In vielen Entwicklungs- und Schwellenländern übernehmen Dieselgeneratoren die lokale Stromversorgung – und verursachen Millionen Tonnen Treibhausgase. Daher arbeitet eine Forschungsgruppe des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, des Lehrstuhls Umweltgerechte Produktionstechnik der Universität Bayreuth und der CBC GmbH & Co. KG aus Ibbenbüren im Projekt ECO-FCGen zurzeit an einem dezentral arbeitenden Stromgenerator auf Brennstoffzellenbasis. Der Praxistest soll in Indien erfolgen, wo bislang rund 100 Millionen Menschen nicht an das Stromnetz angeschlossen sind. Zudem werden viele Unternehmen nicht von Kraftwerken mit Strom versorgt, sondern von Dieselgeneratoren. Und weil Kraftstoff in Indien mancherorts Mangelware ist und häufig entwendet wird, gibt es trotzdem täglich Stromausfälle, die acht Stunden oder länger dauern.
Die Brennstoffzelle muss das Forschungsteam für das Projekt natürlich nicht neu entwickeln, wohl aber die gesamte Peripherie wie beispielsweise Wärmetauscher, Luftfilter oder Pufferzelle. Größe und Kapazität der einzelnen Komponenten müssen so aufeinander abstimmt werden, dass der Generator zuverlässig Storm erzeugt. Dazu braucht es auch eine Batterie, die immer dann einspringt, wenn mehr Strom nachgefragt wird, als die Brennstoffzelle liefern kann. In ruhigeren Phasen wird der Batteriespeicher mit überschüssigem Strom wieder aufgeladen.
Zudem muss die gesamte Anlage an die Verhältnisse in Indien angepasst werden. Dazu gehört neben extremen Umweltbedingungen mit Temperaturen von bis zu 50 Grad Celsius auch eine möglichst lange und kostengünstige Nutzungsphase. Das Forschungsteam wird deshalb auch ein Kreislaufkonzept entwickeln, das auf die dezentrale Stromversorgung zugeschnitten ist. „Dazu gehören zunächst vorausschauende Wartungs- und Servicemaßnahmen“, sagt Wirtschaftsingenieur Jan Koller von der Projektgruppe Prozessinnovation in Bayreuth, die zum Fraunhofer IPA gehört: „Langfristig ist aber auch die Wiederverwendung und Refabrikation der einzelnen Bauteile wichtig.“
Die Demonstratoranlage soll nach dem Baukastenprinzip aufgebaut werden, um später auf einfache Art und Weise die Produktion skalierbarer, vielfältig verwendbarer, dezentraler Stromgeneratoren zu ermöglichen. Auf Grundlage des Prototyps sollen später zudem Notstromaggregate oder mobile Generatoren für humanitäre Hilfsaktionen entwickelt werden. Gleichzeitig soll der Prototyp als Basis für die Entwicklung von Schnellladestationen dienen, an denen batteriegetriebene Maschinen aufgeladen werden können. Damit will das Forschungsteam einen umfassenden Einsatz der Brennstoffzellentechnologie in Regionen mit fehlender oder instabiler Stromversorgung gewährleisten.