Revolutionierung der urbanen Mobilität: Brennstoffzellen-Elektroantriebs-Fahrzeuge setzen neuen Standard

Einleitung

Brennstoffzellen-Elektrofahrzeugehaben sich mit zahlreichen Vorteilen gegenüber ihren konventionellen Gegenstücken ihren Weg in die urbane Mobilität gebahnt. Urbane Mobilität hängt in hohem Maße von konventionellen Kraftübertragungen für verschiedene Fahrzeuge für gewerbliche und private Anwendungen ab. Mit der verfügbaren Infrastruktur zum Betanken von Benzin- und Dieselfahrzeugen haben sich Fahrzeugkäufer lange Zeit für die jeweiligen Kategorien für den Transport entschieden. Verschiedene andere entscheidende Faktoren, wie z. B. geringe Anschaffungskosten, Wartungsfreundlichkeit, einfache Verfügbarkeit von Ersatzteilen usw., haben ebenfalls die höhere Akzeptanz konventioneller Kraftfahrzeuge begünstigt. Der Wandel im Verbraucherverhalten hin zur Einführung sauberer Mobilitätsfahrzeuge ohne Kohlendioxidemissionen war jedoch ein entscheidender Faktor für die rasche Ausbreitung von Brennstoffzellen-Elektrofahrzeugen.

Abbildung 1: Elektrofahrzeuge vs. Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge

Brennstoffzellen bieten nicht nur eine sauberere Alternative zu kohlenstoffemissionsbasierten Kraftstoffen, sondern stoßen über das Auspuffrohr auch nur Wasser aus, das in den meisten Fällen in gereinigter Form vorliegt. Wasserstoffkraftstoff hat seinen Weg in eine Vielzahl von Fahrzeugen gefunden, wie z. B. Pkw und Nutzfahrzeuge, Traktoren, Lastwagen, Flugzeuge usw. Diese entscheidenden Veränderungen wurden durch zwei separate Ansätze der Fahrzeughersteller ausgelöst, wie z. B. die Nachrüstung bestehender Fahrzeuge für den Betrieb mit Brennstoffzellen-Elektroantrieb oder der vollständige Bau neuer Fahrzeuge, die mit Wasserstoff betrieben werden.

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Ein weiterer wichtiger Faktor, der sich bei Wasserstofffahrzeugen durchgesetzt hat, ist die zunehmende Konzentration der Regierung auf die Reduzierung der Kohlenstoffemissionen sowie die Einführung zwingender unterstützender Richtlinien, um die Einführung sowohl bei den Herstellern als auch bei den Käufern zu beschleunigen. AlsBrennstoffzellenfahrzeugehaben seit ihrer Einführung einen langen Weg zurückgelegt, da verschiedene Regierungsinitiativen den Weg für die Industrie ebnen, die rasche Umstellung von konventionellen Kraftstoffen auf Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge zu verbessern, wurde das Wachstum überladen. Diese Wasserstoff-Elektrofahrzeuge adressieren auch eine Vielzahl von Problemen, mit denen Elektro-, Benzin- und Dieselfahrzeuge konfrontiert sind.

Globale Expansion der FCEV-Infrastruktur

Private Unternehmen und Regierungen auf der ganzen Welt investieren umfassend in die Entwicklung der Infrastruktur mit Wasserstofftankstellen, um umweltfreundliche Transportmittel zu nutzen. Viele Länder, wie z. B. Deutschland, Frankreich, Italien, das Vereinigte Königreich, China, die USA usw., sind Vorreiter bei der Einrichtung einer großen Anzahl von Wasserstofftankstellen, um die steigende Anzahl der jeweiligen Fahrzeuge in verschiedenen Regionen zu berücksichtigen.

Es gibt viele Vorteile von FCEV, von denen erwartet wird, dass sie ihre Einführung bei den Käufern in den kommenden Jahren weiter erleichtern werden.

Größere Reichweite:Mithilfe von Brennstoffzellen können Fahrzeughersteller eine größere Reichweite erzielen, da Wasserstoff im Vergleich zu Benzin und Diesel eine höhere Energiedichte aufweist. Das Gewicht von Wasserstoffdampf ist im Vergleich zu anderen Kraftstoffquellen ebenfalls geringer, was dem Fahrzeug eine höhere Reichweite durch den Bedarf an geringerer Speicherung sowie die Reduzierung des Fahrzeuggewichts bietet.

Abbildung 2: Relative Dampfdichte von Fahrzeugkraftstoff (Vergleich)

Schnelles Betanken & Geringere Emissionen:Einer der Schwerpunkte der Regierungen auf der ganzen Welt ist die Reduzierung der Kohlenstoffemissionen aus dem Verkehr, was zu erheblichen Veränderungen geführt hat. Obwohl sich die Transportindustrie rasant in Richtung Elektrofahrzeuge verlagert, gibt es immer noch einige große Nachteile, mit denen neue Käufer konfrontiert sind, wie z. B. längere Ladezeiten, geringere Verfügbarkeit von Schnellladegeräten usw. Mithilfe von Wasserstofffahrzeugen können diese Mängel leicht behoben werden, da das Wasserstofftanken dem konventionellen Betanken ähnelt. Brennstoffzellenfahrzeuge können mit einem einzigen Tank bis zu 300 Meilen fahren, während Elektrofahrzeuge im Allgemeinen eine Reichweite zwischen 80 und 100 Meilen pro Ladung haben.

Ausweitung neuer Wasserstofftankstellen auf der ganzen Welt

Neben den förderlichen Richtlinien, die sowohl vom öffentlichen als auch vom privaten Sektor verabschiedet wurden, ist ein weiterer Schlüsselfaktor, der für eine einfachere Einführung von Wasserstofffahrzeugen berücksichtigt wurde. In Nordamerika, Europa und der Region Asien-Pazifik, wo die Regierungen großes Interesse an der Steuerung ihres Transports durch nachhaltige Verkehrsmittel gezeigt haben, wurde eine rasche Expansion beobachtet.

Abbildung 3: Gesamtzahl der Wasserstofftankstellen, nach Land (Stand: September 2022)

Da die Präsenz von Wasserstofftankstellen direkt zur leichteren Einführung von FCEV-Fahrzeugen beiträgt, lässt sich der Trend des Marktwachstums leicht anhand der entsprechenden Abbildung verdeutlichen.

Diese Einführung ist hauptsächlich in den asiatisch-pazifischen Ländern zu beobachten, in denen viele der Fahrzeughersteller neue FCEV-Modelle auf den Markt bringen, um die Aufmerksamkeit auf die neue Technologie zu lenken. Zum Beispiel

·BMW kündigte die Einführung seines neuen Modells iX5 an, das gemeinsam mit Toyota entwickelt wurde. Das Antriebssystem des Fahrzeugs verwendet Brennstoffzellen, um Wasserstoff, der in seinen beiden 700-Bar-Tanks aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff gespeichert ist, in Elektrizität umzuwandeln.

·Im November 2020 wurde Ineos Grenadier Wasserstoff-FCEV als neues Fahrzeug von Ineos Motor in Zusammenarbeit mit Hyundai Motors angekündigt.

·Im Jahr 2021 kündigte Hyundai Motors während der Frankfurter Automobilausstellung an, sein neues Modell des Hyundai Nexo 2023 vorzustellen. Das Modell ist voll und ganz in der Lage, mit der Verwendung von Wasserstoffkraftstoff zu fahren, was es für die Verbraucher erschwinglicher macht.

Verschiedene andere Fahrzeuge haben ebenfalls begonnen, FCEV zu verwenden, wie z. B. Lkw, Nutzfahrzeuge, Baugeräte, landwirtschaftliche Geräte usw.

Herausforderungen

Starker Wettbewerb durch batteriebetriebene Elektrofahrzeuge (BEV)

Die Kommerzialisierung von Brennstoffzellenfahrzeugen steckt aufgrund des starken Wettbewerbs durch andere Ersatzstoffe wie BEV noch in den Kinderschuhen. Als größter Ersatzstoff dominieren batteriebetriebene Elektrofahrzeuge die Gesamtnachfrage in der Kategorie der nachhaltigen Fahrzeuge, da das stark verbesserte Ökosystem für das Batterieladen bereits in vielen Ländern wie China, den USA usw. platziert wird.

Abbildung 4: Marken, die BEVs vs. FCEVs auf dem US-Markt verkaufen, Stand: 2022

Höhere Preise, um die groß angelegte Einführung von FCV zu behindern

Da sich Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge in der Einführungsphase ihrer Einführung befinden und das Fertigungsökosystem in vielen Regionen noch nicht vollständig etabliert ist, sind viele Länder stark auf die Importe von Rohstoffen angewiesen, was zu höheren Kosten für den Rohstofferwerb führt. Dies wirkt sich in der Folge auf die Gesamtpreisgestaltung der Fahrzeugendkosten aus und schränkt einen großen Teil der Käufer ein, sich für dasselbe zu entscheiden.

Herausforderungen bei Lagerung und Transport

Lagerung und Transport sind einige der größten Herausforderungen für den Markt für Brennstoffzellenfahrzeuge. Wasserstoff benötigt extrem niedrige Temperaturen, um gelagert und unter Druck gesetzt zu werden, um in die Kraftstofftanks der Fahrzeuge gefüllt zu werden. Darüber hinaus erfordert Wasserstoff in Tanks spezielle Lagertechniken, die eine kontinuierliche Stromversorgung benötigen, um den flüssigen Wasserstoff zu kühlen, was die Kosten des Kraftstoffs erhöht. Die Notwendigkeit spezieller Tanks, um dem hohen Druck standzuhalten, der durch den flüssigen Wasserstoffkraftstoff ausgeübt wird, ist eine weitere wichtige Herausforderung, die die Fahrzeugindustrie in den kommenden Jahren angehen muss.

Marktanalyse

Laut UnivDatos Market Insights hält die Region Asien-Pazifik, gefolgt von der Region Nordamerika, derzeit den größten Marktanteil am Markt für Brennstoffzellenfahrzeuge, was auf den hohen Fokus von Regierung und Fahrzeugherstellern auf Nachhaltigkeit in der Region zurückzuführen ist. Darüber hinaus ist die Diversifizierung der Optionen außer batteriebetriebenen Elektrofahrzeugen ein weiterer Grund, warum die Einführung in den kommenden Jahren voraussichtlich höher ausfallen wird. Darüber hinaus treiben auch die Präsenz wichtiger Marktteilnehmer und technologische Fortschritte in der Region das Marktwachstum an.

Darüber hinaus deutet der Bericht auch darauf hin, dass Europaein signifikantes Wachstum auf dem Markt für Brennstoffzellenfahrzeuge verzeichnen wird, da der Schwerpunkt auf der Reduzierung der Kohlenstoffemissionen liegt. Die Präsenz gut durchdachter Regierungsrichtlinien zur Konzentration auf einen nachhaltigen Transport sowie die Einhaltung des Klimawandelabkommens tragen ebenfalls zum Marktwachstum in dieser Region bei.

Mit dem Aufkommen wichtiger Fahrzeughersteller auf dem FCV-Markt wie Toyota, BMW, BYD, Hyundai, Honda usw. wird der Markt in den kommenden Jahren voraussichtlich einen großen Aufschwung verzeichnen. Darüber hinaus wird dieses Wachstum durch staatliche Maßnahmen unterstützt, die auf die Verbesserung der Wasserstofftankstellen und anderer verbundener Infrastrukturen abzielen.

Fazit

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Brennstoffzellenfahrzeuge die Art des Transports revolutioniert haben. Diese Fahrzeuge bieten eine größere Reichweite mit einfacherem Betanken und weniger beweglichen Teilen, wodurch die Kosten für Aftermarket-Reparaturen weiter gesenkt werden. Diese Funktionen würden auch die Reichweitenangst unter den Verbrauchern in der ersten Einführungsphase verringern, da batteriebetriebene Elektrofahrzeuge eine längere Ladezeit benötigen und Wasserstoff mit kurzer Betankungszeit besser für Langstreckenfahrten geeignet ist. Der Markt befindet sich jedoch noch in der Einführungsphase, die durch die umfangreichen Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten unterstützt wird, die dazu beitragen würden, die Fahrzeug- und Kraftstoffkosten zu senken und die Einführung in den kommenden Jahren zu erleichtern. Insgesamt können wir mit den Fortschritten bei der fortgesetzten Forschung und Entwicklung noch mehr Fortschritte bei Brennstoffzellenfahrzeugen erwarten, wodurch es für Einzelpersonen einfacher wird, in den kommenden Jahren einen nachhaltigen Transportmodus zu nutzen.