Große Auszeichnung für Wasserstoff

Wirtschaftsminister Altmaier
Wirtschaftsminister Altmaier: „Das geht am besten mit Wasserstoff.“ © Handelsblatt

Vom 23. bis 25. Januar 2019 fand in Berlin der hochkarätig besetzte Handelsblatt Energie-Gipfel statt, auf dem unter anderem Peter Altmaier, Bundesminister für Wirtschaft und Energie, eine ausführliche Rede über die Potentiale der Wasserstofftechnologie hielt. Außerdem wurde die Firma 2G Energy für die Entwicklung ihrer H2-Blockheizkraftwerke als innovativstes Unternehmen im Industriesektor ausgezeichnet.

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Brennstoffzellen-BKHW für das Eigenheim

CFCLBrennstoffzellen im Blockheizkraftwerk (BKHW) sind erst seit kurzer Zeit für das Eigenheim erhältlich. Mit diesen Geräten stellt man seinen eigenen Strom her, als Nebenprodukt entsteht Wärme und zusätzlich reduziert man die monatlichen Kosten des eigenen Energiebedarfs. Die elektrische Energie, die über eine Brennstoffzelle im BKHW produziert wird, ist Gleichstrom. Ein angeschlossener Wechseltrichter wandelt ihn in Wechselstrom um, so dass er für das Stromnetz genutzt werden kann. Die resultierende Wärme, die durch die Reaktion zwischen Wasserstoff und Sauerstoff entstanden ist, wird abgekoppelt, um mit ihr den Haushalt zu heizen und Warmwasser aufzubereiten.

Brennstoffzellen sind bereits seit mehreren Jahren in Luft- und Raumfahrt aufgrund ihrer hohen Energieausbeute bei gleichzeitig niedriger Schadstoffemission im Einsatz. Außerdem gib es mittlerweile ein wachsendes Feld, in dem Brennstoffzellen im Blockheizkraftwerk eingesetzt werden können.

Zurzeit ist sie allerdings für Otto-Normalverbraucher noch zu teuer, um damit sein Einfamilienhaus zu heizen. Da die Technik noch nicht allzu lange im Fokus der Entwickler steht, werden entsprechende Geräte nur in kleinen Stückzahlen angefertigt, wodurch die Preise alles andere als marktfähig sind. Alleine für die Brennstoffzelle werden zurzeit fast 40.000 € fällig, die Kosten für den Brennwertkessel sind hier nicht eingeschlossen, sondern müssen addiert werden.

Kosten spart man allerdings bei der Wartung, da diese nur selten anfällt. Brennstoffzellen-BHKW haben aber hohe elektrische Wirkungsgrade, die bis zu 60 Prozent reichen – die Energieausbeute ist daher sehr groß. Verbrennungsmotoren haben zum Vergleich einen Wirkungsgrad von etwa 25 Prozent. Auch Verluste, die durch den Transport im Stromnetz entstehen können, bleiben bei diesem Verfahren aus. Da die Leistung außerdem gut regelbar ist, sind sie dennoch für den Hausgebrauch lohnenswert, da man durch die gleichzeitige Produktion von Strom und Wärme die individuellen Kosten für Energie deutlich senken kann. Interessant wird diese Methode in einigen Jahren, wenn aufgrund verbesserter Produktion, Technik und gesteigerter Nachfrage die Preise sinken.

Bis dahin müssen die Hersteller anhand von Pilotprojekten weitere Erfahrungen in Punkto Betriebnahme sammeln. Generell kann man aber schon jetzt sagen, dass ein Brennstoffzellen-BHKW in gut gedämmten Einfamilienhäusern durchgehend im Einsatz sein kann. Damit die entstandene Wärme allerdings abgeführt werden kann, ist ein Warmwasserbedarf von mehreren Hundert Litern täglich notwendig. Eine Familie mit zwei bis drei Kindern sollte diese Anforderung aber erfüllen.

Autor: E. Rossow, Bild: CFCL / Bluegen

Aufwind für Wind-Wasserstoff-Systeme

Die Aufregung rund um Wind-Wasserstoff und Methanisierung geht weiter. So sprach sich auch Dr. Klaus Töpfer, ehemaliger Leiter des Umweltprogramms der Vereinten Nationen (UNEP) und Bundesumweltminister a.D., für die Umsetzung dieser Technologien aus und nannte sie „extrem bedeutsam“, um die geplante Energiewende umsetzen zu können. Wie Töpfer outen sich immer mehr Unternehmen als Anhänger dieser Idee, Überkapazitäten der Windkraft zur Wasserstofferzeugung zu nutzen. Nachdem es bereits seit einigen Wochen Mutmaßungen über ein Engagement von E.ON in Nord-Deutschland gegeben hatte, verkündete der Energiekonzern Mitte November 2011 offiziell: E.ON will ab 2013 Windstrom zur Wasserstofferzeugung nord-westlich von Berlin am Autobahndreieck Wittstock einsetzen.

Die neue Pilotanlage des Energieversorgers soll ab Frühjahr 2012 in der Prignitz entstehen. Konkret geht es dabei um die Errichtung einer Forschungsstation in Falkenhagen. Die Voraussetzungen dafür sind in dem brandenburgischen Städtchen optimal: Zunächst einmal gibt es in der Region jede Menge Windkraftanlagen. Außerdem läuft ganz in der Nähe eine Ferngasleitung entlang. Zusätzlich betreibt edis, ein Tochterunternehmen von E.ON, in Falkenhagen ein 110-/20-kV-Umspannwerk. Dort will das Essener Unternehmen den Strom für die Elektrolyse abzweigen. Mit zwei Megawatt elektrischer Energie sollen stündlich rund 360 Kubikmeter Wasserstoff erzeugt werden, die dann direkt in das Gasnetz eingespeist werden. Ziel ist zunächst einmal, grundsätzlich zu prüfen, ob diese Technik auch für die Wasserstofferzeugung in größerem Maßstab geeignet ist. Dabei steht ein wirtschaftlicher Betrieb ganz oben auf der Prioritätenliste. Bei positiven Ergebnissen, könnte ein zweiter Bauabschnitt für die Umwandlung von Wasserstoff in Methan folgen.

Die Basis eines solchen Verfahrens ist der Sabatier-Prozess, bei dem Wasserstoff gemeinsam mit Kohlendioxid in Methan und Wasser umgewandelt wird. Der Wasserstoff wird dem Elektrolyseur entnommen, das Kohlendioxid kann beispielsweise aus Biogasanlagen kommen. Somit überrascht es nicht, dass auch der Biogasspezialist MT-Energie Interesse an diesem Verfahren gefunden und sich mit fünf Prozent an der SolarFuel GmbH beteiligt hat. Karsten Wünsche, der am 1. Juli 2011 zum Geschäftsführer der Zevener Firma bestellt worden ist, erklärte gleich am ersten Tag in seiner neuen Funktion: „Zwischen den beiden Unternehmen existieren zahlreiche Synergiepotenziale für die Zukunft.“ Konkret arbeitet MT-Energie bereits im Rahmen des E-Gas-projects von Audi (s. HZwei-Heft Juli 2011) mit dem Stuttgarter Unternehmen SolarFuel zusammen.

Ein weiterer Mitbewerber in diesem Zusammenhang ist die SunFire GmbH. Das Bremer Unternehmen baut auf ähnliche Verfahrensschritte, beabsichtigt in seinem Prozess aber synthetische Kraftstoffe (Benzin, Diesel, Kerosin) anstelle von synthetischem Erdgas herzustellen. Hier gab es allerdings Komplikationen, weil die Choren Industrie GmbH im Juli 2011 Insolvenz anmelden musste. Choren war aus der im Jahr 1990 von Dr. Bodo Wolf gegründeten UET Umwelt- und Energietechnik Freiberg GmbH hervorgegangen. Wolf wirkte entscheidend an der Entwicklung des so genannten CarboV®-Verfahrens mit und ist auch bei SunFire der Know-how-Träger und Initiator. Wegen dieser personellen Verknüpfungen und des damit verbundenen medialen Interesses sah sich SunFire im September 2011 zu einer Stellungnahme genötigt und erklärte: „Es besteht keine gesellschaftsrechtliche oder operative Verbindung zwischen Choren Industries GmbH und SunFire GmbH bzw. staxera GmbH.“ SunFire hatte erst im Frühjahr 2011 den Brennstoffzellenhersteller staxera übernommen (s. HZwei-Heft Juli 2011) und befindet sich momentan auf der Suche nach einem passenden Standort, wo ab 2013 eine Testanlage entstehen soll, damit diese dann bis 2016 ihren Betrieb aufnehmen kann.

Ein Pionier im Bereich der Wind-Wasserstoff-Systeme ist die Enertrag AG. Das Brandenburgische Unternehmen startete mit dieser Technik bereits vor mehreren Jahren, somit war es am 25. Oktober 2011 schon dort, wo andere noch hinwollen. Und zwar nahm das Prenzlauer Unternehmen zu diesem Termin sein lange geplantes Wasserstoff-Hybridkraftwerk in der Uckermark nördlich von Berlin in Betrieb. Das Ziel dieses 21-Mio.-Euro-Vorhabens ist, die „Machbarkeit einer sicheren und nachhaltigen Energieversorgung und Energiespeicherung mit einem Mix aus rein erneuerbaren Energiequellen im Praxistest nachzuweisen.“ Dafür wurden in den vergangenen Jahren zunächst drei Windkraftanlagen sowie eine Biogasanlage vor Ort installiert. Zu der Biogasanlage gehört ein Wasserstoff-Biogas-Blockheizkraftwerk, in dem Gemische aus Wasserstoff und Biogas verbrannt werden und somit Strom sowie Wärme erzeugen. Darüber hinaus wurde in den vergangenen Monaten ein zusätzliches Gebäude für den Elektrolyseur gebaut. Der dort erzeugte Wasserstoff wird an H2-Stationen in Berlin und Hamburg vertankt. Der Brandenburgische Ministerpräsident Matthias Platzeck erklärte bei der Inbetriebnahme: „Der heutige Tag gibt richtig Aufwind. Mit dieser weltweit ersten Anlage gelingt es, die schwankende Windenergie in eine verlässliche Größe umzuwandeln, damit sie langfristig als planbare Energie für Strom, Wärme und Mobilität eingesetzt werden kann.“