p>\n\n\n\n

Dr. Henning D\u00f6scher, der am Fraunhofer ISI die Forschungsarbeiten zu \u00bbH2GO\u00ab koordiniert, verweist auch auf den weltweit beginnenden Aufbau von Produktionskapazit\u00e4ten: \u00bbIn der laufende Dekade erreichen wir nach heutiger Datenlage global eine Kapazit\u00e4t von etwa 300 Millionen hergestellten PEM-Brennstoffzellen pro Jahr, die prim\u00e4r f\u00fcr Mobilit\u00e4tsl\u00f6sungen verwendet werden d\u00fcrften.\u00ab Laut D\u00f6scher k\u00f6nnten damit dann etwa 250.000 Lkw pro Jahr ausgestattet werden. Die Investitionsank\u00fcndigungen zum Produktionsaufbau in der laufenden Dekade belaufen sich auf mindestens 14,7 Milliarden US-Dollar. Die verf\u00fcgbaren Daten seien derzeit aber noch l\u00fcckenhaft, eine Mehrheit der Ank\u00fcndigungen stamme von chinesischen Firmen. Aber auch in Frankreich, Korea und Deutschland zeichneten sich industrielle Investitionen ab. Der Forscher vom Fraunhofer ISI sieht Deutschland als wichtigen Innovationsstandort f\u00fcr Brennstoffzell-Technologien und gro\u00dfe Chancen f\u00fcr die heimische Industrie: \u00bbDas erfordert jedoch kluge und konsequente Investitionen, sowohl von Seiten der Industrie in die Skalierung der Produktion, als auch von Seiten des Staates in Forschung, Entwicklung und den durchdachten Aufbau einer initialen Infrastruktur \u2013 andernfalls besteht mittelfristig die Gefahr, international den Anschluss zu verlieren.\u00ab <\/p>\n\n\n\n