Brennstoffzelle & Wasserstoff » Netzwerk Brennstoffzelle und Wasserstoff, Elektromobilität NRW

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Hyer Clean Energy Partnership

Information

Wasserstoff als Energieträger

Eine langfristig sichere, wirtschaftliche sowie ressourcen- und umweltschonende Energieversorgung basiert auf einem ausgewogenen Energiemix mit einem hohen Anteil erneuerbarer Energien ebenso wie auf der kontinuierlichen Erforschung und Einführung innovativer Technologien. Wasserstoff und Brennstoffzellen werden bei der Energieversorgung im 21. Jahrhundert daher eine bedeutende Rolle spielen. Im Zusammenspiel mit fluktuierenden erneuerbaren Energien kann Wasserstoff als Energieträger fossile Energieträger weitgehend ersetzen. Er ermöglicht es, große Mengen überschüssigen Stroms über den Weg der Elektrolyse chemisch zu speichern. Er kann dann

  • dezentral in Brennstoffzellen oder Gasmotoren zurückverstromt,
  • direkt oder nach Methanisierung in das Gasnetz eingespeist oder als Reinstoff
  • hochwertigen Anwendungen in der Industrie zugeführt und insbesondere
  • in Fahrzeugen mit Brennstoffzellenantrieben als Kraftstoff eingesetzt werden.

Dabei ist die Rückverstromung am ehesten für Eigenstromverbraucher interessant. Die Einspeisung in das Erdgasnetz bietet sich in begrenzter Menge als einfache Lösung an. Die Methanisierung erschließt das mengenmäßig größte Speicherpotential, ist aber unter Umständen mit weiteren Umwandlungsverlusten behaftet; an deren Reduktion durch geschickte Prozesskopplung wird jedoch intensiv geforscht. Bei Anwendung des Wasserstoffs in der Industrie wird dessen verlustbehaftete Erzeugung aus Erdgas vermieden und dadurch ein hoher Klimaschutzeffekt erzielt. Schließlich bietet die Anwendung im Straßenverkehr wegen der Verdrängung eines gegenüber Erdgas stärker kohlenstoffhaltigen Energieträgers und der Nutzbarkeit hocheffizienter Brennstoffzellen-Antriebe das höchste Klimaschutzpotential pro Mengeneinheit Wasserstoff.

Erneuerbare Energien, Power-to-Gas und Wasserstoff im System. Quelle: Adelt

Hier bietet sich auch für Wasserstoff, der als Nebenprodukt chemischer und elektrochemischer Prozesse anfällt, eine hochwertige Nutzung. Darüber hinaus gilt die Erzeugung von Wasserstoff aus Erdgas als wichtige Komponente – wenigsten in der Phase der Einführung der wasserstoffbasierten Mobilität. Auch dieser Pfad hat bereits einen deutlichen Klimaschutzeffekt. Insgesamt könnte der deutsche Straßenverkehr mehr als 200 TWh an in Wasserstoff gebundener Energie sinnvoll aufnehmen.

Brennstoffzellen bieten als hocheffiziente Energiewandler besonders im kleinen Maßstab Lösungen für eine Vielzahl von Aufgaben. Neben Fahrzeugantrieben sind dies z.B. KWK-Anlagen, unterbrechungsfreie Stromerzeuger (USV) und Hilfsstromerzeuger für Fahrzeuge (APU). Auch Systeme für portable Anwendungen sind in der Entwicklung. Allerdings wird Wasserstoff als Energieträger für BZ-Anwendungen vorläufig nur für die Mobilität und für die lokale Rückverstromung als interessant angesehen. Bei anderen BZ-Anwendungen werden kohlenstoffhaltige Energieträger genutzt und systemintern reformiert.

Die besondere Ausgangssituation im Land Nordrhein-Westfalen ist durch eine europaweit einmalige Dichte an kommerziellen Wasserstofferzeugungsanlagen, einen mengenmäßig signifikanten Anfall von Wasserstoff als Nebenprodukt der chemischen Industrie sowie das Vorhandensein von Infrastrukturelementen (Pipeline) geprägt, die als Rückgrat einer schrittweisen Verdichtung von Tankstellennetzen dienen können.