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Stellungnahme zu den Auswirkungen eines Verbots von per- und polyfluorierten Chemikalien (PFAS) auf die Brennstoffzellenentwicklung und Vermarktung des mittelstndigen Unternehmens Proton Motor Fuel Cell GmbH Puchheim, Mai 2023 PFAS haben aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften in sehr vielen verschiedenen Branchen, darunter auch in der Brennstoffzellenindustrie eine sehr groe Bedeutung. PFAS werden jedoch mit verschiedenen Gesundheits- und Umweltproblemen in Verbindung gebracht. Deswegen ist es sinnvoll und nachvollziehbar den Eintrag von PFAS in die Umwelt zu verhindern, bzw. auf ein Minimum zu beschrnken. Hierbei ist aber zu bercksichtigen, dass PFAS-Verbindungen fr die Technologien, die wir fr den Kampf gegen den Klimawandel bentigen, essenziell sind. Dies betrifft dabei alle Energieerzeugungs- und Speichertechnologien, speziell Brennstoffzellen, Elektrolyseure und Batterien, ohne die eine CO2-freie Wirtschaft nicht vorstellbar ist. Sebastian Goldner, CTO und COO bei Proton Motor Als mittelstndisches Unternehmen mit etwa 120 Mitarbeitern ist die Proton Motor Fuel Cell GmbH als Brennstoffzellenstack- und Systemhersteller unmittelbar von einem mglichen PFAS-Verbot betroffen. Dies betrifft zunchst einmal die Kernkomponente jedes Brennstoffzellensystems: den Stack. Dieser besteht aus den folgenden Komponenten: Membran-Elektrodeneinheit: Dies ist das Herzstck jeder Brennstoffzelle. Dort gibt der Wasserstoff auf der Anodenseite seine Elektronen ab, wandert durch die Membran und verbindet sich auf der Kathodenseite mit Sauerstoff und Elektronen zu Wasser Gas-Diffusion-Lage: Hierbei handelt es sich um ein hydrophobiertes, graphitiertes Vlies oder Papier, das dafr sorgt, dass die Edukte zur Membran und die Produkte von der Membran transportiert werden Bipolarplatten: Diese elektrisch und thermisch leitfhige Komponente aus Graphit oder Metall fhrt die Medien und leitet den Strom Dichtungen: Im Stack werden sechs Medienstrme gefhrt (Anoden-ein und -ausgang, Kathodeneingang und -ausgang, Khlmitteleingang und -ausgang), die jeweils voneinander und nach auen abgedichtet werden mssen. Vor allen Dingen bei der Abdichtung der wasserstofffhrenden Strme sind keine Leckagen zulssig Alle diese Komponenten sind sehr anspruchsvollen Bedingungen ausgesetzt, wie hohen Temperaturen und Drcken, sowie aggressiven Stoffen. PROTON MOTOR Fuel Cell GmbH Benzstrae 7 D-82178 Puchheim Germany Telefon +49 (0) 89 12762650 Fax +49 (0) 89 127626599 Internet: www.proton-motor.de Geschftsfhrer Francois Faiz Nahab Ph.D. HRB 120977 Mnchen Seite 1 von 4 In den letzten Jahren, bzw. zwei Jahrzehnten ist es sehr erfolgreich gelungen, die bestehenden, PFAShaltigen Materialien so zu optimieren, dass sie in der Lage sind, diesen Umgebungen langfristig zu widerstehen. Hierbei knnen inzwischen Lebensdauern von >80.000 h im stationren Betrieb (geringe Dynamik) und von >20.000 h im dynamischen Betrieb erreicht werden, wie sie fr die Anwendungen im Heavy-Duty-Bereich (Bus / LKW, Stationr, Zug, Schiff) zwingend erforderlich sind. Von einem PFAS-Verbot sind im Stack aus Sicht von Proton Motor vor allen Dingen die folgenden Komponenten betroffen: Membran: Diese besteht aktuell aus einem PFAS-Polymer mit einer mechanischen Verstrkung durch expandiertes Teflon. Als Alternative zu PFAS-haltigen Membranen werden seit mindestens 20 Jahren so genannte Hydrocarbon-Membranen erforscht. Diese sind in der Herstellung sehr komplex. Inzwischen gibt es erste kommerziell verfgbare Materialien, die aber von der Lebensdauer noch weit von etablierten Materialien entfernt sind und sich auf einem TRL von 3-4 befinden. Bis diese einem TRL 9 - wie die aktuellen Materialien entsprechen, mssen aus unserer Sicht mindestens 15 Jahre eingeplant werden. Bei der Membranverstrkung gibt es Anstze, dort gesponnene PBI-Fasern zu verwenden. Diese sind ebenfalls auf einem TRL 3-4, knnten aber voraussichtlich in ca. 10 Jahren zu einem TRL 9 gebracht werden. Elektrodenstrukturen: Damit die Elektrodenstruktur funktioniert, muss der Katalysator gut an die Membran angebunden sein, er muss elektrisch leitfhig verbunden sein, er muss gut mit Edukten versorgt sein und die Produkte mssen rasch abtransportiert werden. Heutzutage wird die Anbindung an die Membran erreicht, indem Membran-Ionomer der Paste zugemischt wird. Die aktuellen, PFAS-freien Membranmaterialien haben allerdings eine deutlich geringere Gasdurchlssigkeit. Whrend dies auf der Membranseite deutliche Vorteile bietet, verhindert es einen Einsatz dieser Materialien in der Elektrodenschicht weitgehend. Es gibt hier bereits erste Anstze fr alternative Materialien auf einem TRL 2-3. Auch hier ist von mindestens 15 Jahren auszugehen, um diese Materialien auf einen TRL 9 zu bringen. GDL: Fr die Hydrophobierung der GDLs werden heutzutage verschiedene PFAS-Materialien eingesetzt. Inwieweit diese durch PFAS-freie Materialien ersetzt werden knnen, ist uns momentan nicht bekannt. Dichtungen: Momentan sind verschiedene Dichtungsmaterialien im Einsatz. Hierbei werden neben PFAS-haltigen Materialien auch PFAS-freie Materialien (z.B.: Silikon) eingesetzt. Hierbei sehen wir aber eine deutlich bessere Haltbarkeit und Lebensdauer bei den PFAS-haltigen Materialien. Neben dem Kernprodukt sind aber auch weitere Systemkomponenten vielfltig betroffen. So werden PFAS-haltige Komponenten in Hochvoltkabeln, als Lager und Dichtungsmaterialien in Pumpen und Ventilen oder bei Komponentenbauteilen verwendet. Hier fehlt uns aktuell noch ein vollstndiger berblick, welche Komponenten im Detail betroffen sind und wie schwierig ein Ersatz der PFASMaterialien tatschlich ist. Aufgrund der eingeschrnkten Ressourcen ist Proton Motor nicht in der Lage, selbst Ersatzmaterialien zu entwickeln. Aktuell engagiert sich Proton Motor intensiv im Rahmen von verschiedenen Verbnden, um einen berblick ber den Einsatz von PFAS in den von uns verwendeten Komponenten zu erhalten PROTON MOTOR Fuel Cell GmbH Benzstrae 7 D-82178 Puchheim Germany Telefon +49 (0) 89 12762650 Fax +49 (0) 89 127626599 Internet: www.proton-motor.de Geschftsfhrer Francois Faiz Nahab Ph.D. HRB 120977 Mnchen Seite 2 von 4 und die mglichen Eintrge von PFAS ber die gesamte Lebensdauer der Komponenten und Brennstoffzellensysteme zu bestimmen. Des Weiteren beschftigt sich Proton Motor in verschiedenen ffentlich gefrderten Projekten mit dem Recycling von PFAS haltigen Materialien und ist im intensiven Austausch mit verschiedenen Forschungsanstalten, wie wir PFAS-freie Stackmaterialien weiterentwickeln und testen knnen. Wie die obige Auflistung zeigt, fhrt ein PFAS-Verbot zu einem hohen Aufwand fr Forschung und Entwicklung bei allen Lieferanten. Wir sehen aktuell ein sehr hohes Risiko, dass Lieferanten nicht in der Lage oder nicht willens sind, diese Investitionen zu ttigen und sich bei einem PFAS-Verbot vollstndig aus der Brennstoffzellenindustrie zurckziehen. Dies wird den Markthochlauf mindestens verzgern und verteuern. Es kann aber auch dazu fhren, dass die Brennstoffzellenindustrie komplett kollabiert, wenn kritische Komponenten, wie die MEA oder die GDL nicht mehr verfgbar sind. Wir sehen bereits jetzt massive Verwerfungen im Markt, die durch die Diskussion ber ein mgliches Verbot ausgelst sind. So zum Beispiel durch den Austritt von engagierten Lieferanten oder der Tatsache, dass Investitionen aktuell zurckgestellt werden. Aufgrund der vielfltigen zu ersetzenden Materialien und dem geringen TRL der aktuell verfgbaren Alternativen sehen wir es als zwingend an, dass entweder deutlich lngere bergangsfristen von mindestens 25 Jahren fr die Brennstoffzellenindustrie vorgesehen werden, oder die Brennstoffzellenindustrie vollstndig von der Beschrnkung ausgenommen wird. Ebenso ist nicht sicher, ob ein PFAS-Verbot innerhalb europischer Gesetzgebung auch im Rest der Welt in gleicher Weise und Konsequenz umgesetzt wird, so dass hier eine massive Wettbewerbsverzerrung stattfinden knnte. Wir hoffen, dass die politischen Entscheidungstrger verstehen, dass ein umfassendes und unreflektiertes PFAS-Verbot ohne sinnvolle Ausnahmen, die Brennstoffzellenindustrie in Deutschland und Europa massiv einschrnken, wenn nicht gar beenden wird. Im Folgenden sind einige der mglichen Auswirkungen eines PFAS-Verbots auf ein KMU im Brennstoffzellenbereich zusammengefasst: Erhhte Kosten: Wenn ein KMU PFAS in seinen Produkten oder Verfahren verwendet, mssen alternative Materialien oder Verfahren gefunden werden, die frei von PFAS sind. Dies fhrt zwangslufig zumindest zu signifikant hheren Kosten, da Alternativen teurer sind und neue Anlagen oder Verfahren erfordern, sofern diese Mglichkeit berhaupt vorhanden ist. Wettbewerbsnachteil: Wenn auereuropische Mitbewerber weiterhin PFAS verwenden, wird die gesamte Branche einen Wettbewerbsnachteil erleiden. Gefhrdung der Energiewende und der Erreichung der klimapolitischen Ziele insgesamt, wenn es aufgrund Fehlens oder mangelnder Verfgbarkeit von adquaten Alternativen nicht mglich ist, PFAS-freie Brennstoffzellen in absehbarer Zeit zu entwickeln. Gleiches gilt in noch strkerem Mae fr Elektrolyse, durch welche eine ausreichende Produktion von grnem Wasserstoff aus erneuerbaren Energien erst mglich wird. Wir schlieen uns daher dem Fazit des Nationalen Wasserstoffrates sowie der meisten Branchenteilnehmer an: ,,PFAS sind in vielen Anwendungen unserer modernen Welt wie auch in Energie- und Wasserstoffanwendungen aktuell noch unabdingbar... Fr die fr den Bau dieser Technologien notwendigen Komponenten mssen daher Ausnahmeregelungen nach dem Montreal- PROTON MOTOR Fuel Cell GmbH Benzstrae 7 D-82178 Puchheim Germany Telefon +49 (0) 89 12762650 Fax +49 (0) 89 127626599 Internet: www.proton-motor.de Geschftsfhrer Francois Faiz Nahab Ph.D. HRB 120977 Mnchen Seite 3 von 4 Kommentiert [WT1]: Ich habe die Formatierung an die Stichpunkte angepasst anstelle der Spiegelstriche. Somit ist es einheitlicher, kann aber gerne zurckgendert werden. Protokoll getroffen werden, bis entsprechende bezahlbare, umweltfreundliche Alternativen verfgbar sind." [1] Kommentiert [WT2]: Ich habe mir noch dieses Fazit als Schlusssatz berlegt. Kann gerne gestrichen werden! 1 https://www.wasserstoffrat.de/fileadmin/wasserstoffrat/media/Dokumente/2023/2023-02-01_Stellungnahme_PFAS-Verbot.pdf PROTON MOTOR Fuel Cell GmbH Benzstrae 7 D-82178 Puchheim Germany Telefon +49 (0) 89 12762650 Fax +49 (0) 89 127626599 Internet: www.proton-motor.de Geschftsfhrer Francois Faiz Nahab Ph.D. HRB 120977 Mnchen Seite 4 von 4