Dekarbonisierung von Industrie und Mobilität
MIT WASSERSTOFF DIE ZUKUNFT GESTALTEN
CO2-neutraler Energieträger
Wasserstoff für Mobilität und Industrie der Zukunft
Die Energiewende und die Dekarbonisierung von Industrie und Mobilität sind zentrale Herausforderungen unserer Zeit. Um die Klimaziele zu erreichen, braucht es neben der Elektrifizierung auch alternative Energieträger – und Wasserstoff spielt dabei eine entscheidende Rolle. Als CO₂-freie Schlüsseltechnologie ersetzt Wasserstoff zukünftig fossile Brennstoffe und senkt Emissionen signifikant. Im Gegensatz zu anderen umweltfreundlichen Energiegewinnungsformen wie Wind- oder Solarkraft ist die in Wasserstoff gespeicherte Energie lagerfähig. So können der Zeitpunkt und der Ort der Herstellung von der Verwendung des Wasserstoffs entkoppelt werden – ein wichtiger Faktor für Mobilität und Industrie.
Auf dem Weg zur "Mission Zero"
Fokus Technologieoffenheit
Eberspächer verschreibt sich der Technologieoffenheit: Jeder Anwendungsfall braucht die ideal passende Lösung. Besonders im Schwerlastverkehr, in industriellen Hochtemperaturprozessen und in der Langzeitspeicherung erneuerbarer Energie stößt die batterieelektrische Technologie an ihre Grenzen. Hier bietet Wasserstoff eine leistungsstarke und skalierbare Alternative. Für den flächendeckenden Einsatz von grünem Wasserstoff sind Innovationen und industrielle Umsetzungsstärke gefragt.
Lösungsanbieter für Wasserstoffanwendungen
Als erfahrener Systementwickler und -lieferant der Automobilindustrie gestaltet Eberspächer die Zukunft von Wasserstoff in Industrie und Mobilität aktiv mit. Wir verstehen Wasserstoff nicht nur als alternativen Energieträger, sondern als strategische Säule in einer nachhaltigen Energie- und Mobilitätslandschaft. Unsere Produkte und Systeme tragen dazu bei, Wasserstoffanwendungen effizient, sicher und wirtschaftlich in Serie zu bringen. Mit unserer tiefgreifenden Industrialisierungskompetenz, modernster Automatisierungstechnologie und jahrzehntelanger Erfahrung in der Serienproduktion ermöglichen wir den schnellen Markthochlauf von Wasserstofflösungen – von der mobilen Anwendung im Nutzfahrzeug bis zur stationären Energiespeicherung.
Auf Basis bestehender Kernkompetenzen entwickeln und adaptieren wir Produkte und Systeme auf die Anforderungen von Wasserstoff in der Anwendung in Brennstoffzellen oder dem Wasserstoffmotor.
Durch die gezielte Erweiterung unserer Expertise mit strategischen Partnerschaften eröffnet sich Eberspächer zudem neue Geschäftsfelder. Auf der Basis unserer Industrialisierungskompetenz leisten wir einen Beitrag zur Skalierung von Lösungen zur Wasserstoffproduktion sowie dessen Speicherung und Transport.
Brennstoffzellen für stationäre und mobile Anwendungen
Brennstoffzellen erzeugen elektrische Energie durch den im Fuel Cell Stack stattfindenden Reaktionsprozess von Wasserstoff und Sauerstoff. So wird chemische Energie in Strom und Wärme umgewandelt. Dabei entstehen keinerlei schädliche Emissionen, lediglich Wasser als Abfallprodukt muss abgeschieden werden. Ob für den Einsatz im Schwerlastbereich, der Luftfahrt, dem Material Handling oder zur Energieversorgung – Brennstoffzellen arbeiten emissionsfrei und hoch effizient.
Durch die Expertise von Purem by Eberspächer und Eberspächer VAIREX tragen unsere Produkte und Lösungen zum effizienten Betrieb von Brennstoffzellen-Systemen in mobilen und stationären Anwendungen bei. Neben Trucks zählen emissionsfreie Gabelstapler und Förderfahrzeuge sowie Stromaggreggate zu potentiellen Applikationsfeldern.
WIR BIETEN LÖSUNGEN FÜR VERSCHIEDENSTE KUNDENHERAUSFORDERUNGEN:
Wasserstoffmotoren als alternative Antriebstechnologie
Im Mobilitätsbereich ist Wasserstoff besonders für Nutz-, Heavy Duty und Off Road-Fahrzeuge von großem Potenzial. Als einer der weltweit führenden Systemanbieter überträgt Purem by Eberspächer sein Know-how der Abgasreinigungstechnologie auf diesen Motorentyp. Der Fokus liegt auf der Reduzierung der entstehenden Stickoxide und der Nachbehandlung von Emissionen aus dem Motorölpfad. Denn auch bei der Verbrennung von Motoröl entstehen kohlenstoff-basierte Schadstoffe in niedriger Konzentration, die nachbehandelt werden müssen.
Für die Entwicklung griff Purem by Eberspächer auf seine Kompetenz in der Materialwissenschaft zurück und erforschte die Auswirkungen von Wasserstoff auf gängige Stähle. Diese Erkenntnisse waren Basis der Auslegung von Abgasreinigungssystemen für Wasserstoffmotoren im Einsatz in Nutzfahrzeugen.
Abgasanlagen für Wasserstoffmotoren
Industrialisierungskompetenz für die flächendeckende Verfügbarkeit von Wasserstoff
Eine der größten Herausforderungen für die Dekarbonisierung von Industrie und Mobilität durch den Einsatz von Wasserstoff ist dessen Verfügbarkeit und die notwendige Infrastruktur. Die Eberspächer Gruppe engagiert sich deshalb im Rahmen von Forschungsprojekten und Konsortien und fordert klare politische Rahmenbedingungen ein.
Mit strategischen Partnerschaften erschließen wir uns zudem neue Geschäftsfelder und bündeln gezielt Expertise, beispielsweise für die Skalierung der Wasserstoffproduktion durch den Prozess der Elektrolyse mit Topsoe oder der Industrialisierung einer neuartigen Form der Speicherung und des Transports des Energieträgers mit AMBARtec.
Wissenswertes zum Thema Wasserstoff
Wasserstoff (H2) ist das häufigste Element im Universum und gilt als einer der Schlüssel zur Energiewende. Er kann Energie speichern und transportieren – und bei seiner Nutzung entsteht lediglich Wasser statt CO2. Durch seine hohe Energiedichte bietet Wasserstoff zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten in Mobilität, Industrie und Energieversorgung.
Wasserstoff wird nach seiner Herstellungsart in Farben unterteilt – grau, blau, türkis und grün. Die sogenannte „Farbenlehre des Wasserstoffs“ beschreibt, wie der Energieträger produziert wird und hilft dabei, die Klimabilanz verschiedener Herstellungsverfahren zu bewerten.
- Grüner Wasserstoff: Hergestellt aus erneuerbaren Energien und damit mit einer niedrigen Klimabilanz.
- Grauer Wasserstoff: Hergestellt aus fossilen Brennstoffen (beispielsweise Erdgas), dadurch entstehen CO₂-Emissionen, die in die Atmosphäre abgegeben werden.
- Blauer Wasserstoff: Hergestellt ebenfalls aus fossilen Quellen, aber mit CO₂-Abscheidung (Carbon Capture Storage) oder Speicherung (Carbon Capture Usage).
- Türkiser Wasserstoff: entsteht durch Methanpyrolyse, wobei fester Kohlenstoff übrig bleibt, hierdurch niedrige Klimabilanz.
Wasserstoff kann in der Mobilität in Form von Brennstoffzellen oder dem Wasserstoffmotor eingesetzt werden. Damit dient der Energieträger als sauberer Treibstoff für Autos, Busse, Züge und Nutzfahrzeuge, kommt aber beispielsweise auch in der Schiff- oder der Luftfahrt zum Einsatz. In der Industrie ersetzt er fossile Energien, etwa in der Stahlproduktion. In der Energieversorgung kann er überschüssigen Strom speichern und bei Bedarf wieder rückverwandeln. Damit ist Wasserstoff ein Bindeglied zwischen Sektoren – und ein zentraler Baustein für Klimaneutralität.
Ein Wasserstoffmotor arbeitet grundsätzlich wie ein herkömmlicher Verbrennungsmotor – statt Benzin oder Diesel kommt Wasserstoff als Energieträger zum Einsatz. Dieser wird in den Brennraum eingespritzt und dort mit Luft vermischt. Durch die Zündung entsteht eine kontrollierte Verbrennung, die den Kolben antreibt und damit mechanische Energie erzeugt. Bei der Verbrennung von Wasserstoff entsteht kein CO2, sondern vor allem Wasserdampf. Lediglich geringe Mengen an Stickoxiden (NOx) können durch die hohen Temperaturen entstehen – sie lassen sich jedoch mit geeigneten Abgasnachbehandlungssystemen effektiv reduzieren. Über die entsprechende Expertise in der SCR-Technologie verfügt Purem by Eberspächer bereits seit Jahrzehnten.
Eine Brennstoffzelle wandelt chemische Energie direkt in elektrische Energie um – ohne Verbrennung, sondern durch eine elektrochemische Reaktion. Im Kern reagieren Wasserstoff (H₂) und Sauerstoff (O₂) miteinander. Dabei entstehen elektrische Energie (Strom), Wärme sowie als Nebenprodukt Wasser. Das Brennstoffzellen-Stack ist das Herzstück, die umgebenden Systeme – die sogenannte Balance of Plant – betreiben diesen sicher, effizient und langlebig. Zu den Hauptaufgaben von Balance of Plant Komponenten gehören die Regelung des Sauerstoffs durch entsprechende Kompressoren, die Steuerung der Wasserstoffzufuhr, die Ableitung von Abluft und entstehendem Wasserdampf sowie weitere Komponenten, die die Langlebigkeit des Systems sichern.
Für eine nachhaltige Verkehrswende reicht Elektromobilität allein nicht aus. Wasserstoffbasierte Brennstoffzellen-Systeme bieten eine effiziente Lösung für Fahrzeuge mit hohen Energieanforderungen, beispielsweise für den Einsatz in Trucks, Bussen, Schiffen oder Zügen. Auch in der Luftfahrt ist Wasserstoff eine nachhaltige Alternative, beispielsweise zur Energiebereitstellung. Im Einsatz umgerüsteter Verbrennungsmotoren spielt Wasserstoff eine wichtige Rolle für den Langstrecken- und Schwerlastverkehr. In der Industrie und der Energieversorgung spielen Brennstoffzellen-Systeme in der Zukunft eine ebenso wichtige Rolle, insbesondere für die Stromversorgung und Wärmeerzeugung.
Im Bereich der mobilen Anwendungen sind Leistungsbereiche von 3 bis 400 kW abgedeckt, beispielsweise für den Bereich Material Handling (3 bis 100 kW), für Pkw und leichte Nutzfahrzeuge (45 bis 150 kW), Trucks und Busse (100 bis 400 kW), Züge und Schiffe (200 kW) und in der Luftfahrt (100 kW). Stationäre Anwendungen zur Energieerzeugung bewegen sich im Bereich zwischen 1 bis 400 kW. Mit seinem Portfolio an Komponenten und Systemen kann Purem by Eberspächer alle Leistungsklassen bedienen.
Der Einsatz von Brennstoffzellen-Systemen bringt eine Reihe technischer und konstruktiver Herausforderungen mit sich. Ein zentrales Thema ist das Wassermanagement. Innerhalb der Brennstoffzelle entsteht Wasser, das gezielt abgeführt werden muss, um die Funktionsfähigkeit der Membran zu sichern. Dafür sind Komponenten wie Wasserabscheider und Dehydratoren/Kondensatoren erforderlich. Sie führen die Feuchtigkeit kontrolliert ab, ohne den Betrieb zu stören. Auch Geräuschemissionen spielen eine Rolle. Hier kommen spezielle Schalldämpfer zum Einsatz, die Schallemissionen minimieren. Eine weitere Herausforderung liegt in der optimalen Umsetzung des Wasserstoffs in der Brennstoffzelle. Ziel ist es, den verfügbaren Wasserstoff möglichst effizient in elektrische Energie umzuwandeln. Der Purem by Eberspächer Hydrogen Recirculation Blowern (HRB) führt nicht umgesetzten Wasserstoff zurück und steigert damit den Gesamtwirkungsgrad.
Der Werkstoffeinsatz in Wasserstoffsystemen erfordert eine Balance zwischen Temperaturbeständigkeit, Sicherheit und Flexibilität. Kunststoff- und Edelstahlkomponenten ergänzen sich dabei je nach Anwendung – angepasst an Leistung und Betriebsstrategie der Brennstoffzelle. Kunststoffe bieten Vorteile durch ihr geringes Gewicht und ihre Flexibilität in der Verarbeitung. Bei höheren thermischen Belastungen – etwa in Systemkomponenten nahe der Brennstoffzelle – wird häufig auf Edelstahl zurückgegriffen.