Große Chance für Energieträger Wasserstoff – die Wasserstoff-Leitprojekte

Deutschland hat sich zum Ziel gesetzt, bis 2045 klimaneutral zu sein. Für die Erreichung von Klimaneutralität ist grüner Wasserstoff von erheblicher Relevanz. Dies besagen auch die Szenarien für die Zukunft der Initiative „Energiesysteme der Zukunft“ (ESYS), welche von dem Kopernikus-Projekt Ariadne, dem Bundesverband der Deutschen Industrie (BDI) und der Deutschen Energie-Agentur (dena) angefertigt wurde. In ihrem Artikel in der Fachzeitschrift *„energie wasser-praxis“ in der Ausgabe 12/2021 beschäftigt sich Maike Wanders mit der Bedeutung des Energieträgers und den drei Wasserstoff-Leitprojekten des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF).

Wasserstoff hat großes Potential, denn er ist nicht nur klimaneutral und speicherbar, sondern kann auch flexibel eingesetzt werden und ist in der Theorie nahezu unendlich verfügbar. Zum Einsatz kommen kann er in der Industrie sowie im Wärme-, Verkehrs- und Energiesektor. Um dieses Potential auch wirklich entfalten zu können, muss grüner Wasserstoff günstig sein, in großen Mengen zur Verfügung stehen und sich zudem effizient transportieren lassen. Denn: Der Bedarf ist groß. So rechnet die Bundesregierung mit einem Wasserstoffbedarf von circa 100 Terawattstunden (TWh) jährlich bis 2030. Um in den Wasserstoff-Technologien schnell Fortschritte zu machen, brachte das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) nun drei, von der Industrie geführte, Leitprojekte auf den Weg. An diesen arbeiten mehr als 240 Partner aus Industrie und Forschung.

Das Leitprojekt H2Giga will die Serienfertigung von Elektrolyseuren erreichen. Bis zum Jahre 2030 soll in Deutschland gemäß der Nationalen Wasserstoffstrategie eine Erzeugungskapazität von fünf Gigawatt installiert sein. Zwar existieren auch heute schon große Elektrolyseure, diese werden aber meist noch in Handarbeit gefertigt. Dies ist nicht nur teuer, sondern auch zeitintensiv und zudem auch fehleranfällig. Auch besteht noch ein Optimierungspotential bzgl. der Technologien selbst. Durch eine Serienfertigung könnten Fehler und Kosten reduziert werden. Im Rahmen des Projekts ist die Hochskalierung drei bekannter Technologien geplant. Die alkalische Elektrolyse, die Hochtemperatur-Elektrolyse und die PEM-Elektrolyse sollen fließbandtauglich gemacht werden. Zudem will man innovative Elektrolyse-Technologien auf den Weg bringen.

Dem Leitprojekt H2Mare liegt der Gedanke zugrunde, Wasserstoff direkt an der Quelle von Strom und Wasser zu erzeugen. Die Erzeugung von Wasserstoff soll demnach auf See stattfinden, ohne Netzanschluss und mittels Offshore-Windenergieanlagen. Dies hätte klare Vorteile: Es bräuchte keinen Transport von Strom und Wasser mehr, man würde Kosten sparen und zudem das Stromnetz entlasten. Dazu kommt der Fakt, dass es mehr offshore Flächen für Windenergieanlagen gibt als an Land. Zudem möchte man im Rahmen des Projekts erforschen, inwieweit Meerwasser direkt bei der Elektrolyse zum Einsatz kommen kann.

Das dritte Leitprojekt, TransHyDE, beschäftigt sich mit dem Transport von Wasserstoff. Dieser soll im besten Falle praktikabel und günstig sein. Jedoch ist Wasserstoff unter Normalbedingungen sehr leicht und flüchtig. Da es so schnell entweicht, bräuchte es zur Lagerung besonders dichte Behältnisse. Zudem ist es zusammen mit Sauerstoff hochexplosiv. Demnach müsste auch für eine ausreichende Sicherheit gesorgt werden. Eine Tatsache bereitet jedoch besonders große Schwierigkeiten: Ein Liter Wasserstoff enthält verhältnismäßig wenig Energie. Denkbar wäre demnach ein Transport unter Druck oder aber in verflüssigter Form. Beides bedarf aber viel Energie und zudem würden spezielle
Behältnisse benötigt werden. Eine Alternative ist in Sicht: Wasserstoff kann an andere Moleküle gebunden werden. So können beispielsweise organische Trägerflüssigkeiten (LOHC) verwendet werden.

Die Wasserstoff-Leitprojekte sind über den Zeitraum der gesamten Projektförderung offen für neue Projektpartner. Im Rahmen der Projekte werden stetig neue Wege und Lösungen erarbeitet. Dies könnte dazu führen, dass Wasserstoff als Energieträger eine echte Chance bekommt und einen erheblichen Beitrag in Sachen Klimaneutralität leisten könnte.

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