Brennstoffzellen für Langstrecken, Batterien für Städte

TCO für 40-t-Langstreckenfahrzeuge auf Basis diverser Studien, © VDE/VDI-Studie
TCO für 40-t-Langstreckenfahrzeuge, © VDE/VDI-Studie

Auf dem Weg zur Klimaneutralität sollen nach EU-Vorgaben die CO2-Emissionen schwerer Nutzfahrzeuge bis 2030 um 30 Prozent verringert werden. Um dieses Ziel zu erreichen, müssten rund 200.000 emissionsfreie Lkw bis 2030 in Europa im Einsatz sein. Das ist ein Ergebnis der aktuellen VDI/VDE-Studie „Klimafreundliche Nutzfahrzeuge – Vergleich unterschiedlicher Technologiepfade für CO2-neutrale und -freie Antriebe“. Im Fernverkehr mit großen Nutzfahrzeugen weist der Brennstoffzellenantrieb, im urbanen Raum dagegen der batterieelektrische Antrieb für kleine Nutzfahrzeuge eindeutige Vorteile auf.

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Aktuelles aus der H2-Regelsetzung des DVGW

Anschluss mobile Molchschleuse zu H2-Pipeline, © Dr. Klaus Steiner

Zu den Aufgaben der Netzbetreiber gehören zum einen die sicherheitsgerichtete Gestaltung der Gasinfrastruktur und zum anderen die Gewährleistung der bestimmungsgemäßen Funktion und technischen Betriebssicherheit der Gasnetze über deren Nutzungsdauer. Netzbetreiber stellen dies über die Einhaltung der Anforderungen der technischen Regeln des DVGW (Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e.V.) für alle Gase nach dem Arbeitsblatt G 260, also auch für Wasserstoff, sicher. Mit der Veröffentlichung des neuen Energiewirtschaftsgesetzes (EnWG) im August 2021 hat der Gesetzgeber den DVGW auch als Regelsetzer für die technischen Regeln und Anforderungen der leitungsgebundenen Versorgung der Allgemeinheit mit Wasserstoff festgelegt. Dies ist zum einen ein Vertrauensvorsprung für die Kompetenz der Gasbranche und zum anderen ein Ansporn, das Regelwerk für Wasserstoff weiterzuentwickeln.

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Zeit für generationengerechtes Wirtschaften

Wir hätten es so viel einfacher haben können. Alles, was wir heute benötigen, hätten wir schon längst aufbauen und vorbereiten können. Wir wussten doch – oder ahnten es zumindest –, dass es einmal so kommen könnte. Der Club of Rome hat uns bereits vor fünfzig Jahren genau das Szenario prophezeit, das sich uns nun bietet.

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HZwei-Befragung von Elektrolyseurherstellern

Der EL 4.0 - zunächst gebaut in Pisa, dann in Saerbeck, © Enapter
Der EL 4.0 wird zunächst in Pisa, dann in Saerbeck gebaut, © Enapter

Im Elektrolysesektor geht es weiter mit großen Schritten vorwärts. Insbesondere was die Kosten betrifft: Die meisten Hersteller konnten in den vergangenen Monaten wesentliche Preisreduktionen erzielen, auch wenn sich das nicht überall in einer Senkung des Endpreises bemerkbar gemacht hat. Zudem werden sowohl die Stacks als auch die gesamten Systeme immer kompakter und effizienter.

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Dezentrale H2-Anlagen können wirtschaftlich betrieben werden

Elogen-E100, © Elogen
© Elogen

Bislang hatte Deutschland ein weitestgehend zentralisiertes Energieversorgungssystem: Große Kraftwerke erzeugten Strom und Wärme, die dann mittels einer weitverzweigten Infrastruktur bundesweit verteilt wurden. Mit dem Aufkommen der erneuerbaren Energien vor zwei Jahrzehnten verbreitete sich zusehends die Idee einer Dezentralisierung: Indem lokale Solar- und Windkraftanlagen beziehungsweise Biogasanlagen vor Ort Strom beziehungsweise Wärme erzeugen, können diese Energien ohne verlustreiche Transporte regional genutzt werden. Dieser Grundgedanke wird jetzt auch bei der Wasserstofferzeugung per Elektrolyse verfolgt. Ob solch ein Ansatz sinnvoll sein könnte, hat das Reiner Lemoine Institut in seiner neusten Studie „Netzdienliche Wasserstofferzeugung“ untersucht. Die Ergebnisse wurden am 10. März 2022 in einer Online-Pressekonferenz vorgestellt.

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Reiner Wasserstoff aus Meerwasser

Pilotanlage zur H2-Herstellung aus Meerwasserim Hafen der niederländischen Insel Texel, © Hydron Energy
Pilotanlage zur H2-Herstellung aus Meerwasser, © Hydron Energy

Im Projekt SEA2H2 hat ein Konsortium gezeigt, dass sich klimaneutraler Wasserstoff aus Meerwasser gewinnen lässt. Beteiligt daran sind der Automobil- und Industriezulieferer Schaeffler, das Start-up Hydron Energy B.V., das seit Sommer 2021 zum Schaeffler-Konzern gehört, sowie das Institut Wageningen Food & Biobased Research, kurz WFBR, das wiederum zur Universität Wageningen gehört.

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Wasserbedarf für eine grüne H2-Wirtschaft

Fotografie einer Welle, © NorthShoreSurfPhotos – Fotolia
© NorthShoreSurfPhotos – Fotolia

Für die Herstellung der 14 TWh grünen Wasserstoffs, mit denen die Bundesregierung bis 2030 rechnet, wird nicht mehr Wasser benötigt, als eine Stadt mit rund 200.000 Einwohnern verbraucht. Das ergeben Berechnungen des Branchenverbands Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches (DVGW) in der Studie „Klimaschutz und Resilienz“ vom April 2021. Demnach ist die Nutzung von Elektrolyseuren mit einem vergleichsweise geringen Einsatz von Wasser durchführbar. Auch im Vergleich zu Kohlekraftwerken schneiden Elektrolyseure demnach vorteilhaft ab. Dem gegenüber steht der Wasserbedarf der Energiewirtschaft heutzutage (primär für Kohlestrom), der nach Angaben des Umweltbundesamtes aus dem Jahr 2020 mehr als 50 Prozent der gesamten Wasserentnahme Deutschlands ausmacht.

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Ist die Gasbranche wirklich H2-ready?

Gashauseinführungen HSP von Schuck – für H2-Gas geeignet, © Schuck
Gashauseinführungen HSP von Schuck – für H2-Gas geeignet, © Schuck

Der Wärmesektor gilt immer noch als der „schlafende Riese“, der geweckt werden muss, damit die Energiewende zu schaffen ist. Ein wesentliches Problem ist der Mangel an Alternativen zur Wärmeerzeugung mit fossilen Energieträgern. Großer Profiteur vom Ausstieg aus der Kohle- und Kernenergie dürfte die Gasbranche werden, die jetzt schon damit wirbt, dass man Erdgas durch grünen Wasserstoff ersetze, obwohl bislang kaum CO2-frei erzeugtes H2-Gas vorhanden ist. Anbieter von Brennstoffzellenheizungen haben es dennoch momentan schwer, von derAufbruchstimmung in der H2-Branche zu profitieren, weil ihre Anlagen zunächst noch auf fossile Gase angewiesen sind.

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Rezension: Fünfte Auflage des H2-Buches

Cover "Wasserstoff und Brennstoffzellen - Die Technik von gestern, heute und morgen"

Innerhalb von gerade einmal neun Monaten war die vierte Auflage des Buchs „Wasserstoff und Brennstoffzellen – Die Technik von gestern, heute und morgen“ vergriffen. Aufgrund dieser großen Nachfrage haben sich Eva Augsten und Sven Geitmann frühzeitig an die Arbeit gemacht und sind nun dabei, das bestehende Manuskript nochmals zu überarbeiten und zu aktualisieren. Die erweiterte fünfte Auflage befindet sich bereits in der finalen Phase und wird voraussichtlich im Mai 2022 erhältlich sein.

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Wasserstoff aus Deponiegas

© RGH2
H2-Forschungsreaktor-Entsorgungszentrum Leppe, © RGH2

Über Bioenergie wird nicht so viel geredet wie über Solar- und Windenergie, wenn es um die H2-Herstellung geht. Dabei ist beispielsweise Biogas durchaus gut dazu geeignet, grünen Wasserstoff zu erzeugen. Um etwas mehr Licht ins Bioenergie-Dunkel zu bringen, haben der Bergische Abfallwirtschaftsverband (BAV) und die Rouge H2 Engineering AG (RGH2) aus Graz im Februar 2022 in der nordrhein-westfälischen Gemeinde Lindlar gemeinsam einen Forschungsreaktor in Betrieb genommen. Am dortigen Entsorgungszentrum Leppe soll in einem mehrmonatigen Testbetrieb die dezentrale Erzeugung von hochreinem Wasserstoff aus Deponiegas erprobt und weiterentwickelt werden.

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