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29.04.2020 10:23 Alter: 39 days

Hype oder Trend – Wird Wasserstoff der Durchbruch gelingen?

Wasserstoff könnte in der Zukunft zu einem Schlüssel der Energiewende werden. Denn der saubere und sichere Energieträger hat die Kraft, die Energiesektoren zu koppeln, fossiles Erdgas schrittweise klimaneutral zu machen und auf diese Weise einen wichtigen Beitrag zu einer sauberen, sicheren und wirtschaftlichen Energieversorgung zu leisten. Die Politik scheint die Bedeutung des Energieträgers Wasserstoff erkannt zu haben, sei es in Brüssel mit dem „Green Deal“ der Europäischen Kommission oder in Berlin mit der Wasserstoffstrategie der Bundesregierung. Wasserstoff komme eine zentrale Rolle bei der Energiewende zu, ist hier zu lesen.


Dr. Gerhard Holtmeier, Vorstandsvorsitzender GASAG AG Foto: Thomas Ecke

Die energiepolitischen und energiewirtschaftlichen Rahmenbedingungen bleiben auch im Jahr 2020 heraus­fordernd. Die GASAG-Gruppe hat mit dem Transformations­programm „GASAG 2025“ dafür die strategischen Weichen gestellt. Wichtiger Bestandteil ist die Wasserstoffstrategie.
 
Forschungsvorhaben/Real­labore und Pilotprojekte beleuchtet Dr. Gerhard Holtmeier in einem Gast­beitrag.

Allround-Talent Wasserstoff

Noch vor Kurzem erschien ein solches Bekenntnis der Bundesregierung kaum denkbar, setzte sie bei der Energiewende doch zunächst auf eine „All-Electric“-Strategie. Die Energiewende wurde dementsprechend bislang hauptsächlich als eine Stromerzeugungswende diskutiert. Zwar stammten 2019 sensationell anmutende 46 Prozent des deutschen Stroms aus erneuerbaren Quellen. Aber allein der Wärmemarkt braucht viermal und der Verkehr doppelt so viel Energie, wie grüner Strom produziert wird.

Klar ist also, dass die Energiewende auf zusätzliche Säulen gestellt werden muss, wenn sie ein Erfolg werden soll. Wasserstoff bietet hierfür eine aussichtsreiche Option, zumal die Speicherbarkeit von Wasserstoff einem Batteriespeicher um ein Vielfaches überlegen ist. Um das Potenzial von Wasserstoff zu nutzen, sind allerdings einige Voraussetzungen zu erfüllen und es ist vielerorts auch ein neues Denken notwendig.

Ohne das Allround-Talent Wasserstoff mit seinen vielseitigen Einsatzmöglichkeiten, z.B. auch als Brennstoff in Heizungen, wird eine vollständige Dekarbonisierung der Energieversorgung kaum zu realisieren sein. Eine Wasserstoffstrategie sollte daher nicht nur den energieintensiven Industriesektor im Blick haben. In der GASAG-Gruppe arbeiten verschiedene Bereiche zusammen am Thema Wasserstoff und wie sein Einsatz verbreitert werden kann. Weiterhin verfolgt die GASAG Projektansätze für die Wasserstoff-Direkt-Versorgung, zum Beispiel von industriellen Anwendungen und Fahrzeugflotten. Auch in der Lausitz, wo die Zeit des Strukturwandels ansteht.

Wasserstoff hat viele Farben

Wasserstoff wird bislang vor allem für industrielle Anwendungen hergestellt und genutzt. Dieser „graue“ Wasserstoff kann durch Dampfreformierung vergleichsweise kostengünstig aus Erdgas hergestellt werden. Die Elektrolyse hingegen, also die Gewinnung von „grünem“ Wasserstoff unter Verwendung von Ökostrom aus Wind- oder Sonnenenergie, war bislang noch zu teuer, um wirklich wirtschaftlich zu sein. Das ändert sich zwar langsam, aber für einen zügigen Markthochlauf der Wasserstofftechnologien brauchen wir neben „grünem“ auch „blauen“ Wasserstoff – zumal die Nachfrage nach CO2-neutralem Wasserstoff mit dem Power-to-Gas-Ansatz allein nicht gedeckt werden kann.

Um 10 Prozent des im Berliner Gasnetz verteilten Erdgases durch Wasserstoff aus Power-to-Gas zu ersetzen, wären nach GASAG-Berechnungen 2.500 bis 3.000 MW Windkraftleistung nötig. So viel Wind- und PV-Strom stehen aber bei Weitem nicht zur Verfügung. Es ist daher ratsam, CO2-neutralen Wasserstoff, und zwar auch solchen, der aus Erdgas per CO2-Abspaltung gewonnen wird, zu importieren - etwa aus Norwegen, das seit Jahren erfolgreich alternative Verfahren zur Gewinnung von CO2-neutralem Wasserstoff testet. Dabei wird „blauer“ Wasserstoff aus Erdgas gewonnen, das anfallende Kohlendioxid in einer CO2-Abscheideanlage aufgefangen und dahin zurückgepumpt, woher es kam: in das Gasfeld. Jetzt will Norwegen im großen Stil CO2 verflüssigen und es dann in leere Öl- und Gasfelder pumpen.

„Grüner“ Wasserstoff lässt sich überall da herstellen, wo Wasser und grüner Strom zur Verfügung stehen. Die GASAG plant am Windparkgebiet „Nauener Platte“ zusammen mit den Betreibern der regionalen Strom- und Gasnetze E.DIS und NBB eine Power-to-Gas-Anlage. Dort wird mit rund 200 Windkraftanlagen Ökostrom im Überfluss erzeugt. Die gemeinsame Anlage soll dort „grünen“ Wasserstoff erzeugen und über das Erdgasnetz verteilen.

Erprobung von Wasserstoffanwendungen

In einem weiteren Schritt kann Wasserstoff auch in Methan umgewandelt werden. Synthetisches Methan ist chemisch identisch mit Erdgas und kann daher problemlos in das Erdgasnetz eingespeist werden. Derzeit prüft die GASAG , wie sie ihren großen Erdgasspeicher im Grunewald nicht nur als saisonalen Zwischen­speicher für „grünen“ Wasserstoff nutzen, sondern diesen dort auch biologisch methanisieren kann. Die Erprobung allerdings würde Investitionen von rund 40 Mio. Euro erfordern. Über die Finanzierung eines Testlaufs ist die GASAG mit der EU und der Bundesregierung in Verhandlungen.

Daneben engagieren wir uns in der Erprobung und Verbreitung von Wasserstoffanwendungen. So kooperiert die GASAG mit dem Unternehmen HPS bei einem Modellversuch für das dezentrale Energiesystem Picea, das im Einfamilienhaus Sonnenenergie in „grünen“ Wasserstoff umgewandelt. Im Picea-System arbeiten die neuesten Energietechnologien effizient zusammen: Solarstrom-Anlage mit Laderegler- und Wechselrichter, Batterie, Elektrolyseur, Brennstoffzelle und Lüftungsgerät. Wir haben als GASAG eine erste Picea-Anlage bei einem Kunden eingerichtet und bauen so Kompetenz für die Installation und den Betrieb von Wasserstoff-Anlagen auf.

Auch bei der Entwicklung neuer Mobilitätskonzepte ist Wasserstoff ein wichtiger Schwerpunkt. Die GASAG erprobt Fahrzeuge mit Brennstoffzellenantrieb schon seit fast zehn Jahren. Aktuell fördern wir Wasserstoffautos im Rahmen unserer Initiative „Saubere 444 für Berlin“. CO2-freier Wasserstoff könnte vieles dekarbonisieren: Verkehr, Gebäudeheizung, energieintensive Industrieprozesse. Und nicht zuletzt könnte er als Energie­speicher für Ökostrom dienen.

Ordnungsrahmen für den Markthochlauf

Zur breiten Markteinführung bedarf es jetzt konkreter Maßnahmen. Dazu gehört ein Ordnungsrahmen, der den Markthochlauf ermöglicht und fördert. Noch steckt die Wasserstoffanwendung in den Kinderschuhen und wird in sogenannten Reallaboren getestet. Schwung in die Markt­entwicklung könnte etwa eine Zielvorgabe von 20 Prozent Wasserstoff in den Gasnetzen im Jahr 2030 bringen.

Den Gasnetzbetreibern würde eine Zielquote als Anreiz dienen, Wasserstoff sukzessive in ihren Netzen beizumischen und die Netze H2-ready zu machen. Mit gezielten Anreizen stehen die Chancen gut, dass Wasserstoff der Durchbruch gelingt und ein flächendeckender Markt entsteht. Dann kann aus einer Wasserstoff­strategie eine industrielle Wachstumsstrategie für Deutschland werden.

www.gasag.de

Wasserstoff und Energiewende: Wasserstoff kann einen wesentlichen Beitrag zum Klimaschutz leisten – als Kraftstoff für Autos, Rohstoff für die Industrie oder Brennstoff für Heizungen. In Power-to-Gas-Anlagen wird bereits heute grüner Wasserstoff CO2-neutral aus Erneuerbaren Energien gewonnen, die sich so effektiv im Gasnetz speichern und transportieren lassen. Als vielseitiger Energieträger ist Wasserstoff in allen Sektoren einsetzbar und übernimmt somit eine Schlüsselfunktion in der Energiewende. Grafik: DVGW