Warum Wasserstoff immer noch der Kraftstoff der Zukunft sein könnte

Hydrogen has long been noted as a potential fuel for the future.  One that will eliminate the need for fossil fuels to power internal combustion engines (ICE) by offering a clean burning alternative that is easily accessible.  Interestingly, this future is becoming more likely as scientists are now discovering new sources of hydrogen around the world.  Some through natural excretions from the Earth and some through the introduction of enzymes into capped wells.

Unternehmen, die Wasserstoff-Brennstoffzellen-Technologie entwickeln

The following are each companies that have dedicated divisions surrounding the development of Hydrogen fuel cells and Hydrogen ICE.

Cummins Inc. (NASDAQ: CMI)

Established in 1919, Cummins Inc. has grown to become a global leader in power solutions.  With its headquarters in Columbus, Indiana, the company is renowned for designing, manufacturing, selling, and servicing a broad range of power products, including diesel and alternative fuel engines, electric and hybrid powertrains, and associated components.  Cummins operates through five distinct segments: Engine, Distribution, Components, Power Systems, and New Power.

Cummins Inc. wurde 1919 gegründet und hat sich zu einem globalen Marktführer im Bereich Energie‑lösungen entwickelt. Mit Sitz in Columbus, Indiana, ist das Unternehmen bekannt für die Konstruktion, Herstellung, den Verkauf und Service einer breiten Palette von Energieprodukten, darunter Diesel‑ und Alternative‑Brennstoffmotoren, elektrische und hybride Antriebsstränge sowie zugehörige Komponenten. Cummins operiert in fünf unterschiedlichen Segmenten: Engine, Distribution, Components, Power Systems und New Power.

In den letzten Jahren hat Cummins proaktiv den Übergang zu nachhaltigeren Energielösungen vorangetrieben, wobei ein besonderer Schwerpunkt auf Wasserstoff liegt. Das 2019 gestartete New‑Power‑Segment des Unternehmens widmet sich der Entwicklung von elektrifizierten Antriebssträngen, fortschrittlicher Batterietechnologie, Brennstoffzellen und Wasserstofferzeugung.

Ein bedeutender Meilenstein in Cummins’ Wandel hin zum Wasserstoff war die Übernahme der Hydrogenics Corporation im Jahr 2019. Als führender Innovator im Bereich Brennstoffzellen‑ und Wasserstoffproduktion markierte die Integration von Hydrogenics in die Cummins‑Geschäfte einen wichtigen Fortschritt im Engagement des Unternehmens für wasserstoffbasierte Lösungen.

Durch strategische Partnerschaften und Investitionen positioniert sich Cummins am vordersten Rand der Wasserstoff‑Wirtschaft und nutzt sein umfangreiches Fachwissen in Energiesystemen und Komponenten. Der Fokus des Unternehmens auf Wasserstoff unterstreicht sein Engagement für Nachhaltigkeit und Dekarbonisierung.

Marktkapitalisierung: $34.34B

Kurs‑Gewinn‑Verhältnis (P/E): 13.73

Gewinn je Aktie (EPS): $17.74

Zum Zeitpunkt der Erstellung wies Cummins (CMI) die oben genannten Kennzahlen auf und wird von den meisten großen Investmentfirmen als ‘Buy‘ eingestuft.

Plug Power Inc. (NASDAQ: PLUG)

Plug Power Inc., established in 1997 and headquartered in Latham, New York, is a pioneering force in the development of hydrogen fuel cell technology.  The company designs, develops, manufactures, and commercializes hydrogen fuel cell systems used to power electric motors primarily in the electric mobility sector.

Plug Power Inc., gegründet 1997 und mit Sitz in Latham, New York, ist ein Vorreiter bei der Entwicklung von Wasserstoff‑Brennstoffzellen‑Technologie. Das Unternehmen konzipiert, entwickelt, fertigt und vermarktet Wasserstoff‑Brennstoffzellen‑Systeme, die hauptsächlich im Bereich der elektrischen Mobilität elektrische Motoren antreiben.

Die innovativen Brennstoffzellen‑Systeme von Plug Power sollen herkömmliche Batterien in elektrisch betriebenen Fahrzeugen und Geräten ersetzen, beispielsweise Gabelstaplern in Lager- und Vertriebszentren. Das Produktportfolio des Unternehmens umfasst GenDrive, ein wasserstoffbetriebenes PEM‑Brennstoffzellen‑System, das Materialtransport‑Elektrofahrzeuge mit Strom versorgt.

In den letzten Jahren hat Plug Power seinen Fokus über Brennstoffzellen für den Materialtransport hinaus erweitert und richtet sich nun an breitere Märkte. Dazu gehören stationäre Energiesysteme, Lieferfahrzeugflotten und sogar potenzielle Anwendungen in der Luftfahrt. Strategische Übernahmen des Unternehmens, wie die von United Hydrogen und Giner ELX, haben seine Position in der Wasserstoff‑Wirtschaft weiter gestärkt, indem sie seine Fähigkeiten in der Wasserstofferzeugung, Verflüssigung und Verteilung ausgebaut haben.

Das Engagement von Plug Power für Wasserstoff‑Brennstoffzellen‑Technologie unterstreicht sein Bestreben nach nachhaltigen Energielösungen und seine Vision einer grüneren Zukunft.

Marktkapitalisierung: $7.09B

Forward‑Kurs‑Gewinn‑Verhältnis (P/E) 1‑Jahr: -12.14

Gewinn je Aktie (EPS): $-1.33

Zum Zeitpunkt der Erstellung wies Plug Power (PLUG) die oben genannten Kennzahlen auf und wird von den meisten großen Investmentfirmen als ‘Strong Buy‘ eingestuft.

Was ist Wasserstoff?

Hydrogen is the simplest and most abundant element in the universe.  It is a colorless, odorless, and tasteless gas under standard conditions.  Hydrogen has a single electron and proton, making it the lightest element.

Wasserstoff ist das einfachste und häufigste Element im Universum. Unter Standardbedingungen ist er ein farbloses, geruchsloses und geschmackloses Gas. Wasserstoff besitzt ein einziges Elektron und Proton und ist damit das leichteste Element.

Wasserstoff ist aufgrund seiner Elektronenkonfiguration hochreaktiv. Er hat ein Elektron in seiner äußersten Schale, benötigt jedoch zwei, um eine stabile Konfiguration ähnlich dem Edelgas Helium zu erreichen. Das führt dazu, dass Wasserstoff bestrebt ist, Bindungen mit anderen Elementen einzugehen, um seine äußere Schale zu füllen. Er bildet leicht eine Bindung mit Elementen, die ein Elektron benötigen, um ihre äußere Schale zu vervollständigen, wie Sauerstoff bei der Bildung von Wasser (H₂O), oder mit einem anderen Wasserstoffatom zur Bildung eines Wasserstoffmoleküls (H₂). Diese Neigung, Bindungen einzugehen, um eine stabile Elektronenkonfiguration zu erreichen, macht Wasserstoff so reaktiv.

Wasserstoff wird in verschiedenen Branchen eingesetzt, darunter im Energiesektor, wo er als potenzielle saubere Energiequelle gilt, weil bei seiner Nutzung zur Energieerzeugung in einer Brennstoffzelle nur Wasser als Nebenprodukt entsteht.

Wie wird Wasserstoff als Kraftstoff verwendet?

Hydrogen can be used as a fuel in several ways:

1. Brennstoffzellen: In einer Brennstoffzelle werden Wasserstoff und Sauerstoff kombiniert, um Strom zu erzeugen, wobei Wasser und Wärme die einzigen Nebenprodukte sind. Dieser Prozess ist sauber und effizient. Brennstoffzellen können in vielen Anwendungen eingesetzt werden, von der Stromversorgung von Gebäuden bis zu Elektrofahrzeugen.
2. Verbrennungsmotoren: Wasserstoff kann in einem Verbrennungsmotor ähnlich wie Benzin oder Diesel verwendet werden. Dies ist jedoch weniger verbreitet und in der Regel weniger effizient als die Nutzung von Wasserstoff in Brennstoffzellen.
3. Stromerzeugung: Wasserstoff kann in einer Turbine verbrannt werden, um Strom zu erzeugen, ähnlich wie bei Gasturbinen.
4. Energiespeicherung: Wasserstoff kann als Energiespeichermedium dienen. Überschüssige erneuerbare Energie (wie Wind- oder Solarenergie) kann zur Erzeugung von Wasserstoff durch Elektrolyse genutzt werden. Dieser Wasserstoff kann anschließend gespeichert und später verwendet werden, wenn die Energienachfrage hoch oder die Erzeugung erneuerbarer Energie gering ist.

Der Hauptvorteil der Nutzung von Wasserstoff als Kraftstoff besteht darin, dass bei seiner Verbrennung oder Verwendung in einer Brennstoffzelle nur Wasser entsteht, wodurch er eine saubere Energiequelle darstellt, die nicht zu Treibhausgasemissionen beiträgt.

Warum ist Wasserstoff als Kraftstoff wichtig?

The shift to using hydrogen as a fuel is important for several reasons:

1. Umweltauswirkungen: Wasserstoff, wenn er als Kraftstoff in Brennstoffzellen verwendet wird, erzeugt nur Wasser als Nebenprodukt und ist damit eine saubere Energiequelle. Dies kann die Treibhausgasemissionen erheblich reduzieren und zur Bekämpfung des Klimawandels beitragen.
2. Energiesicherheit: Wasserstoff kann aus verschiedenen Ressourcen hergestellt werden, darunter Wasser, Erdgas und Biomasse. Diese Diversifizierung der Energiequellen kann die Energiesicherheit erhöhen und die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen verringern.
3. Vielseitigkeit: Wasserstoff kann in einer breiten Palette von Anwendungen eingesetzt werden, von der Fahrzeugantrieb bis zur Hausheizung und Stromerzeugung. Diese Vielseitigkeit macht ihn zu einem potenziell wichtigen Bestandteil einer nachhaltigen Energiezukunft.

Allerdings gibt es auch Herausforderungen bei der Nutzung von Wasserstoff als Kraftstoff, darunter Produktionsprozesse, die traditionell sehr energieintensiv sind. Weitere zu berücksichtigende Aspekte sind Speicher- und Transportprobleme sowie der Bedarf an umfangreichem Infrastrukturausbau. Trotz dieser Herausforderungen machen die potenziellen Vorteile von Wasserstoff diesen Bereich zu einem wichtigen Fokus im Übergang zu einem nachhaltigeren Energiesystem.

Wasserstoffquellen

As we have already established, hydrogen’s atomic structure makes it particularly reactive.  This characteristic has long led us to believe that pure hydrogen is hard to find in nature, resulting in a reliance on techniques like electrolysis to generate a supply.  However, there have been various developments over the past couple of years that indicate this line of thinking may be wrong.

Wie bereits dargelegt, macht die atomare Struktur von Wasserstoff ihn besonders reaktiv. Diese Eigenschaft hat lange dazu geführt zu glauben, dass reiner Wasserstoff in der Natur schwer zu finden ist, was zu einer Abhängigkeit von Verfahren wie der Elektrolyse zur Erzeugung von Vorräten führte. In den letzten Jahren gab es jedoch verschiedene Entwicklungen, die darauf hindeuten, dass diese Annahme möglicherweise falsch ist.

Ölbohrloch-Enzyme

Humans have been drilling for oil since the mid-19th century.  As a result of this activity, there are countless abandoned and depleted wells around the world.  Interestingly, scientists have discovered that, while the wells may be depleted of their oil, there remains an opportunity now to withdraw a more sustainable fuel from their depths – Hydrogen.

Menschen bohren seit Mitte des 19. Jahrhunderts nach Öl. Infolge dieser Tätigkeit gibt es weltweit unzählige aufgegebene und erschöpfte Bohrungen. Interessanterweise haben Wissenschaftler entdeckt, dass, obwohl die Bohrungen ihr Öl ausgebeutet haben, jetzt die Möglichkeit besteht, aus ihrer Tiefe einen nachhaltigeren Brennstoff zu gewinnen – Wasserstoff.

Dies wird durch Unternehmen wie Cemvita Factor ermöglicht, die spezialisierte Enzyme entwickeln, die, wenn sie in erschöpfte Bohrungen eingebracht werden, verbleibende Kohlenwasserstoffe in verschiedene Bestandteile zerlegen, wobei Wasserstoff einer davon ist. Das Unternehmen bezeichnet den durch diesen Prozess erzeugten Wasserstoff als „Goldwasserstoff“.

Natürliche Wasserstoffvorkommen

While introducing enzymes to depleted wells is a fantastic approach to revitalizing an existing resource, is it the only means of generating a supply?  Interestingly, there have been multiple discoveries in recent years of massive, naturally forming, pockets of hydrogen gas.  A few countries in which such examples have been found include,

• Australia
• Canada
• France
• Germany
• Japan
• Russia
• New Zealand

Trotz dieser Vorkommen lernen Wissenschaftler noch über den Entstehungsprozess des Wasserstoffs, das Ausmaß der Reserven und die potenziellen Auswirkungen auf die umliegende Umwelt bei einer Förderung. Ungeachtet dessen ist das Potenzial dieser Lagerstätten, die weitverbreitete Einführung von Wasserstoff als Kraftstoffquelle zu beschleunigen, enorm.

Abschließendes Wort

Overall, hydrogen remains a tantalizing alternative/replacement for our continued reliance on fossil fuels.  Thankfully, due to the ingenuity on offer by scientists around the world, we may soon have access to more affordable and plentiful supplies of hydrogen through both natural and treated wells.  With this being the case, there will be a subsequent decrease in the cost of production for hydrogen, making it an even more appealing fuel for companies like Cummins and Plug Power to develop solutions around.

Insgesamt bleibt Wasserstoff eine verlockende Alternative/Ersetzung für unsere anhaltende Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen. Glücklicherweise können wir dank der Innovationskraft von Wissenschaftlern weltweit bald auf erschwinglichere und reichlichere Wasserstoffvorräte sowohl aus natürlichen als auch aus behandelten Bohrungen zugreifen. In diesem Fall wird die Produktionskosten von Wasserstoff sinken, wodurch er für Unternehmen wie Cummins und Plug Power noch attraktiver wird, um darauf basierende Lösungen zu entwickeln.