Potenzial

Antworten finden

Ziel von H2ORIZON ist es, Antworten auf wichtige Zukunftsfragen zu finden. Denn: Die Energiewende und der Ausbau Erneuerbarer Energien stellen uns vor große Herausforderungen. Wasserstoff kann ein bedeutender Teil der Lösung sein.

Die Herausforderung

Die Energiegewinnung ist gerade bei Wind- und Solaranlagen starken Schwankungen unterworfen – abhängig von den Wetterbedingungen sowie den Tages- und Jahreszeiten.

Sind die Umstände beispielsweise besonders günstig, da der Wind konstant weht und die Sonne über mehrere Stunden scheint, können bestehende Stromnetze an ihre Grenzen stoßen. Im Extremfall müssen Anlagen abgeschaltet werden, da die Leitungskapazitäten nicht ausreichen – oder die Stromabnahme nicht in ausreichendem Maße gegeben ist. Dasselbe gilt natürlich auch umgekehrt: Woher kommt der Strom in einer windstillen Nacht?

Die Energiewende erfordert also nicht nur den systematischen Ausbau und die tatsächliche Nutzung verschiedenster Anlagen zur Erzeugung Erneuerbarer Energien. Es braucht auch den signifikanten Ausbau des Stromnetzes, um diese dezentralen Quellen einspeisen zu können. Und vor allem: eine intelligente und steuerbare Energienutzung sowie effiziente Methoden zur Stromspeicherung.

Das Potenzial von Wasserstoff

Nur wenige Energieträger können in ausreichender Menge übersaisonal, also über mehrere Wochen oder Monate gespeichert werden.

Wasserstoff bietet dabei eines der größten Speicherpotenziale. Hinzu kommt, dass Wasserstoff nahezu ohne Schadstoffe zu Wasser verbrennt, keine Treibhausgase entstehen und in einer Brennstoffzelle, wie etwa einem Fahrzeug oder als Heizung, mit hohem Wirkungsgrad direkt eingesetzt werden kann. Wird für die Elektrolyse – also die Aufspaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff – regenerativ gewonnene Energie eingesetzt, spricht man von »grünem Wasserstoff« mit nahezu makelloser CO2-Bilanz. Genau dieser grüne Wasserstoff entsteht bei H2ORIZON – aus dem Strom des Windparks Harthäuser Wald.

Durch die Wasserstoff-Gewinnung macht die Elektromobilität einen gewaltigen Fortschritt in Sachen Eigenständigkeit. 2015 wurde das erste Serienauto von Toyota vorgestellt, welches ausschließlich mit Wasserstoff angetrieben wird.

Der gasförmige Wasserstoff, der im Rahmen dieser sogenannten PEM-Elektrolyse entsteht, wird auf 350 bar komprimiert, in einen Tanklastzug (mit 320 bar) eingefüllt und übergangsweise dort gespeichert. Abhängig von der konkreten Wasserstoffanwendung erfolgen Transport und weitere Lagerung.

Prinzipiell besteht auch die Möglichkeit gasförmigen Wasserstoff auf minus 253 Grad zu kühlen und damit flüssig zu lagern. Oder ihn durch eine nachgeschaltete Verbindung mit Kohlendioxid in synthetisches Methan zu wandeln und damit im Erdgasnetz zu speichern. Beide Speicheroptionen haben jedoch hohe Wirkungsgradverluste und stellen derzeit keine wirtschaftliche Lösung dar.

Im Rahmen von H2ORIZON konzentrieren sich ZEAG und DLR daher ausschließlich auf den ersten Prozessschritt der Wasserstoffkette: die wirtschaftliche Erzeugung von gasförmigen Wasserstoff in industriellem Maßstab. Das bedeutet geringe Wirkungsgradverluste und damit eine ökonomisch gute Darstellbarkeit.