Brennstoffzellen von Ekpo Fuel Cell Technologies für Systemlösungen

»Jürgen Goroncy, freier Mitarbeiter der KEM Automobilkonstruktion, Besigheim

KEM Konstruktion: Warum benötigt Elring Klinger, trotz mehr als zwanzigjähriger Erfahrung, mit Plastic Omnium einen Partner bei der Entwicklung und Vermarktung von Brennstoffzellen?

Diez: Wer Brennstoffzellenstacks entwickelt, muss auch Systemkenntnis haben und umgekehrt. Denn beispielsweise ist der richtige Betriebspunkt entscheidend für den Wasserstoffverbrauch sowie auch für die Lebensdauer des Stacks. Wir sehen schon seit einiger Zeit, dass die Wasserstoffmobilität sehr kundenspezifische aber auch ganzheitliche System-Lösungen erfordert. Folglich haben wir nach einem Partner gesucht, der die Stärken von Elring Klinger ergänzt. Plastic Omnium wird sich auf das Systemgeschäft einschließlich Tank konzentrieren, Elring Klinger hat seine Kernkompetenz beim Brennstoffzellenstack und den Stack-Komponenten. Das schließt eine enge Zusammenarbeit der beiden Partner bei der Produktentwicklung und Systemoptimierung mit ein. Zweiter Beweggrund war die dynamische technische Entwicklung bei Brennstoffzellensystemen sowie der absehbare Markthochlauf. Selbstverständlich stellen sich auch Wettbewerber hierauf ein. Insbesondere die Zulieferer formen sich und agieren hier sehr dynamisch, kooperieren, akquirieren und bauen Systemkompetenz auf. Trotz unseres technischen Vorsprungs bei Brennstoffzellenstacks hielten wir es für geboten, uns strategisch breiter aufzustellen, um weiterhin Technologieführer zu bleiben.

KEM Konstruktion: Wie sieht die Zusammenarbeit der Partner im Detail aus?

Diez: Elring Klinger hält 60% und Plastic Omnium 40% der Anteile an dem Gemeinschaftsunternehmen. In dieses Unternehmen bringt Elring Klinger in erster Linie sein umfangreiches Know-how sowie die zugehörigen Assets hinsichtlich Brennstoffzellenstacks ein. Dazu gehören mehr als 150 Mitarbeiter, mehr als 150 Patente, Forschungs- und Entwicklungsleistungen, das brennstoffzellenbezogene Komponentengeschäft sowie mehrere Brennstoffzellenstack-Plattformen mit hoher Leistungsdichte, die bereits vermarktet werden. Mit einer Investition von 100 Mio. Euro in das neue Unternehmen beabsichtigt Plastic Omnium, die Innovation zu beschleunigen, die kommerzielle Pipeline zu erweitern und die Produktionskapazitäten zu erhöhen. Plastic Omnium erwarb außerdem die auf Brennstoffzellen-Systemlösungen spezialisierte österreichische Elring-Klinger-Tochtergesellschaft Elring Klinger Fuelcell Systems Austria GmbH (Ekat) zu einem Unternehmenswert von 15 Mio. Euro. Sitz der Gesellschaft ist Dettingen/Erms.

KEM Konstruktion: Die Stacks von Ekpo haben eine hohe Leistungsdichte haben. Wie hoch ist sie und wie wurde das erreicht?

Diez: Die Zellstapel ohne Anbauteile, erreichen eine Leistungsdichten von sechs kW/l Volumen. Wir nutzen einerseits metallische Bipolarplatten, die durch extrem dünne Bleche sehr kompakt sind. Andererseits zeichnen sich unsere Stacks durch ein optimales Flowfield aus, sprich, in einer Zelle ist an jeder Stelle eine optimale Konzentration von Wasserstoff und Sauerstoff gegeben. Wären in der Zelle einige Zonen mit Sauerstoff oder Wasserstoff unterversorgt, würde der Wirkungsgrad leiden.

KEM Konstruktion: Warum ist Ekpo bei den Bipolarplatten und beim Flowfield führend?

Diez: Unser Wettbewerbsvorteil ist die enge Zusammenarbeit der Entwicklungsingenieure und der Fertigungsspezialisten von Beginn des Entwicklungsprozesses an. Hier hilft uns das bei Elring Klinger über Jahrzehnte erworbene Know-how zu den Strömungs- und Mischungsprozessen im Brennraum von Verbrennungsmotoren. Natürlich sind die chemischen Prozesse fundamental anders, aber die Tools für die strömungstechnischen Berechnungen beherrschen unsere Mitarbeiter seit jeher sehr gut.

KEM Konstruktion: Befinden sich bereits Autos mit Ekpo-System auf dem Markt?

Diez: Ja, in Asien sind bereits heute Fahrzeuge mit unserer Technologie an Bord unterwegs.

KEM Konstruktion: Sieht Ekpo den Automobilbereich als Hauptmarkt?

Diez: Wir sehen vor allem im Nutzfahrzeugbereich großes Marktpotenzial, das wir sukzessive erschließen wollen. Daneben dürften Schienenfahrzeuge und Schiffe weitere attraktive Anwendungsgebiete werden. Bei Schiffen sind zwar die absoluten Stückzahlen nicht besonders hoch, aber die geforderten Antriebsleistungen pro Einheit. Im Bahnverkehr verspricht die Brennstoffzelle eine kostengünstigere Elektrifizierung von Nebenstrecken im Vergleich zum Bau einer Oberleitung.

KEM Konstruktion: Oftmals werden die hohen Kosten eines Brennstoffzellenstacks als entscheidender Nachteil bezeichnet. Wann werden die Kosten deutlich sinken?

Diez: Eine eindeutige Aussage zu den Preisen zu treffen ist relativ schwierig, da diese sehr stark von Skaleneffekten abhängen. Kostspielig ist vor allem die katalysatorbeschichtete Membran. Bei größeren Volumen verzeichnen wir jedoch bereits heute sinkende Kosten pro hergestelltem Produkt. Bis 2030 werden sich die Kosten auf ein Fünftel reduzieren.

KEM Konstruktion: Werden Ihre Kunden Komplettsysteme verlangen oder Teilsysteme wie Brennstoffzellenstacks oder Wasserstofftanks?

Diez: Wir glauben, dass zunächst viele Kunden eher Komplettsysteme kaufen. Wenn die Kunden – vorzugsweise die OEMs – das System Brennstoffzellenantrieb zunehmend selbst entwickeln, werden sie Stack, Tank und elektrischen Antrieb möglicherweise eher von verschiedenen Lieferanten beziehen und in Eigenregie ins Fahrzeug integrieren. Bei zukünftig sehr hohen Stückzahlen , werden sie vielleicht sogar eine eigene Stackproduktion aufbauen. Dann können wir unsere Bipolarplatten und weitere Stackkomponenten beisteuern. Wir sehen daher in allen Phasen der Marktentwicklung genügend Absatzchancen für unsere Produkte.

KEM Konstruktion: Wer sind die wichtigsten Wettbewerber?

Diez: Es gibt einige Wettbewerber für Stacks, die einen eher wissenschaftlichen Background haben. Generell dürfte es für Unternehmen von außerhalb der Automobilbranche eher schwierig sein, die hohen Anforderungen der OEMs, etwa bezüglich Automotive- Entwicklungsprozessen oder Produktqualität, zu verstehen und zu beherrschen. Das dürfte bei den Stacks ein gewichtiger Wettbewerbsvorteil für uns sein. Es wird aber sicherlich auch einige große Tier1-Zulieferer geben, die ebenfalls Stacks entwickeln und produzieren werden.

KEM Konstruktion: Welchen Antriebsmix erwarten Sie im Jahr 2030 bei Pkw und leichten Nutzfahrzeugen?

Diez: Verschiedene Studien renommierter Institutionen geben unterschiedliche Aussagen hierüber. Anhand der aktuellen und kommenden administrativen Vorgaben und Markttendenzen ist klar, dass die Stückzahlen beim klassischen Verbrennungsmotor zurückgehen werden. Batterieelektrische Antriebe und Hybridfahrzeuge werden zunehmen. Hybride aller Art machen vielleicht mehr als 50% und batterieelektrische Antriebe gut 30% aus.

KEM Konstruktion: Was bedeutet die Wasserstoffstrategie der Bundesregierung für die gesamte Autobranche und speziell für Ekpo?

Diez: Diese nationale Wasserstoffstrategie der Bundesregierung ist sinnvollerweise in den europäischen Förderrahmen IPCEI (Important Projects of Common European Interest) eingebunden. In dieser gemeinsamen Investitionsinitiative fördern europäische Unternehmen und staatliche Förderprogramme integrierte Projekte entlang der gesamten Wasserstoff-Wertschöpfungskette. Damit können wir das Henne-Ei-Problem lösen: Ohne Wasserstoff-Tankstellen kauft niemand Fahrzeuge mit Brennstoffzellenantrieb, ohne Brennstoffzellenantrieb lohnt sich kein Aufbau einer Wasserstoff-Infrastruktur. Ich bin über IPCEI sehr froh, denn sonst laufen uns die Asiaten ähnlich wie bei der Lithium-Ionen-Zellproduktion wieder den Rang ab. Das wäre industriepolitisch und gesamtwirtschaftlich für Europa eine Katastrophe.

KEM Konstruktion: Sind die Europäer bei der Wasserstofftechnik ähnlich im Rückstand wie bei den Lithium-Ionen-Zellen?

Diez: Zum Glück ein klares Nein. Zwar sind insbesondere Japan und Südkorea bei der Wasserstoffwirtschaft und -technik sehr fortschrittlich. Aber die europäische und nordamerikanische Industrie ist hier technologisch absolut auf Augenhöhe. Nicht umsonst suchen etliche chinesische/asiatische Unternehmen Kooperationen mit europäischen Brennstoffzellenherstellern. Aber wir müssen natürlich sehr aufpassen, dass wir durch Zögern oder unglückliche Entscheidungen hier nicht den Anschluss verlieren. Von daher müssen wir mit Vollgas an dieser Technik weiterarbeiten.

Details zur Brennstoffzellen-Entwicklung bei Ekpo:

hier.pro/WCUyj

Kontakt:

ElringKlinger AG
Max-Eyth-Straße 2
72581 Dettingen/Erms
Tel. +49 7123 724-0
info.de@elringklinger.com
www.elringklinger.com

Ekpo Fuel Cell Technologies GmbH
Max-Eyth-Straße 2
72581 Dettingen/Erms
Tel. +49 7123 724–200
info@ekpo-fuelcell.com
www.ekpo-fuelcell.com