HMI 2015: SOLIDpower präsentiert Brennstoffzelle EnGen-2500

SOLIDpower EnGen-2500 (Grafik: Hersteller)Auf der Hannover Messe präsentierte die erst im November 2014 gegründete Solid Power GmbH der deutschen Öffentlichkeit erstmals ihr „EnGen-2500“ getauftes Brennstoffzellenheizgerät mit 2,5 kW elektrischer Leistung. Das mit einer Festoxid-Brennstoffzelle ausgestattete Gerät überrascht mit einem elektrischen Wirkungsgrad von 50 Prozent bei einem Gesamtwirkungsgrad von 90 Prozent, was in einer möglichen Wärmeauskopplung von 2 kW resultiert. Dank einer automatischen Leistungsmodulation zwischen 30 und 100 Prozent bei einer Vorlauftemperatur von bis zu 70 °C soll das SOFC-Gerät auch im Sommer ohne Heizbetrieb zur reinen Warmwasserbereitung eine gute Figur machen.

SOLIDpower EnGen-2500 auf dem Stand der IBZ

SOLIDpower EnGen-2500 auf dem Stand der Initiative Brennstoffzelle

Keine Eintagsfliege
Der überraschenden Vorstellung des EnGen-2500 auf dem Stand der Initiative Brennstoffzelle (IBZ) ging freilich nicht nur die Gründung einer GmbH mit Sitz in Wunstorf bei Hamburg voraus: Die Forschung an Materialien für einen SOFC-Stack begann bei der Eurocoating, Turbocoating Group in Italien bereits vor rund 13 Jahren und führte 2006 zur Gründung der SOFCpower, welche nur wenige Monate später mit HTceramix ein auf SOFC-Technik spezialisiertes spinn-off der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) aufkaufte. Der Standort im schweizerischen Yverdon ist seither für die Zellenentwicklung zuständig, wohingegen für die eigentliche Fertigung 2008 eine Fabrik im italienischen Mezzolombardo eingeweiht wurde. Während schon kurz darauf erste Prototypen gefertigt wurden, begann unter der Bezeichnung „EnGen-1000“ die Planung für ein wandhängendes Brennstoffzellenheizgerät mit 1 kW elektrischer Leistung bei 30 Prozent elektrischem Wirkungsgrad, von dem zwischen 2011 und 2013 zehn Anlagen im Projekt „Rete Crisalide“ erprobt wurden. Parallel wurde 2011 mit Projekt „EnGen-2500“ die Entscheidung für die Entwicklung eines Multi-Stack-Designs zur Steigerung des elektrischen Wirkungsgrades gefällt.

Beschreibung der SOLIDpower EnGen-2500 durch die IBZ auf der HMI 2015

Beschreibung der SOLIDpower EnGen-2500 durch die IBZ auf der HMI 2015

Markteinführung der EnGen-2500
Für den europaweiten Vertriebserfolg des EnGen-2500 zeichnet seit Mai 2014 Guido Gummert, ehemaliger Geschäftsführer von Baxi Innotech, mit der im November eröffneten SOLIDpower-Niederlassung bei Hamburg verantwortlich. Im Rahmen des europäischen Feldtestprojektes ene.field wurde 2014, nach der Umbenennung der Unternehmensgruppe von SOFCpower in SOLIDpower, mit der Installation erster EnGen-2500 begonnen. Insgesamt sollen 86 EnGen-2500 über das ene.field-Projekt bei Endkunden installiert werden. Herzstück des Gerätes im Format eines Gefrierschranks sind zwei planare Gen-II-SOFC-Brennstoffzellenstacks vom Typ „G8“, die in einer „HB-2500“ Hot-Box zusammengefasst sind. Für den freien Vertrieb zählen jedoch nicht nur hohe Wirkungsgrade und auch für eine Warmwasserbereitung ausreichende Systemtemperaturen, die von SOFC-Zellen bereitgestellt werden können, sondern auch die Systemkosten: Bereits „2016 streben wir jedoch mit einer neuen Gerätegeneration Kosten von nur 5.000 Euro je kW Leistung an“, so Gummert.

EnGen-2500 mit den relevanten Eckdaten in der Nahaufnahme

EnGen-2500 mit den relevanten Eckdaten in der Nahaufnahme

Anspruchsvolle SOFC-Technik
Zusätzlich zur Installation sind wie bei allen Nano-BHKW auch die Wartungs- und Folgekosten von entscheidender Bedeutung. Vorreiter sind an dieser Stelle derzeit PEM-Brennstoffzellen aus japanischer Fertigung: „Inzwischen haben wir mit einer Brennstoffzelle von Toshiba auf unserem Prüfstand 20.000 Betriebsstunden erreicht, ohne dass eine Verschlechterung der Messwerte zu erkennen ist. Angesichts der bisher ausbleibenden Degradation dieses Brennstoffzellenmodells scheint uns die angestrebte Lebenserwartung von 80.000 Stunden realistisch bemessen zu sein. Die technische Marktreife dieses Brennstoffzellentyps ist entsprechend unseren Erkenntnissen gegeben“, so der für die Erprobung bei RWE verantwortliche Diplom-Ingenieur Uwe Dietze im Gespräch mit der BHKW-Infothek anlässlich der Vorstellung des Dachs InnoGen mit Toshiba-Brennstoffzelle. Ganz anders sieht es jedoch bei den SOFC-Geräten aus: Beim BlueGen, der wie die EnGen-2500 ebenfalls auf einen SOFC-Stack setzt, ist typischerweise ein Wechsel des Stacks nach 3 bis 4 Jahren erforderlich, was zu hohen Preisen für Vollwartungsverträge führt. Und auch beim EnGen gehen Experten derzeit nur von einer Stack-Lebensdauer von etwa 20.000 Stunden aus. Dieser Umstand erklärt auch den kommunizierten jährlichen Vollwartungspreis von etwa 600 bis 800 Euro des EnGen-2500.

Technische Daten des SOLIDpower EnGen-2500

Technische Daten des SOLIDpower EnGen-2500

Hohes Potenzial aber ein langer Weg
Während die in Deutschland von Viessmann und SenerTec angebotenen Brennstoffzellenheizgeräte auf PEMFC-Basis technisch ausgereift, abgesehen von Filterwechseln nahezu wartungsfrei aber im Hinblick auf den elektrischen Wirkungsgrad keine Überflieger sind, besteht bei der SOFC-Technik noch enormes Potenzial. Die Herausforderung für die momentan insolvente Ceramic Fuel Cells mit ihrem BlueGen und den – zumindest in Deutschland – neuen Anbieter SOLIDpower liegt nach Einschätzung der BHKW-Infothek weniger in der Steigerung des ohnehin herausragenden elektrischen Wirkungsgrades beider Produkte, sondern im erreichen einer ausreichenden Lebensdauer der SOFC-Stacks, was zu einer bedeutenden Reduktion der Vollwartungskosten führen würde. An dieser Stelle soll Ceramic Fuel Cells kurz vor dem Insolvenztrubel ein Durchbruch gelungen sein. In wie weit SOLIDpower mit der für 2016 angekündigten neuen Gerätegeneration hier ebenfalls Fortschritte machen kann, bleibt abzuwarten. Das Unternehmen SOLIDpower scheint jedenfalls mit eigener Stack-Entwicklung in der Schweiz, fortschrittlicher Fertigung in Italien und Guido Gummert als Kenner der Brennstoffzellenbranche an der Spitze des Vertriebs sowie einer Teilnahme am europaweiten ene.field-Feldtest gut aufgestellt zu sein, um die Herausforderungen der SOFC-Technik zu meistern. (lfs)

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Webseite: www.solidpower.com

 

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