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News vom 25.01.2021

Wird Wasserstoff ein Markt für alle?

Wasserstoff ist derzeit – auch durch die im letzten Jahr von der Bundesregierung verabschiedete und mit üppigen Milliarden ausgestattete Nationale Wasserstoffstrategie – in aller Munde, wird gar als der Champagner der Energiewende gepriesen. Dabei wird schnell vergessen, dass eine Herstellung von grünem Wasserstoff mittels Elektrolyse aufwendig, ineffizient und deshalb teuer ist. Dennoch wird um das Element mit dem kleinsten Molekül kein Weg herumführen. Einsätze zu Heizzwecken und in der Mobilität sind denkbar.

Eine Erdgasleitung, mit der in Zukunft auch Wasserstoff als Beimischung transportiert werden kann.<br />Bild: Ontras<br />
Eine Erdgasleitung, mit der in Zukunft auch Wasserstoff als Beimischung transportiert werden kann.
Bild: Ontras
Braucht Wasserstoff für eine Brennstoffzelle: Toyota Mirai.<br />Bild: Toyota<br />
Braucht Wasserstoff für eine Brennstoffzelle: Toyota Mirai.
Bild: Toyota

Eine aktuelle Befragung der Verbraucherzentrale Bundesverband (vzbv) hat ergeben, dass sich das Gros der Verbraucher hier mehr Transparenz wünscht. Ist also ein grünes Gas wie Wasserstoff klimaneutral hergestellt oder nicht? Derzeit eher nicht, weil der sogenannte graue Wasserstoff ja zu 99 Prozent mittels Dampfreformierung aus Erdgas gewonnen wird. Zu Mehrkosten von 10 bis 20 Prozent wäre eine knappe Mehrheit zwar bereit, allerdings liegen die aktuellen Kosten für grünen Wasserstoff etwa viermal höher als für grauen Wasserstoff.

Doch wie realistisch ist es überhaupt, grünen Wasserstoff im trauten Heim und im geliebten Auto zu nutzen?

Zuerst zum Heim.

Wasserstoff zu Hause

Wasserstoff könnte zu Hause im Gas-Brennwertkessel verbrannt werden. Schon jetzt ist das mit einer Beimischung ins Erdgasnetz von bis zu 9,9 Prozent möglich. In den Erdgas-Verteil- und Transportnetzen wären sogar höhere Beimischungen möglich. Experten gehen von 20 Prozent aus. Alles, was darüber ist, müsste geprüft werden.

Der grüne Wasserstoff könnte theoretisch auch in reinen Wasserstoffleitungen zum Verbraucher kommen und dort Brennstoffzellen betreiben. Brennstoffzellen produzieren gleichzeitig Strom und Wärme. Rund 2.000 davon sind in Deutschland installiert. Ein Förderprogramm soll bis 2027 diese Zahl auf 70.000 anheben. Sie werden bisher aber alle ausnahmslos mit Erdgas betrieben, was wiederum nicht klimaneutral ist. Beim Verbrennen in Gasthermen, was ja auch eine Variante wäre, müssten diese ausgewechselt werden, da Wasserstoff ein deutlich anderes Brennverhalten aufweist. Allerdings ist ein reines Wasserstoffnetz zu teuer. Die Kosten lägen nach Schätzungen von Experten bei 270 Milliarden Euro.

Die dritte Möglichkeit wäre, den gewonnenen Wasserstoff zu synthetischem Erdgas, SNG genannt, aufzumethanisieren. Weder an Leitungen noch an Endgeräten wären dann Änderungen oder Anpassungen notwendig. Dieser Prozess ist ebenfalls sehr aufwendig. Das dafür nötige CO2 müsste im besten Fall aus Abfallprozessen der Industrie stammen. Doch die soll ja in Zukunft auch CO2-neutral arbeiten. Eine Abscheidung aus der Luft ist zwar technisch möglich und wird vereinzelt auch praktiziert. Doch sie wäre zu teuer.

Bliebe also nur die Beimischung von grünem Wasserstoff zu Erdgas und dessen Transport im Netz. Das wäre zumindest für einige Jahre eine Zwischenlösung.

Wasserstoff als Antrieb für den PKW

Autos können auf zwei Wegen Wasserstoff nutzen: in einer Brennstoffzelle oder in einem Verbrennungsmotor. Das Verlockende dabei: Wasserstoff hat eine sehr hohe Energiedichte, die der von Benzin in nichts nachsteht und um das bis zu Sechsfache höher ist als die von Lithium-Ionen-Batterien, die in E-Autos zum Einsatz kommen. Allerdings sind seine Lagerung und der Transport im Tank recht aufwendig und nur in gekühlten Druckdanks bei 350 bar für Nutzfahrzeuge oder 700 bar für Pkw möglich. Dann wäre Wasserstoff eine echte Alternative etwa für Nutzfahrzeuge.

Die Nutzung der Brennstoffzelle in Pkw ist schon einige Jahre serienreif. Insbesondere japanische Hersteller, allen voran Toyota, haben sich darauf spezialisiert. Der Mirai ist ein Beispiel dafür. Mit einem Listenpreis von derzeit 80.000 Euro ist er jedoch nicht für jeden Geldbeutel etwas. Doch die Fahrzeuge könnten billiger werden. Sie treffen auf ein immer besser ausgebautes Tankstellennetz. Im zweiten Quartal dieses Jahres soll die 100. Wasserstofftankstelle in Deutschland eröffnet werden, auch wenn das noch der berühmte Tropfen auf dem heißen Stein wäre. Zum Vergleich: Hierzulande gibt es gut 14.300 Tankstellen, darunter 7.000 Flüssiggastankstellen (LPG) und knapp 900 Erdgastankstellen (CNG). Immerhin – es geht voran, wenn auch nur langsam. Das Forschungszentrum Jülich schätzt die Kosten für den Aufbau dieser Infrastruktur in Deutschland auf 61 Milliarden Euro.

Die zweite Möglichkeit ist die Nutzung des Wasserstoffs in einem Verbrennungsmotor. Versuche dazu gab es während der ganzen Geschichte des Automobil- und Motorenbaus. Dabei kann die bisherige Verbrennungsmotorentechnik beibehalten werden, es braucht also keines neuen Antriebsstranges wie bei der E-Mobilität oder bei Brennstoffzellenfahrzeugen. Zwar ist sein Einsatz sowohl in Diesel- als auch Benzinmotoren denkbar. Letztere sind jedoch etwas besser geeignet.

Großes Forschungsprojekt

Wie nun der Wasserstoff zum Verbraucher, also ins Heim oder an die Tankstelle kommt, ist Gegenstand des Forschungsprojektes H2 vor Ort. Es untersucht, wie der Wasserstoff in Industrie, Wärmemarkt und Mobilität genutzt und idealerweise im Netz transportiert werden kann. Denn die Nachfrage könnte eines Tages flächendeckend sein. Und Deutschlands sehr gut ausgebautes Erdgasnetz wäre natürlich ein sehr guter Transporteur. Über 30 Unternehmen haben zusammen mit dem Fachverband DVGW diskutiert und sind zu dem Schluss gekommen, dass eine 100-prozentige Versorgung mit Wasserstoff über die Verteilnetze technisch möglich und sinnvoll sei. Außerdem sollten regionale Ressourcen für den Aufbau von dezentralen Power-to-Gas-Anlagen genutzt werden.

Mehr dazu findet sich hier.

Erwähnt werden sollte aber auch, dass sich Wasserstoff nicht nur in Leitungen transportieren lässt. Es geht auch, wie für die Fahrzeuge, in gekühlten Drucktanks, aber auch gelöst in sogenannten LOHCs (für flüssige organische Trägermaterialien oder Liquid Organic Hydrogen Carrier) oder in Ammoniak.

Hören Sie doch mal rein - in den Fachbeitrag auf: https://shk.radio/haustechnikdialog
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Ein Fachbeitrag der Redaktion HaustechnikDialog.

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Heizungsnewbie123 schrieb: Hallo zusammen, ich beobachte seit gut 2 Monaten unsere Heizung (Vaillant VKS 33) in unserem neuen Eigenheim, um den Verbrauch genauer zu beobachten (ggf. kommt eine Wärmepumpe ins Haus, aber das ist...
mikkahb schrieb: Pumpe läuft aber fördert nicht. Es gab schon mehrere Themen hierzu. http://my-htd.de/Forum/t/208128/Fehlersuche-Solaranlage- Habe auch die Tipps aus den Beiträgen angewendet. Jedoch ohne Erfolg. Nun...
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