Fuel Cell Conference Wasserstoff: Forscher diskutieren in Chemnitz den Stand der Technik
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15. November 2024, 13:18 Uhr
Wann kommen Stromspeicher auf der Basis von grünem Wasserstoff? Und wo kann das mit Wind und Sonne erzeugte Gas noch verwendet werden? Darüber haben Forscher diese Woche in Chemnitz diskutiert.
Anfang November lag – wie oft in dieser Jahreszeit – eine dichte Wolkendecke über Deutschland, mit Nebel bis in tiefe Lagen. Und zugleich war es nahezu windstill. Kurz: Es war die Zeit der gefürchteten Dunkelflaute, in der weder Windräder noch Solarzellen nennenswert Strom liefern. Am Abend des 6. November sank der Anteil der Erneuerbaren am gesamtdeutschen Strommix auf 11,6 Prozent – nur Wasserkraft und Biomasse lieferten noch grünen Strom.
In solchen Phasen sollen einmal große Stromspeicher einspringen, die in windigen und sonnigen Zeiten mit überschüssigem Strom aufgeladen worden sind, argumentieren die Konstrukteure der Energiewende. Dazu gibt es eine Vielzahl verschiedener Konzepte. Ein Kandidat wäre Wasserstoff: Er könnte in Phasen mit großem Stromüberschuss in Elektrolyseuren erzeugt und dann bei Bedarf in Brennstoffzellen wieder in Strom umgewandelt werden.
56 Elektrolyseure könnten Sachsen flächendeckend mit Wasserstoff versorgen
Bei der Fuel Cell Conference in Chemnitz haben sich diese Woche zahlreiche Forscherinnen und Forscher zum Stand von Wasserstofftechnologien ausgetauscht. Das Hauptproblem: An vielen Stellen ist die Technik noch zu teuer. Etwa, weil extrem wertvolle Edelmetalle wie Platin gebraucht werden. Oder weil die einzelnen Komponenten bisher nicht optimal miteinander funktionieren. Daher sind viele Konzepte noch im Stadium von Prototypen oder Modellen, wie eine Wasserstoffinfrastruktur tatsächlich aussehen könnte.
Ein solches Modell hat Pierre Grzona vom Lehrstuhl für Fabrikplanung der Technischen Universität Chemnitz erstellt. "Wir wollten wissen: Wo sind in Sachsen gute Standorte für Elektrolyseure", erklärt er. Deshalb betrachteten die Wissenschaftler zum einen, wo es ein hohes Angebot von erneuerbarem Strom gibt. "Da kann ich die Leistung nutzen, die ich also aktuell verliere, wenn ich Wind und Solarkraftanlagen abregeln muss und damit Wasserstoff erzeugen." Dieser Wasserstoff könnte dann in Zeiten von Knappheit in Brennstoffzellen in Strom zurückgewandelt werden.
Wie groß das Potential ist, haben unsere Kollegen vom NDR für Schleswig-Holstein berechnet. Dort haben sich die Abregelungen von Offshore-Windanlagen, also Anlagen auf See, die mit dem Stromnetz in Schleswig-Holstein verknüpft sind, 2023 verdreifacht. Insgesamt sind im Vorjahr 2.260 Gigawattstunden allein dadurch verlorengegangen. Bundesweit waren das 2023 bei Offshore-Windenergieanlagen laut Bundesnetzagentur 5.729 Gigawattstunden.
Eine zweite Möglichkeit wären aber direkte Anwendungen in der Produktion. Deshalb wählten Grzona und Kollegen die Standorte auch so, dass die Abstände zu den verarbeiteten Betrieben möglichst gering sind. "Man könnte Wasserstoff neben der Stahlerzeugung auch in der chemischen Industrie einsetzen, als Grundprodukt für die Raffination", sagt Grzona. Auch bei der Herstellung von Chips gebe es Einsatzmöglichkeiten. Natürlich sei Wasserstoff auch ein möglicher Treibstoff für Züge, Lkw oder Autos. Ergebnis der Studie: Mit 56 Standorten für Elektrolyseure unterschiedlicher Größe könnte die sächsische Industrie standortnah mit ausreichend Wasserstoff versorgt werden.
Notstromaggregat mit Brennstoffzelle: Wasserstoff zur mobilen Stromerzeugung
Eine weitere Frage ist, ob Wasserstoff auch außerhalb großer Anlagen einsetzbar wäre. Mit dieser Frage beschäftigt sich Fabian Braun. Der Diplom-Ingenieur ist Wissenschaftler am Institut Chemnitzer Maschinen- und Anlagenbau und entwickelt derzeit eine besonders kleine, mobile Brennstoffzelle. Sie könnte immer dort zum Einsatz kommen, wo heute Dieselaggregate verwendet werden, "zum Beispiel bei Festivals oder auch auf Baustellen zur Stromerzeugung", sagt er.
Aktuell sind solche Systeme noch kostspielig. Die aus einer Brennstoffzelle erzeugte Kilowattstunde Strom kostet je nach System zwischen 23 und 59 Cent. Ein gewöhnliches Baustromaggregat dagegen kostet etwa 15 Cent pro Kilowattstunde. Es braucht also noch Entwicklung, bis Wasserstoff als Alternative wirtschaftlich ist.
Dieses Thema im Programm: MDR AKTUELL | 13. November 2024 | 19:00 Uhr
MDR-Team vor 3 Wochen
95 Prozent des verwendeten Wasserstoffs sind "grau". Das bedeutet: Er wird durch Dampfreformierung aus Erdgas hergestellt. Dabei werden enorme Mengen an CO2 in die Luft geblasen. Der "blaue" Wasserstoff wird ebenfalls aus Erdgas gewonnen, mit dem Unterschied, dass das CO2 abgeschieden und gespeichert wird. "Pinker" Wasserstoff wird mit Atomstrom hergestellt und "türkisfarbener" Wasserstoff durch Pyrolyse. Bei diesem Verfahren wird Erdgas durch Erhitzung in Wasserstoff und festen Kohlenstoff aufgespalten.
Künftig soll nur noch "grüner" Wasserstoff verwendet werden. Er wird, wie der "pinke" Wasserstoff, durch Elektrolyse erzeugt. Das bedeutet, dass Wasser mit Strom in Wasserstoff und Sauerstoff gespalten wird. Im Gegensatz zum "pinken" Wasserstoff aber wird beim "grünen" nicht Atomstrom genutzt, sondern erneuerbarer Strom aus Wind- oder Solarkraftanlagen.
https://www.tagesschau.de/wissen/technologie/gruener-wasserstoff-102.html
fritz deutsch vor 3 Wochen
Für die Produktion eines Kilogramms Wasserstoff benötigt man 53 kWh Strom .Bei der Nutzung dieses Kilos Wasserstoff stehen aber nur 33 kWh zur Verfügung .Der Name "Grüner" Wasserstoff erklärt sich so von Selbst .
Niemann vor 3 Wochen
Ich fordere nur grünen Wasserstoff zu nutzen und das Grün will ich auch sehen, basta!