BlueGen Brennstoffzellen-BHKW

Ceramic Fuel Cells Limited – Das Unternehmen

Ceramic Fuel Cells Limited (CFCL) bezeichnet sich selbst als eines der weltweit führenden Unternehmen bei der Entwicklung von Technologien für Festoxid-Brennstoffzellen (SOFC). CFCL hat seinen Hauptsitz in Melbourne und Tochtergesellschaften in Deutschland und Großbritannien. Das Unternehmen ist am AIM-Markt der Londoner Börse und der australischen Börse notiert (Kurzzeichen CFU).
Das Unternehmen ist aus einem Forschungsprojekt der australischen Regierung heraus entstanden und wurde 1992 gegründet. Es dauerte rund 10 Jahre, bis CFCL in der Lage war, vollständige kleine Kraft-Wärme-Kopplungs-Systeme herzustellen. Im Juli 2004 erfolgte dann der Börsengang, bei dem 25 Mio. Australische Dollar eingesammelt wurden. Mit dem frischen Kapital wurde u.a. ein englisches Büro eröffnet und verschiedene Feldtests angestoßen. Nachdem CFCL im März 2006 auch an der London Stock Exchange gelistet wurde, konnten das Unternehmen auf weitere 27 Mio. britische Pfund an frischem Kapital zurück greifen.

Deutsche Produktion

Der deutsche Fertigungsbetrieb befindet sich im nordrhein-westfälischen Heinsberg auf einer Fläche von 4.200 Quadratmetern im Industriepark Oberbruch, 40 Minuten von Düsseldorf entfernt. Der Betrieb wurde mit einer Kapazität entworfen, um 10.000 Brennstoffzellenstapel pro Jahr herzustellen. Die Investition der Ceramic Fuel Cells in der Phase des Anlagenbaus, einschließlich automatisierter Fertigungsmaschinen, beträgt insgesamt 9,5 Millionen Euro. Alle Maschinen sind inzwischen vor Ort installiert und betriebsbereit. Ceramic Fuel Cells beschäftigt zurzeit vier Vollzeitbeschäftigte im Betrieb, welche auch die Projektphase geleitet haben. Die Firma plant im nächsten Jahr weitere ortsansässige Mitarbeiter einzustellen um die Bestellungen zu erfüllen, sobald sich die Produktion erhöht. Für zukünftiges Wachstum könnte der Betrieb bei Bedarf bis zu einer Kapazität von 160.000 Brennstoffzellenstapel pro Jahr im selben Gebäude erweitert werden.

Das BlueGen Mini-BHKW

Die Geräte haben lediglich die Größe einer Spülmaschine. Der BlueGen nutzt Erdgas als Brennstoff und wandelt diesen in Strom und Wärme um. Prinzip bedingt liegt beim BlueGen die Betonung weniger auf “Heiz” und mehr auf “Kraftwerk”. Die Leistungswerte betragen 2 Kilowatt elektrisch und 1 Kilowatt thermisch.

Bild: CFCL

elektrischer Wirkungsgrad und thermische Leistung

Günstige Stromproduktion: Aus einer Kilowattstunde Erdgas, die aktuell rund 5 Cent (inkl. MWSt.) kostet, holt der BlueGen 0,55-0,60 kWh Strom heraus. Die operativen Herstellkosten einer Kilowattstunde liegen also bei 11-12 Cent (brutto). Je mehr Strom selbst genutzt wird, desto besser sieht die wirtschaftliche Bilanz aus, da Privatkunden aktuell 19-22 Cent/kWh zahlen müssen. Die 5,11 Cent/kWh KWK-Zuschlag, die Mini-BHKW-Betreiber beantragen können, kommt auf jede Kilowattstunde “on top” – egal ob selbst verbraucht, oder eingespeist wird.
Mit einer elektrischen Leistung von bis zu 2,0 kW ist der BlueGen ein idealer Grundlastgenerator, der nahezu kontinuierlich laufen kann und auch sollte, da die Anlaufzeit der Brennstoffzelle 20 Stunden beträgt.

Kein Wärmeüberschuss: Während die Brennstoffzelle Strom produziert, wird die Abwärme idealerweise an einen Pufferspeicher abgegeben. Da die Wärmeleistung bei z.B. 1,5 kWel (bester Wirkungsgrad) nur rund 0,5 kW beträgt, fällt selbst im Dauerbetrieb kaum ein Wärmeüberschuss an. Die entstehende Wärme hilft beim Heizen und bei der Warmwasserbereitung. In der Praxis wird im Verbund mit einem konventionellen Wärmeerzeuger (z.B. herkömmliche Gastherme), der die Spitzenlasten abfängt, der gesamte Wärmebedarf eines Einfamilienhauses abgedeckt.

Umweltfreundliche Lösung: Im Vergleich zur getrennten Strom- und Wärmeerzeugung können durch den Einsatz der BlueGen-Anlagen die CO2-Emissionen deutlich gesenkt werden. Im Bereich der Mikro-KWK-Anlagen bieten Brennstoffzellen dabei die größten ökologischen Vorteile. Der CO2-Ausstoß sinkt um um circa 30 Prozent. Der Einsatz von Bioerdgas kann die CO2-Bilanz zusätzlich verbessern.

Technische Daten BlueGEN MG 2.0

BlueGen Aufbau

BlueGen Aufbau - Bild: Ceramic Fuel Cells Limited

Das Gennex Brennstoffzellenmodul

Gennex Brennstoffzellenmodul

Der BlueGen verwendet das Gennex-Brennstoffzellenmodul, eine Eigenentwicklung von CFCL. Das Modul erreicht einen außerordentlich hohen elektrischen Wirkungsgrad von bis zu 60 %. Wegen des hohen elektrischen Wirkungsgrades produziert die Brennstoffzelle weniger Wärme als andere elektrische Generatoren. Weniger Wärme bedeutet, dass das Gerät länger betrieben werden kann, und darum mehr hocheffiziente Elektrizität erzeugt. Das Gennex-Modul kann auch für andere Geräte genutzt werden, die Erdgas in Strom umwandeln wie beispielsweise Stromgeneratoren, Luftzirkulationssysteme und auch Ladestationen für Elektroautos.
Die Temperatur im Inneren der sogenannten Solid Oxide Fuel Cell (SOFC) liegt bei 450 – 1.000°C. Anders als  bei Niedrigtemperatur-Brennstoffzellen, die reinen Wasserstoff als Treibstoff benötigen, kann beim SOFC-Typ grundsätzlich auch wasserstoffarme Brennstoffe wie z.B. Erdgas oder Biogas verwendet werden.

BlueGen Feldversuche in Deutschland

EWE AG: Der norddeutsche Energiedienstleister EWE hat drei BlueGen-Anlagen bestellt, die CFCL noch in diesem Jahr an EWE ausliefern wird. EWE arbeitet bereits seit 2005 mit CFCL zusammen und wird die BlueGen-Anlagen in Einfamilienhäusern im Nordwesten Deutschlands im Rahmen eines Feldtests installieren und betreiben.
E.ON Ruhrgas: Die Essener werden im 2. Quartal 2010 eine BlueGen-Einheit in einem Test-Haushalt in Essen installieren.
RheinEnergie AG: Die neuartige Klein-Brennstoffzellen-Anlage vom Typ „Blue Gen“ soll im April geliefert werden. Die Brennstoffzelle soll in Kooperation mit der Fachhochschule Köln installiert und betrieben werden. Ziel ist es, sie auf Praxistauglichkeit zu testen für einen möglichen späteren Einsatz bei den RheinEnergie-Kunden.
Alliander: kommunaler Netzbetreiber in Heinsberg, in Nachbarschaft zur deutschen Produktionsstätte von CFCL, hat im Februar einen Kooperationsvertrag mit dem Unternehmen geschlossen. Die bestellte BlueGen-Anlage soll CFCL im April 2010 an Alliander ausliefern. Alliander wird die BlueGen-Anlage in einem ihrer Gebäude im Industriepark Oberbruch installieren, dort auf Alltagstauglichkeit testen und so versuchen Kompetenz im Umgang mit der neuen Technologie aufzubauen. Gleichzeitig dient die Pilotanlage als Demonstrationsobjekt für Kunden und potenzielle Kooperationspartner in der Region.