Energie aus Wasserstoff
Eine Zukunft ohne Stromnetz?
Zum Ausbau des Stromnetzes und als Antwort auf eine wetterabhängige Stromerzeugung bietet laut Karl-Heinz Tetzlaff, Geschäftsführer der H2-Patent GmbH, die Wasserstoffwirtschaft eine kostengünstige Alternative. Dabei würden Strom und Wärme in Form von Wasserstoff virtuell über das vorhandene Erdgasnetz verteilt.
In einer Wasserstoffwirtschaft handelt und wirtschaftet man auf allen Ebenen mit Wasserstoff. Folgende Technologiefelder sind zu unterscheiden:
- Herstellung von Wasserstoff
- Verteilung des Wasserstoffs über ein Rohrnetz
- Dezentrale Nutzung des Wasserstoffs mittels Brennstoffzellen
Alle aufgeführten Technologien sind heute käuflich zu erwerben bzw. Nutzungsrechte erwirken. Eine Wasserstoffwirtschaft ist also keine Vision, sondern sofort machbar – und was noch wichtiger ist: bezahlbar.
Herstellung von Wasserstoff
Genau so, wie aus allen Formen von Energie Strom hergestellt werden kann, so kann auch aus allen Formen von Energie Wasserstoff hergestellt werden. Die Herstellung von Wasserstoff ist, im Gegensatz zur Herstellung von Strom, mit geringen Verlusten verbunden. Es gibt zwei Grundverfahren zu seiner industriellen Herstellung:
- Herstellung aus Strom mittels Wasser-Elektrolyse
- Thermochemische Herstellung (850°C) aus kohlenstoffhaltigen Energieträgern
Daneben gibt es noch biologische und physikalisch-chemische Verfahren zur direkten Nutzung des Sonnenlichtes, die sich aber noch im Stadium der Grundlagenforschung befinden und hier nicht weiter erörtert werden. Die Elektrolyse wurde in der Vergangenheit für große Staudammprojekte genutzt, um aus dem Wasserstoff Stickstoffdünger herzustellen. Im Zuge der Industriealisierung im 19. Jahrhundert wurde Wasserstoff als Nebenprodukt der Koksherstellung gewonnen und als Stadtgas mit 50-60% Wasserstoffanteil durch das heutige Erdgasnetz bis Anfang der 1990er-Jahre verteilt. Heute wird Wasserstoff und sein Vorläuferprodukt Synthesegas hauptsächlich aus Erdgas und Erdölprodukten im GW-Maßstab hergestellt. Die chemische Industrie betreibt seit 1937 ein Rohrnetz für reinen Wasserstoff, das vom Ruhrgebiet bis nach Rotterdam reicht. Zwar könnte man in einer Wasserstoffwirtschaft auf Basis fossilen Wasserstoffs den Ausstoß von CO2 auf ein Drittel senken, doch entspricht das nicht dem Energieziel 2050 der deutschen Regierung.
Zielführender ist es daher den Wasserstoff aus einem Mix von 30% EE-Strom und 70% Biomasse herzustellen. Die H2-Patent GmbH hat auf diesem Gebiet eine Reihe von Schutzrechten erworben und sucht Industriepartner für deren Umsetzung. Aus Biomasse hergestellter Wasserstoff ist mit 2,5-4 ct/kWh voraussichtlich nicht teurer als Erdgas heute.
Verteilung des Wasserstoffs über ein Rohrnetz
Unser heutiges Erdgasnetz ist ohne wesentliche Einschränkungen für Wasserstoff geeignet. Da Wasserstoff aus Biomasse aus logistischen Gründen in regionalen Fabriken von 50-500 MW hergestellt werden muss, werden hauptsächlich die kundennahen Verteilnetze (<25) bar benötigt.
Die Verteilung von Energie über ein Rohrnetz ist kostengünstiger als die Verteilung von Energie über ein Stromnetz. So betragen die Verteilkosten von der Wasserstoff-Fabrik zu Haushaltskunden < 1 ct/kWh, für Strom ab Kraftwerk hingegen > 10 ct/kWh. Aus dem für 4 ct/kWh hergestellten Wasserstoff kann also vor Ort Strom für 5 ct/kWh selbst hergestellt werden. Der Kraftwerksstrom von 4 ct/kWh kostet für Haushaltskunden dagegen mindestens 14 ct/kWh, jeweils ohne Steuern, Abgaben und Umlagen.
- Eine Zukunft ohne Stromnetz?
- Effizienz, Machbarkeit und Kosten
- Der Übergang zur Wasserstoffwirtschaft
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