Grüne
Kraft
Voraus
Wenn wir als Konzern Kräfte mobilisieren, um die Brennstoffzellentechnologie voranzutreiben und die Zukunft mitzugestalten, befinden wir uns im Spitzenbereich aller Ziele von ElringKlinger: nämlich einen Beitrag zur CO2-neutralen und klimafreundlichen Mobilität für unsere Gesellschaft und unseren Planeten zu leisten. Um das zu erreichen, setzt ElringKlinger Innovationskraft, Kreativität und eine maßvolle Bereitschaft, Neues zu wagen, ein.
Serienprodukt #1
NM5-EVO
Die gut skalierbare und kompakte Plattform mit 71 bis 335 Zellen und einer elektrischen Nennleistung von bis zu 76 kWel eignet sich beispielsweise im Automotive-Bereich als Range-Extender für Pkw und leichte Nutzfahrzeuge oder Anwendungen in der Intralogistik, zum Beispiel für Gabelstapler.
Die Kompetenz des Unternehmens im Bereich der Entwicklung und Erforschung der Brennstoffzellentechnologie beruht auf langjähriger Erfahrung und stellt für ElringKlinger eine Trumpfkarte dar, die Zugang zu einer breiten Vielfalt an wasserstoffbasierten Anwendungen gewährt. Diese Expertise ist im Konzern in der am Stammsitz Dettingen/Erms ansässigen EKPO Fuel Cell Technologies GmbH (kurz EKPO) gebündelt – ein Joint Venture von ElringKlinger und dem französischen Zulieferer Plastic Omnium. EKPO entwickelt und produziert Brennstoffzellensysteme und -komponenten für unterschiedliche Anwendungen. Ein zentrales Produkt ist der Brennstoffzellenstapel oder in Fachsprache „Stack“. Er ist das Kraftwerk, das durch eine chemische Reaktion, in unserem Fall von Wasserstoff und Sauerstoff, Energie erzeugt. EKPO verfügt aktuell über Anlagen, die eine hochautomatisierte Produktion nach Automobilstandards von bis zu 10.000 Stacks pro Jahr ermöglichen, und beherrscht die ganze Prozesskette – von der Vor- über Stackmontage, Stapelkomprimierung,Endmontage bis zu 100%-geprüften End-of-Line-Tests. Mit diesem Set-up sieht diese Hightech-Tochter noch eine spannende Reise vor sich. Stellvertretend für sowohl Erreichtes als auch Neues haben wir drei der Neuaufträge aus dem Geschäftsjahr 2023 ausgewählt, die im Folgenden mit ihren jeweiligen Besonderheiten vorgestellt werden.
Das Klassische
Bei kompletten Brennstoffzellenstacks sind individuelle Kompaktheit und hohe Leistungsdichte gefragt. Für ElringKlinger als etabliertem Entwicklungspartner der Automobilhersteller ist es eine klassische Situation: Ein Fahrzeughersteller vergibt frühzeitig parallel stattfindende Entwicklungsaufträge an den Zulieferer, in diesem Fall EKPO. Damit arbeiten unsere Ingenieure und die Ingenieure des Kunden als Zulieferer während der Entstehungsphase des künftigen Fahrzeugs partnerschaftlich und in engem Austausch zusammen. Was der EKPO oft den Zuschlag gibt, ist gleichzeitig ein Spiegel der herausragenden Leistungsmerkmale ihrer Stacks: das kompakte und individuelle Stackdesign bei hoher Leistungsdichte und höchsten Qualitätsstandards. Für einen Auftrag über Stacks war es entscheidend, durch die Kombination aus kundenspezifischer Bipolarplatte, die eine wichtige Komponente im Zellstapel darstellt, und dazu passender Hochleistungs-MEA1 die gewünschten Leistungsziele zu erbringen. Das ist insbesondere bei knappem Bauraum eine spezifische Herausforderung.
Serienprodukt #2
NM12 Single
Mit seinen 359 Zellen und einer elektrischen Nennleistung von 123 kWel ist der NM12-Single-Stack ideal für unterschiedliche Mobilitätsanwendungen mit hohem Leistungsbedarf.
Das Feine
Die metallische Bipolarplatte – weniger als 1 mm dünn und mit mikrometergenauen, feinsten Kanalstrukturen in dünnsten Blechlagen versehen – weist prozesstechnisch viele Parallelen zu einer Zylinderkopfdichtung auf. Beide Produkte erscheinen auf den ersten Blick wenig komplex, erfordern aber hochpräzises Stanzen, Umformen und Prägen. Während es bei der Zylinderkopfdichtung um die zuverlässige und dauerhafte Abdichtung geht, hat die Bipolarplatte im Brennstoffzellenstapel die Aufgabe der Zuführung und Verteilung des Wasserstoffs, des Luftsauerstoffs und des Kühlmediums. Die Gase reagieren an katalytisch aktiven Schichten zu Wasser und stellen die elektrische Leistung bereit.
Für die Großserienfertigung sind neben der Entwicklungskompetenz beim Design insbesondere auch eine ausgereifte Industrialisierungskompetenz in der Werkzeugtechnik, der Beschichtung, der Behandlung und dem Umformen von Metall durch einen verketteten Fertigungsprozess gefragt. Mit diesen Kernkompetenzen konnte EKPO im vergangenen Jahr erfolgreich punkten.
Das Spektrum künftiger Anwendungen für wasserstoffbasierte und damit klima-freundliche Technologien ist groß.
Serienprodukt #3
NM12 Twin
Das leistungsstarke Twinmodul hat zweimal 299 Zellen und weist eine elektrische Nennleistung von 205 kWel auf. Es glänzt vor allem in den Bereichen Heavy-Duty, Rail und Marine.
Das Neue
Ein Schritt zurück in die vorgelagerte Wertschöpfungskette bedeutet für den Konzern strategisch einen klaren Schritt nach vorn – so könnte man den Eintritt von EKPO in den zukunftsträchtigen Elektrolysemarkt bezeichnen. Im Rahmen der 2023 vereinbarten Kooperation mit H-TEC SYSTEMS, einem Spezialisten sogenannter PEM2-Elektrolyseure und Elektrolyse-Stacks, entwickelt EKPO Komponenten der nächsten Generation. Die PEM-Elektrolyse weist gegenüber der sogenannten AEL-Elektrolyse bessere Kaltstarteigenschaften auf. Das gemeinsame Ziel ist ein treibhausgasfreier Prozess zur Produktion von grünem Wasserstoff. Im Gegensatz zum derzeit noch gängigen grauen oder blauen Wasserstoff entsteht er durch die Nutzung erneuerbarer Energien. Letztere sind für den Betrieb des Elektrolyseurs, der Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff aufspaltet, notwendig. Für den Aufbau der grünen Wasserstoffproduktion und künftigen Dekarbonisierung verschiedener Industriesektoren sind Elektrolysestacks im Megawatt-Bereich gefragt. Bei diesem Projekt spielte Schnelligkeit eine besondere Rolle, sodass auch deswegen EKPO mit bereits ausgereiftem Know-how bei metallischen Bipolarplatten und vorhandener Infrastruktur für die Großserienfertigung ein idealer Partner ist.
Grüne Kraft voraus
EKPO legt bei der Entwicklung einer neuen Generation von Stacks den Schwerpunkt darauf, eine Lösung für den Schwerlastverkehr zu konzipieren. Für diesen Sektor ist die Brennstoffzelle im Vergleich zur Batterie vor allem aufgrund ihrer höheren Reichweite, ihrer schnelleren Wiederbetankungsmöglichkeit und ihrer Gewichtsvorteile interessant. Zur Entwicklung einer neuen Stackgeneration gerade für diesen High-Performance-Bereich erhielt EKPO 2023 im Rahmen des europäischen „IPCEI Wasserstoff“-Programmes die Zusage für Fördermittel von Bund und Land in Höhe von bis zu 177 Mio. EUR. Die Mittel sind auch Teil der nationalen Wasserstoffstrategie der Bundesregierung und werden bis einschließlich 2027 vom Bundesministerium für Digitales und Verkehr sowie vom Umweltministerium Baden-Württemberg bereitgestellt. Darüber hinaus unterstützen Engagements in verschiedenen Förderprojekten (beispielsweise HyFab, Ulm, BEST4Hy, EU etc.) ebenso wie die Rollouts der Aktivitäten auf Konzernstandorte in Nordamerika und China den eingeschlagenen Weg. Das Spektrum künftiger Anwendungen für wasserstoffbasierte und damit klimafreundliche Technologien ist groß – auch dies ist ein Auftrag für ElringKlinger!
