Symbol für Wasserstoff
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Superenergie Wasserstoff?

So, 25.10.2020

Der Hype um Wasserstoff als klimafreundlicher Energieträger hat einen neuen Höhepunkt erreicht. Die EU-Kommission will Europa zum Vorreiter in diesem Bereich machen, Österreich und Deutschland rufen sich zu bald schon führenden "Wasserstoff-Nationen" aus und heimische Forschungseinrichtungen scharren in den Startlöchern ob neuer Mittel.

Noch gibt es allerdings in so manchen Anwendungsbereichen technische Hürden zu überwinden und Fragen der Wirtschaftlichkeit positiv zu beantworten.

Wasserstoff gilt mit seiner hohen Energiedichte als probates Mittel, Überschüsse aus erneuerbaren Quellen zu speichern und später in Strom und Wärme umzuwandeln. Eine der größten Hürden – zumindest kurz- bis mittelfristig – ist die Verfügbarkeit von "grünem" Wasserstoff, der mit Hilfe von Solar- oder Windenergie erzeugt wird und noch dazu billig ist. Derzeit kostet fossiler Wasserstoff rund zwei Euro pro Kilogramm, erneuerbarer rund sechs Euro. Hier ist also noch viel Forschung notwendig, um die ökonomischen Nachteile ausgleichen zu können. "Langfristig werden wir mit großtechnischen grünen Elektrolyse-Anlagen in den Bereich von drei Euro pro Kilogramm kommen", ist Alexander Trattner vom Hydrogen Center Austria (HyCentA) der Technischen Universität (TU) Graz überzeugt.

Was die notwendigen Mengen betrifft, ist nach wie vor ungeklärt, wo man ausreichend umweltfreundlichen Wasserstoff herbekommt. Denn derzeit werden global deutlich über 90 Prozent – manche sprechen von 99 Prozent – aus Gas beziehungsweise aus fossilen Quellen erzeugt. Rund 0,2 Prozent stammen aus Elektrolyse und davon wieder nur ein minimaler Bruchteil aus Grünstrom-Elektrolyse. "Alleine um den klimafeindlichen Wasserstoff aus Gas zu ersetzen, müsste man den Anteil von grünem Wasserstoff vertausendfachen. Gleichzeitig spricht man aber davon, dass man neue Nutzungsfelder erschließen will, was den Wasserstoffverbrauch erst recht wieder in die Höhe treibt", gibt Florian Maringer, Energie-Referent im Umweltministerium (BMK), im Gespräch mit APA-Science zu bedenken (siehe auch "Bei Wasserstoff herrscht derzeit Goldgräberstimmung").

Grünstrom bleibt Mangelware

Laut seiner Rechnung würde man satte 27 TWh Strom benötigen, um den derzeit grauen Wasserstoffverbrauch (wird aus Erdgas hergestellt) durch grünen zu ersetzen und zusätzlich den Stahlhersteller voestalpine zu dekarbonisieren. "Das ist so viel, wie wir bis 2030 zu bauen planen, um Österreich mit 100 Prozent Ökostrom zu versorgen. Sprich: Man müsste den Ausbau noch einmal verdoppeln", so Maringer. Von Seiten der Industrie geht man davon aus, dass ein großer Teil des benötigten Wasserstoffs künftig importiert werden muss – etwa aus Skandinavien, Nordafrika oder Osteuropa. Je knapper die Ressource, desto genauer muss man sich demnach ansehen, in welchen Bereichen der Einsatz von Wasserstoff wirklich sinnvoll ist.

TU Austria fordert "Wasserstoff-Milliarde"

Die im Verbund TU Austria zusammengeschlossenen Technischen Universitäten in Österreich – TU Graz, TU Wien, Montanuniversität Leoben – hoffen jedenfalls auf eine "Wasserstoff-Milliarde" bis 2024 und eine weitere bis 2030. "Für uns ist es wichtig, dass die vielfältige Forschung, wo die Universitäten in Österreich ganz vorne mit dabei sind, nicht den Anschluss verliert und rechtzeitig investiert wird", hielt der Präsident der TU Austria und Rektor der TU Graz, Harald Kainz, fest. Christian Helmenstein, Leiter des Economica Instituts für Wirtschaftsforschung, bezifferte das wirtschaftliche Potenzial hinter den vorgeschlagenen Investitionen mit zwei Milliarden Euro bis 2030.

Am ehesten halten Experten derzeit den Einsatz von Wasserstoff in der Industrie für sinnvoll. Schon jetzt geht der größte Teil der rund 150.00 Tonnen grauer Wasserstoff, die derzeit in Österreich zum Einsatz kommen, in industrielle Anwendungen.

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Im Bereich Mobilität sehen Fachleute nach einer abwechslungsreichen Geschichte nun vor allem Chancen für Wasserstoff bei Lastkraftwagen, Langstreckenbussen, bei Schienenfahrzeugen auf ausgewählten Strecken und Schiffen.

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Welche Rolle Wasserstoff bei der Energieversorgung von Privathaushalten spielen kann, ist umstritten. Eine Überlegung geht dahin, Photovoltaik-Überschüsse in Form von Wasserstoff zu speichern und später als elektrische Energie oder zur Wärmeversorgung zu nutzen. Allerdings braucht man etwa fünfmal mehr Wind- oder Solarstrom, um ein Haus mit Wasserstoff zu erwärmen, als dasselbe Haus mit einer effizienten Wärmepumpe zu beheizen.

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In den Fokus rückt derzeit auch die Herstellung und Speicherung von Wasserstoff. Obwohl die Elektrolysetechnologie alles andere als neu ist, kämpft sie noch mit Kinderkrankheiten, denn sie wird erst seit ein paar Jahren intensiv beforscht.

Die Speicherung von Wasserstoff ist hingegen kein großes Problem, meinen die Expertinnen und Experten. Man kann ihn gasförmig bei hohem Druck im Fahrzeug speichern oder bei -253 Grad Celsius verflüssigen und damit das Speichervolumen verkleinern. Als Langzeitspeicher würden sich ausgebeutete Erdgaslager eignen, die es in Österreich in ausreichender Menge gibt. Dort könne man Wasserstoff ohne große Verluste für Monate bis Jahre aufbewahren.

Wasserstoff ist vom "Superstar" also zwar noch ein Stück weit entfernt, auf dem Weg zur Dekarbonisierung aber ein zunehmend relevanter Baustein.

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