Mobilität –
ein wichtiger Anwendungsbereich für Wasserstoff
Mit Wasserstoff ist es möglich, erneuerbare Energie sehr effizient zu speichern und fernab vom Stromerzeuger umweltfreundlich einzusetzen. Hinzu kommt die lokale Emissionsfreiheit. Wasserstoff ist damit für den Mobilitätsbereich sehr interessant. Insbesondere, da man auf transportable Energieträger angewiesen ist.
Technologie
Technologie
Die Automobilindustrie verfolgt bei Power-to-Gas unterschiedliche strategische Ansätze. Der Großteil entwickelt wasserstoffbetriebene Brennstoffzellen-PKWs.
Wirkungsgrad überzeugt mit mehr als 60%
Brennstoffzellen sind hocheffiziente und saubere elektrochemische Energiewandler. Sie wandeln die chemische Energie des Wasserstoffs direkt in Strom um. Ihr Wirkungsgrad liegt bereits heute bei über 60%. Das ist deutlich höher als der Wirkungsgrad eines Verbrennungsmotors. Vor allem asiatische Hersteller, wie Toyota oder Hyundai, haben bereits erste Brennstoffzellenfahrzeuge auf dem Markt. Sie investieren nun verstärkt, um den Massenmarkt zu erobern.
Auch für den öffentlichen Personennahverkehr ist Wasserstoff eine interessante Alternative. Weite Strecken können emissionsfrei zurück gelegt werden – ohne Staubpartikel oder Stickoxide, die den Menschen und die Umwelt schädigen. Besonders gut eignet sich Wasserstoff als Treibstoff für den Transport- und Schwerlastverkehr. Ganze Fahrzeugflotten können so effizient betrieben werden – mit dezentralen Erzeugungsanlagen und einer Tankstelle vor Ort.
Bei langen Strecken haben Wasserstoff- Fahrzeuge die Nase vorn.
Würden zwei identisch große Speichertanks mit beiden Wasserstoff-Arten gefüllt, wäre die Energiemenge des tiefkalt-flüssigen Wasserstoffs um 75 Prozent größer als die Energiemenge des auf 700 bar komprimierten gasförmigen Wasserstoffs.
Fahrzeughersteller wie BMW setzen bereits für künftige Modelle auf diese Technologie. Die Forschung und Entwicklung des kryogenen Wasserstoffs sowie die Anwendung im Bereich Mobilität wird entsprechend weiter vorangetrieben.
Technologie
Die Automobilindustrie verfolgt bei Power-to-Gas unterschiedliche strategische Ansätze. Der Großteil entwickelt wasserstoffbetriebene Brennstoffzellen-PKWs.
Strom und Wasserstoff – gewonnen aus Windenergie
Mit H2ORIZON produzieren wir grünen Wasserstoff aus regionaler Windkraft. Und das bei kürzesten Wegen von der Stromerzeugung bis hin zur Speicherung und dem Verbrauch.
H2ORIZON in a nutshell
Die Wasserstofferzeugung findet auf dem Gelände des DLR in Lampoldshausen statt. Die Stromversorgung der Elektrolyse wird als Direktverbindung mit dem Windpark Harthäuser Wald, einer der größten Windparks Baden-Württembergs, realisiert. Es wird mit einer Wasserstoff-Produktion von bis zu 100 Tonnen jährlich gerechnet. Ein Teil der Produktion wird direkt am Standort eingesetzt. Hier werden unter anderem die Raketentriebwerke der Ariane Trägerraketen getestet. Der Rest steht für regionale Mobilitätsanwendungen zur Verfügung.
Windpark Harthauser Wald
Der Windpark Harthäuser Wald umfasst 18 Windkraftanlagen und versorgt damit rund 40.000 Haushalte. Aufgrund seiner Lage in unmittelbarer Nähe zum DLR- Standort Lampoldshausen entstand bereits im Jahr 2012 die Idee, hier aus dem regenerativ erzeugten Strom mittels Elektrolyse grünen Wasserstoff mit einer nahezu makellosen CO2-Bilanz zu produzieren.
H2ORIZON in a nutshell
Die Wasserstofferzeugung findet auf dem Gelände des DLR in Lampoldshausen statt. Die Stromversorgung der Elektrolyse wird als Direktverbindung mit dem Windpark Harthäuser Wald, einer der größten Windparks Baden-Württembergs, realisiert. Es wird mit einer Wasserstoff-Produktion von bis zu 100 Tonnen jährlich gerechnet. Ein Teil der Produktion wird direkt am Standort eingesetzt. Hier werden unter anderem die Raketentriebwerke der Ariane Trägerraketen getestet. Der Rest steht für regionale Mobilitätsanwendungen zur Verfügung.
Der Windpark in Zahlen
- 18 Windenergieanlagen à 3 MW Leistung
- Jährliche Gesamtleistung 54 MW
- 140.000 Tonnen CO2 Einsparung pro Jahr
- Direktanbindung an die Elektrolyse (Elektrolyse läuft mit 100% Windstrom und kann nur produzieren, wenn der Windpark die entsprechende Leistung liefert)
- Verhältnismäßig günstige Strombezugskosten
Gute Gründe für die Windkraft
Restlose Abbaubarkeit
Die Anlagen können restlos rückgebaut, verwertet und recycelt werden. Des Weiteren wird Windenergie absolut schadstofffrei produziert.
Restlose Abbaubarkeit
Die Anlagen können restlos rückgebaut, verwertet und recycelt werden. Des Weiteren wird Windenergie absolut schadstofffrei produziert.
Schnelle Amortisierung
Moderne Anlagen gleichen bereits nach 3 bis max. 12 Monaten die für Herstellung, Nutzung und Entsorgung benötigte Energie wieder aus.
Schnelle Amortisierung
Moderne Anlagen gleichen bereits nach 3 bis max. 12 Monaten die für Herstellung, Nutzung und Entsorgung benötigte Energie wieder aus.
Allgemeines
Power-to-Gas
Power-to-Gas ist ein Sammelbegriff für alle Verfahren, bei denen durch den Einsatz von elektrischem Strom Wasser in seine Bestandteile aufgespalten wird: Wasserstoff und Sauerstoff.
Wasserstoff kann verhältnismäßig einfach und über einen längeren Zeitraum hinweg gespeichert werden. Falls gewünscht, ist auch eine Rückverstromung durch den Einsatz von Turbinen oder Brennstoffzellen möglich. Alternativ kann das Gas direkt verbraucht werden – beispielsweise, um mit Brennstoffzellen Verkehrsmittel anzutreiben oder industrielle Prozesse zu unterstützen.
Über eine nachgeschaltete Stufe der Methanisierung kann der elektrolytisch erzeugte Wasserstoff mit Kohlenstoffdioxid zu Methan umgesetzt werden. So gewonnenes synthetisches Erdgas kann bedenkenlos in das bestehende Gasnetz eingespeist werden. Der heutige Nutzungsgrad dieser Methode liegt nur bei rund 40%, weshalb die Methanisierung derzeit wirtschaftlich wenig tragfähig ist. Die Beimischung von Wasserstoff zum Erdgas ist aktuell in geringen Prozentanteilen von 5-10% möglich. Wie höhere Wasserstoffbeimischungen in bestehende Gasnetze realisiert werden können, ist Gegenstand aktueller Forschungsprojekte.
Aus diesem Grund fokussiert das Projekt H2ORIZON auf den ersten Prozessschritt – auf die regenerative Erzeugung von vielseitig verwendbarem Wasserstoff.
Power-to-Gas ist ein Sammelbegriff für alle Verfahren, bei denen durch den Einsatz von elektrischem Strom Wasser in seine Bestandteile aufgespalten wird: Wasserstoff und Sauerstoff.
Wasserstoff kann verhältnismäßig einfach und über einen längeren Zeitraum hinweg gespeichert werden. Falls gewünscht, ist auch eine Rückverstromung durch den Einsatz von Turbinen oder Brennstoffzellen möglich. Alternativ kann das Gas direkt verbraucht werden – beispielsweise, um mit Brennstoffzellen Verkehrsmittel anzutreiben oder industrielle Prozesse zu unterstützen.
Über eine nachgeschaltete Stufe der Methanisierung kann der elektrolytisch erzeugte Wasserstoff mit Kohlenstoffdioxid zu Methan umgesetzt werden. So gewonnenes synthetisches Erdgas kann bedenkenlos in das bestehende Gasnetz eingespeist werden. Der heutige Nutzungsgrad dieser Methode liegt nur bei rund 40%, weshalb die Methanisierung derzeit wirtschaftlich wenig tragfähig ist. Die Beimischung von Wasserstoff zum Erdgas ist aktuell in geringen Prozentanteilen von 5-10% möglich. Wie höhere Wasserstoffbeimischungen in bestehende Gasnetze realisiert werden können, ist Gegenstand aktueller Forschungsprojekte.
Aus diesem Grund fokussiert das Projekt H2ORIZON auf den ersten Prozessschritt – auf die regenerative Erzeugung von vielseitig verwendbarem Wasserstoff.
Power-to-Gas ist ein Sammelbegriff für alle Verfahren, bei denen durch den Einsatz von elektrischem Strom Wasser in seine Bestandteile aufgespalten wird: Wasserstoff und Sauerstoff.
Wasserstoff kann verhältnismäßig einfach und über einen längeren Zeitraum hinweg gespeichert werden. Falls gewünscht, ist auch eine Rückverstromung durch den Einsatz von Turbinen oder Brennstoffzellen möglich. Alternativ kann das Gas direkt verbraucht werden – beispielsweise, um mit Brennstoffzellen Verkehrsmittel anzutreiben oder industrielle Prozesse zu unterstützen.
Über eine nachgeschaltete Stufe der Methanisierung kann der elektrolytisch erzeugte Wasserstoff mit Kohlenstoffdioxid zu Methan umgesetzt werden. So gewonnenes synthetisches Erdgas kann bedenkenlos in das bestehende Gasnetz eingespeist werden. Der heutige Nutzungsgrad dieser Methode liegt nur bei rund 40%, weshalb die Methanisierung derzeit wirtschaftlich wenig tragfähig ist. Die Beimischung von Wasserstoff zum Erdgas ist aktuell in geringen Prozentanteilen von 5-10% möglich. Wie höhere Wasserstoffbeimischungen in bestehende Gasnetze realisiert werden können, ist Gegenstand aktueller Forschungsprojekte.
Aus diesem Grund fokussiert das Projekt H2ORIZON auf den ersten Prozessschritt – auf die regenerative Erzeugung von vielseitig verwendbarem Wasserstoff.
Elektrolyse
Power-to-Gas ist ein Sammelbegriff für alle Verfahren, bei denen durch den Einsatz von elektrischem Strom Wasser in seine Bestandteile aufgespalten wird: Wasserstoff und Sauerstoff.
Wasserstoff kann verhältnismäßig einfach und über einen längeren Zeitraum hinweg gespeichert werden. Falls gewünscht, ist auch eine Rückverstromung durch den Einsatz von Turbinen oder Brennstoffzellen möglich. Alternativ kann das Gas direkt verbraucht werden – beispielsweise, um mit Brennstoffzellen Verkehrsmittel anzutreiben oder industrielle Prozesse zu unterstützen.
Über eine nachgeschaltete Stufe der Methanisierung kann der elektrolytisch erzeugte Wasserstoff mit Kohlenstoffdioxid zu Methan umgesetzt werden. So gewonnenes synthetisches Erdgas kann bedenkenlos in das bestehende Gasnetz eingespeist werden. Der heutige Nutzungsgrad dieser Methode liegt nur bei rund 40%, weshalb die Methanisierung derzeit wirtschaftlich wenig tragfähig ist. Die Beimischung von Wasserstoff zum Erdgas ist aktuell in geringen Prozentanteilen von 5-10% möglich. Wie höhere Wasserstoffbeimischungen in bestehende Gasnetze realisiert werden können, ist Gegenstand aktueller Forschungsprojekte.
Aus diesem Grund fokussiert das Projekt H2ORIZON auf den ersten Prozessschritt – auf die regenerative Erzeugung von vielseitig verwendbarem Wasserstoff.
Power-to-Gas ist ein Sammelbegriff für alle Verfahren, bei denen durch den Einsatz von elektrischem Strom Wasser in seine Bestandteile aufgespalten wird: Wasserstoff und Sauerstoff.
Wasserstoff kann verhältnismäßig einfach und über einen längeren Zeitraum hinweg gespeichert werden. Falls gewünscht, ist auch eine Rückverstromung durch den Einsatz von Turbinen oder Brennstoffzellen möglich. Alternativ kann das Gas direkt verbraucht werden – beispielsweise, um mit Brennstoffzellen Verkehrsmittel anzutreiben oder industrielle Prozesse zu unterstützen.
Über eine nachgeschaltete Stufe der Methanisierung kann der elektrolytisch erzeugte Wasserstoff mit Kohlenstoffdioxid zu Methan umgesetzt werden. So gewonnenes synthetisches Erdgas kann bedenkenlos in das bestehende Gasnetz eingespeist werden. Der heutige Nutzungsgrad dieser Methode liegt nur bei rund 40%, weshalb die Methanisierung derzeit wirtschaftlich wenig tragfähig ist. Die Beimischung von Wasserstoff zum Erdgas ist aktuell in geringen Prozentanteilen von 5-10% möglich. Wie höhere Wasserstoffbeimischungen in bestehende Gasnetze realisiert werden können, ist Gegenstand aktueller Forschungsprojekte.
Aus diesem Grund fokussiert das Projekt H2ORIZON auf den ersten Prozessschritt – auf die regenerative Erzeugung von vielseitig verwendbarem Wasserstoff.
Power-to-Gas ist ein Sammelbegriff für alle Verfahren, bei denen durch den Einsatz von elektrischem Strom Wasser in seine Bestandteile aufgespalten wird: Wasserstoff und Sauerstoff.
Wasserstoff kann verhältnismäßig einfach und über einen längeren Zeitraum hinweg gespeichert werden. Falls gewünscht, ist auch eine Rückverstromung durch den Einsatz von Turbinen oder Brennstoffzellen möglich. Alternativ kann das Gas direkt verbraucht werden – beispielsweise, um mit Brennstoffzellen Verkehrsmittel anzutreiben oder industrielle Prozesse zu unterstützen.
Über eine nachgeschaltete Stufe der Methanisierung kann der elektrolytisch erzeugte Wasserstoff mit Kohlenstoffdioxid zu Methan umgesetzt werden. So gewonnenes synthetisches Erdgas kann bedenkenlos in das bestehende Gasnetz eingespeist werden. Der heutige Nutzungsgrad dieser Methode liegt nur bei rund 40%, weshalb die Methanisierung derzeit wirtschaftlich wenig tragfähig ist. Die Beimischung von Wasserstoff zum Erdgas ist aktuell in geringen Prozentanteilen von 5-10% möglich. Wie höhere Wasserstoffbeimischungen in bestehende Gasnetze realisiert werden können, ist Gegenstand aktueller Forschungsprojekte.
Aus diesem Grund fokussiert das Projekt H2ORIZON auf den ersten Prozessschritt – auf die regenerative Erzeugung von vielseitig verwendbarem Wasserstoff.
Power-to-Gas ist ein Sammelbegriff für alle Verfahren, bei denen durch den Einsatz von elektrischem Strom Wasser in seine Bestandteile aufgespalten wird: Wasserstoff und Sauerstoff.
Wasserstoff kann verhältnismäßig einfach und über einen längeren Zeitraum hinweg gespeichert werden. Falls gewünscht, ist auch eine Rückverstromung durch den Einsatz von Turbinen oder Brennstoffzellen möglich. Alternativ kann das Gas direkt verbraucht werden – beispielsweise, um mit Brennstoffzellen Verkehrsmittel anzutreiben oder industrielle Prozesse zu unterstützen.
Über eine nachgeschaltete Stufe der Methanisierung kann der elektrolytisch erzeugte Wasserstoff mit Kohlenstoffdioxid zu Methan umgesetzt werden. So gewonnenes synthetisches Erdgas kann bedenkenlos in das bestehende Gasnetz eingespeist werden. Der heutige Nutzungsgrad dieser Methode liegt nur bei rund 40%, weshalb die Methanisierung derzeit wirtschaftlich wenig tragfähig ist. Die Beimischung von Wasserstoff zum Erdgas ist aktuell in geringen Prozentanteilen von 5-10% möglich. Wie höhere Wasserstoffbeimischungen in bestehende Gasnetze realisiert werden können, ist Gegenstand aktueller Forschungsprojekte.
Aus diesem Grund fokussiert das Projekt H2ORIZON auf den ersten Prozessschritt – auf die regenerative Erzeugung von vielseitig verwendbarem Wasserstoff.
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