Wasserstoff wird in klima- und energiepolitischen Debatten kontrovers diskutiert. Auch in Südtirol ist das Thema Wasserstoff aktuell sehr präsent, vor allem, weil bald 20 Mio € in ein neues Wasserstoffzentrum investiert werden.
Wasserstoff wird in Zukunft eine Rolle bei der Energiewende spielen. Je weiter wir weltweit mit dem Ausbau der regenerativen Energien kommen, desto wichtiger wird dieser Energiespeicher werden. Im Gegensatz dazu wird Wasserstoff in Südtirol auch in Zukunft eine sehr geringe Rolle spielen.
Im Folgenden eine Einordnung durch den Klima Club Südtirol:
- Wasserstoff (H2) ist in der Natur nur in geringem Maße vorhanden , . In der Regel muss er deshalb über energieintensive chemische Prozesse produziert werden. Da er durch Reaktion (z. B. bei der Verbrennung) mit Sauerstoff (O2), beispielhaft aus der Luft, zu harmlosem Wasser oxidiert und dabei die bei seiner Produktion zugefügten Energie wieder freisetzt, kann er als Energiespeicher verwendet werden.
- Wasserstoff wird aktuell in größerem Maßstab für Industrieprozesse benötigt und überwiegend aus Erdgas mittels Dampfreformierung produziert. Dabei wird für den Prozess Erdgas und dessen gespeicherte Energie genutzt. Es entsteht als Nebenprodukt Kohlendioxid (CO2), das in die Atmosphäre emitiert wird und somit als Treibhausgas wirkt. Der so produzierte Wasserstoff wird daher als “grauer Wasserstoff” bezeichnet.
- Wasserstoff kann zudem mittels elektrischer Energie durch Elektrolyseure direkt aus Wasser produziert werden, wobei als Nebenprodukt nur harmloser Sauerstoff (O2) entsteht. Sofern die elektrische Energie aus erneuerbaren Quellen stammt, ist diese Umwandlung klimaneutral und wird als “grünen Wasserstoff” bezeichnet.
Der Prozess ist mit erheblichen Verlusten verbunden , mit aktuell erhältlicher Technologie geht bei diesem Prozess rund 30-40% der Energie verloren.
Da insbesondere in kleineren Anwendungen der Transport und die Speicherung von Wasserstoff sehr teuer und aufwändig sind, wird auch angedacht, diesen mit weiterenVerlusten zu transportfähigeren und leichter speicherbaren Energieträgern wie Methanol, Ammoniak (NH4) oder anderen synthetischen Kraftstoffen weiterzuverarbeiten. Der erste Schritt dazu ist jedoch im Allgemeinen. die Wasserstoffproduktion.
Für die “Rückumwandlung ” von Wasserstoff oder den oben erwähnten Folgeprodukten zu elektrischer Energie werden hauptsächlich 2 Prozesse genutzt:
- Eine klassische Verbrennung beispielhaft in einem Großkraftwerk zur Stromproduktion, mit Verlusten von rund 40-60%.
- Mittels Brennstoffzellen, die beim aktuellen Entwicklungsstand ebenfalls rund 30-40% Verluste aufweisen. Insgesamt betragen daher auch in diesem Fall die Verluste von der Produktion des Wasserstoffs bis zur Verwendung der gespeicherten Energie 50-70%.
Der Weg über diese Speicherung ist somit ziemlich ineffizient . Selbst im besten Fall bekommt man nicht mal die Hälfte der Energie wieder raus, die man vorher aufwändig regenerativ produziert hat.!
Wird hingegen der elektrische Strom in eine Batterie zwischengespeichert und dann wieder verstromt, kommt man je nach Größe, Auslastung und Technologie auf Verluste von nur 10-25%.
Man kann also erkennen, dass bei Zwischenspeicherung über Wasserstoff mehr als doppelt so viel regenerative Energie notwendig ist wie bei Speicherung mit Batterie.
Da in Italien nur wenig Primärenergie regenerativ produziert wird, stellt sich die Frage, wann zukünftig der Einsatz von grünem Wasserstoff als Zwischenspeicher Sinn machen könnte. Hauptsächlich bei Langzeitspeicherung, falls in Zukunft zeitweise große Stromüberschüsse produziert werden, und so für längere “Dunkelflauten”, also Zeiten ohne Sonne und Wind, vorgehalten werden. Und für die chemische Industrie, um den dort aktuell verwendeten grauen Wasserstoff zu substituieren, wie auch ähnlich bei der Zementindustrie und der Stahlindustrie.
Zukunftschance Batterien?
Die Batterietechnik erlebt aktuell eine große technologische Entwicklung bei gleichzeitig schnellem Preisverfall. Nicht zuletzt deshalb sind überall dort, wo kurzzeitige Zwischenspeicherung und größere Leistungsabfrage notwendig sind, und wo das Mehrgewicht akzeptabel bleibt, Batterien mit großem Abstand die erste Wahl. Dies sowohl aus ökonomischem Blickwinkel als auch aus ökologischen Überlegungen. Beispiele dafür sind Mobilität, Hausspeicher oder auch Speicher zur Netzstabilisierung.
Dies hat auch die lange auf Wasserstoff konzentrierte Autoindustrie erkannt, die inzwischen nicht nur bei Autos, sondern auch bei Bussen und zunehmend auch für den Warentransport gute, effiziente und kostengünstige Batterie-Lösungen anbietet. Gleichzeitig haben sich die Anbieter fast vollständig aus der Wasserstoffmobilität zurückgezogen.
Ein Blick nach Innen Zukunftschance Batterien?
Da wir in Südtirol weder chemische Industrie haben noch Zement produzieren, und auch nicht relevanten Überschuss an PV-Strom produzieren, und selbst wenn wir das täten kaum Möglichkeiten hätten, Wasserstoff günstig in bestehenden Kavernen zu speichern, macht bei uns der weitere Ausbau von Wasserstoff Strukturen kaum Sinn.
Weiterführende Informationen
Geladen – der Batterie Podcast
- Grüner Wasserstoff: Markthochlauf – Dr. Dana Kirchem & Prof. Daniel Banuti
- Technologieoffenheit – Prof. Martin Doppelbauer | E-Auto Batterie Wasserstoff | Geladen Podcast
- E-Bus: DIE Lösung für die Verkehrswende – Prof. Dirk Uwe Sauer | Geladen Podcast
Tagesspiegel – Gradmesser
Der Standard
MAN-Chef: „Wir sehen, dass Wasserstoff viel zu teuer ist
Klima Club Südtirol 