Auswertung

Für die unter als Beispiel aufgeführte PEM-Brennstoffzelle können mit den vorliegenden Daten die durch den PGM-Bedarf entstehenden Umweltauswirkungen grob abgeschätzt werden. Da die genaue Menge der einzelnen Platinmetalle nicht bekannt ist, erscheint es für eine erste Schätzung sinnvoll, von einem Gemisch auszugehen, das zu je einem Drittel aus Pt, Pd und Rh besteht. Mit der Herstellung eines Brennstoffzellen-Stacks mit 7,5g Edelmetall wären damit, allein durch die Primärproduktion der PGM, die in Tabelle 1 aufgeführten Emissionen verbunden.

Parameter

Menge

Einheit

Erz-Verbrauch

1574

kg

Stromverbrauch

143

kWh

Gasverbrauch

74,1

MJ

Tailings

1257,5

kg

Abraum

91,88

kg

Asche

87,2

kg

Schlacke & Sonderabfall

62,93

kg

Schlacke

42,7

kg

REA-Rest

21,58

kg

CO2

128,8

kg

CO

98,98

g

SO2

15,43

kg

CH4

427,4

g

N2O

6,73

g

NOx

786,6

g

HCl

56,9

g

HF

5,08

g

NMVOC

10

g

Staub

123,8

g

CO2-Äquivalent

141,2

kg

SO2-Äquivalent

16,05

kg

Tabelle 1: Emissionen bei der Herstellung einer 75kW Brennstoffzelle

Durch die geringen Konzentrationen der PGM in den Erzen fallen erwartungsgemäß große Mengen fester Rückstände an. Die bei der Verhüttung entstehenden Mengen von SO2 ließen sich mit modernen Abgasreinigungsanlagen sicher reduzieren.

Zu den Gesamtemissionen bei der Herstellung tragen neben den PGM auch noch die anderen Komponenten bei. Die Anteile der einzelnen Bauteile am Primärenergieverbrauch, am Ausstoß von Treibhausgasen und an Versauerung nach [Pehnt-2002] sind in Abbildung 1 aufgeführt.


Abbildung 1: Beitrag der einzelnen Komponenten zur Umweltbelastung [Pehnt-2002]


Die Angaben beruhen jedoch auf der Annahme, dass die PGM zu 75% durch Recycling gewonnen werden, was ihren Anteil der Gesamtbelastung deutlich reduziert. Aus den unter genannten Gründen scheint diese Annahme jedoch sehr optimistisch. So beträgt Recyclinganteil bei den Edelmetallen für Abgaskatalysatoren heute nur 52%. Wie bereits erläutert, muss bei der Markteinführung von Brennstoffzellen-Fahrzeugen, zumindest vorübergehend, mit einer noch geringeren Quote gerechnet werden. Geht man, auf Basis der in Abbildung 1 dargestellten Daten, von einem Recyclinganteil von 25% aus, so läge z.B. der Anteil der PGM an der Versauerung bei etwa 60%, und damit höher als der Anteil aller anderen Komponenten zusammen.

Andererseits könnte man vermuten, dass durch die flächendeckende Einführung von Brennstoffzellen-Fahrzeugen das PGM-Recycling wirtschaftlich attraktiver wird. Zum Einen ist die Platinmenge in einer Brennstoffzelle größer als in einem Abgaskatalysator, zu Anderen könnten durch die höhere Nachfrage die Weltmarktpreise steigen. Dies ist allerdings zur Zeit noch reine Spekulation.

Ein weiteres Thema ist die ausreichende Verfügbarkeit von Platinmetallen bei einer Serienproduktion von Brennstoffzellen-Fahrzeugen. Nach [Hochfeld-1997] betragen die weltweit bekannten Resourcen 112.876 Tonnen, wovon 56.431 Tonnen als als wirtschaftlich gewinnbar gelten (Stand 1995). Die Nachfrage betrug danach im selben Jahr 318 Tonnen, woran die Autoindustrie einen Anteil von 100,38 Tonnen (31,6%) hatte. Der Gesamtverbrauch der Autoindustrie betrug 114,25 Tonne, der Recyclinganteil lag dabei unter 13%

Nach [Jülich-2001] enthält ein Abgaskatalysator heutiger Bauart (für einen Kompakt- bis Mittelklasse-Pkw) 2g Edelmetalle, während bei Einführung strengerer Emissionsstandarts, je nach Fahrzeuggröße, mit 4 - 6g zu rechnen ist. Unter wurde ein PGM-Bedarf von 7,5g angenommen, der sich, je nach Ausstattung der Fahrzeugs, z.B. durch Reformer (für Methanol) und Gas­trennmembranen noch erhöhen kann. Die weltweite Nachfrage nach Platinmetalle würde dadurch zwar spürbar steigen, jedoch nicht so dramatisch, wie in der Vergangenheit teilweise befüchtet wurde. Der Recyclinganteil von heute 52% sollte aber trotzdem auf jeden Fall noch gesteigert werden

Bei der vorliegende Arbeit kann es sich aus mehreren Gründen nur um eine vorläufige Sachbilanz handeln. So werden, aus naheliegenden Gründen, viele Daten von den Herstellern vertraulich behandelt. Weiterhin sind Brennstoffzellen zur Zeit Gegenstand intensiver Forschungsanstrengungen. Es ist nicht auszuschließen, dass es dabei, noch vor der Markteiführung der ersten Brennstoffzellen-Fahrzeuge, zu technischen Fortschritten kommt, die eine völlige Neubewertung erforderlich machen.

Ein umfassender Vergleich der ökologischen Belastungen bei der Herstellung, unter Berücksichtigung der erzielbaren Emmisions-Minderung, ist mit den vorliegenden Daten nicht möglich. Zum einen beruhen die berechneten Werte zum Teil auf Annahmen und lückenhaftem Datenmaterial, zum anderen läßt sich bisher nicht abschätzen, wie weit der Schadstoff- und CO2-Ausstoß durch die Markteinführung von Brennstoffzellenfahrzeugen tatsächlich gemindert würde.

Der nächste Schritt innerhalb einer Ökobilanz wäre die Erstellung einer Energiebilanz bei der Herstellung von Brennstoffzellen. Weiterhin sollte ein detailierter Vergleich mit den bisher eingesetzen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren gezogen werden.

Da sich viele Faktoren, wie z.B. die tatsächlich im Alltag verwendeten Energieträger, die genaue Zusammensetzung der Zellen, oder der Recyclinganteil in der Serienproduktion, erst abschätzen lassen, wenn sich die neue Technik am Markt durchgesetzt hat, scheint es angebracht, die ökologische Bewertung nach der Markteinführung zu wiederholen.

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