Einsatz von Brennstoffzellen in der Notstromversorgung theoretische Analyse und Erhebung praxisrelevanter Anforderungen

Abstract

Die Sicherstellung der Notstromversorgung ist für kritische Infrastrukturen sowie Feuerwehren und Katastrophenschutzbehörden essenziell, da langanhaltende Stromausfälle eine Gefahr für die moderne Gesellschaft darstellen. Während die Notstromversorgung nahezu ausschließlich über Dieselaggregate erfolgt, rücken wasserstoffbasierte Brennstoffzellen, insbesondere die Protonenaustauschmembranbrennstoffzelle, in den Fokus. Insbesondere ihr emissionsarmer und potenziell wartungsarmer Betrieb macht sie relevant. Unklar ist jedoch, ob diese Technologie die technischen und praxisrelevanten Anforderungen im Katastrophenschutz vollumfänglich erfüllen kann. Ziel der Arbeit ist es, die Anforderungen an Notstromaggregate aus Anwendersicht systematisch zu erheben und mit den Eigenschaften abzugleichen. Grundlage ist eine schriftliche qualitative Expertenbefragung (E-Mail) mit n = 23 Funktionsträgern aus administrativen und operativen Ebenen des Katastrophenschutzes. Die Auswertung orientiert sich an einer inhaltlich strukturierenden qualitativen Inhaltsanalyse nach Kuckartz. Die Ergebnisse zeigen, dass die Brennstoffzellen zentrale Anforderungen, wie Zuverlässigkeit, Lärmreduktion und Wartungsarmut überwiegend besser abdecken als konventionelle Dieselaggregate. Als wesentliche Einschränkung werden jedoch die geringe volumetrische Energiedichte von Wasserstoff, die fehlende logistische Infrastruktur sowie technische Herausforderungen beim Kaltstart unter Frostbedingungen identifiziert. Während im Leistungsbereich unter 20 kW bereits die Brennstoffzelle wirtschaftlich konkurrenzfähig ist, kann sie in größeren Leistungsbereichen aufgrund der Speicherlogistik und Systemkosten derzeit keine vollwertige Alternative zum Diesel bieten.